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Vorrichtung zur Restlosentleerung für große Schüttgutlager
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BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Restlosentleerung
für große Schüttgutlager.
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Die geschlossene Lagerung ist beispielsweise bei staubhaltigen Massengütern
heute die wichtigste Voraussetzung für die Erteilung von Betriebsgenehmigungen.
Andere Massengüter müssen durch die geschlossene Lagerung vor Umwelteinflüssen geschützt
werden. Zur Lagerung von Schüttgütern sind die verschiedensten Formen von Silos
und Bunkern bekannt. Insbesondere bei Großraumlagern ist man aus Kostengründen zu
einer Bauweise übergegangen, die kein großes durchgehendes Fundament mehr beinhaltet,
sondern nur noch ein Mittel- und Ringfundament, wobei der Boden des eigentlichen
Lagerraumes fundamentlos bleibt.
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Derartige Großlager sind in zwei grundsätzlichen Bauarten bekannt,
nämlich als Rundlager und als Längslager; Großlager in Rundlagerbauweise haben beispielsweise
Durchmesser in Größenordnungen von 60 bis 180 m, wobei die Längslagerbauweise Breiten
in entsprechender Größenordnung aufweist. Bei beiden Großlagerbauarten ist für die
Außenwände ein Randfundament vorgesehen, auf welchem die Seitenwände und das Dach
des Großlagers abgestützt sind. Beim Rundlager ist eine Mittelsäule, ein sogenannter
Stockpile, vorgesehen, welcher das Dach trägt und gleichzeitig den zentralen
Abzug
in der Mitte des Rundlagers aufweist, der üblicherweise konzentrisch zum Stockpile
ausgeführte Kanal und ein unterirdisch verlegtes Abzugsband enthält. Bekannte Rundlager
enthalten folglich zwei konzentrisch angeordnete Fundamente zwischen denen eine
Ringfläche unbearbeiteten Bodens liegt. Analog ist bei der Längslagerbauveise ein
in der Mitte angeordneter Kanal vorgesehen unter welchem ebenfalls die unterirdisch
verlaufenden Abzugfördereinrichtungen vorgesehen sind. Bei beiden Bauarten von Großlagern
ist eine Teilentleerung der Lager durch die Ablauföffnungen möglich, wobei jedoch
das Material nur bis zu Erreichen des Böschungswinkels ausläuft. Da man, um die
Kostenvorteile dieser Bauweise nicht wieder zu verlieren, nicht mehrere Kanäle,
welche wieder eine größere Anzahl von Fundamenten und Ausschachtungsarbeiten bedingen
würden, vorsehen will hat man bisher die großen verbleibenden Restmengen des Schüttgutes
in Kauf genommen, bzw. mobile Frontlader oder Planierraupen für die Resträumung
eingesetzt.
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Zur Restlosentleerung lassen sich bei Großlagern dieser Art allerdings
nicht die bekannten Austraghilfen verwenden.
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Beispielsweise ist es für leichte Schüttgüter (Holzspäne) bei Silogrößen
von max. 10 m Durchmesser bekannt, auf dem Flachboden des Silos eine rotierende
Förderschnecke umlaufen zu lassen. Die Förderschnecke ist vollständig von den Spänen
überschüttet. (dhf 9/71, Seite 133). Eine derartige Lösung scheidet jedoch bei Großlagern
der oben beschriebenen Art aufgrund der Dimensionen und aufgrund des erheblich höheren
Gewichtes der zum Teil darin enthaltenen Schüttgüter aus.
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Aus einem anderen Gebiet der Technik, nämlich der Homogenisierung
von Zuschlagstoffen und Erzen in Mischbettanlagen sind verschiedene Bauarten von
verfahrbaren Kratzerförderen bekannt (Fachberichte Hüttenpraxis Metallweiterverarbeitung
17. Jahrg., Heft 10/79, Seiten 743 f.). Die aus diesem Gebiet bekannten Vorrichtungen
sind jedoch für große Schüttgutlager zur Restlosentleerung ebenfalls nicht geeignet,
da sie in
Schüttgutlagern vollständig verschüttet werden müßten,
wodurch allein durch den Materialdruck derartige Anlagen überlastet werden würden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Restlosentleerung
für große Schüttgutlager der oben beschriebenen Art zu schaffen, welche trotz der
erheblichen Drücke durch die darüber lastende Materialsäule funktionsfähig und arbeitsfähig
bleibt.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß beim Einsatz eines
Räumgerätes am Boden eines Großlagers, welches durch das Schüttgut vollkommen eingedeckt
und hohen Druckbelastungen ausgesetzt ist, eine gewisse Analogie zu einer Dammanschüttung
vorliegt, so daß sich die hier gewonnenen Erkenntnisse auf das vorliegende Gebiet
übertragen lassen. In einer Dammschüttung setzt sich nach einem Fachbericht der
Technischen Hochschule Darmstadt (Prof. Dr.-Ing. H. Breth "Der Scheiteldruck auf
Bauwerke mit hoher Uberschüttung") das Material neben einem überschütteten Kanal,
welcher in der durch die Erfindung erkannten Analogie dem überschütteten Räumgerät
entspricht, anders als oben auf dem Kanal (Räumgerät) selbst.
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Beruhend auf diesen Erkenntnissen wird die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein am Boden des Großlagers arbeitendes
Räumgerät vorgesehen ist, welches bei gefülltem oder teilentleertem Lager durch
das Schüttgut eingedeckt ist und daß das Räumgerät zur Kompensation der sich unter
der Wirkung der Schüttgutsetzung einstellenden Konsolidierungsbewegungen federnd
ausgeführt ist.
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Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß durch die federnde
Ausbildung ein Gleichgewichtszustand geschaffen wird, welcher von der Konsolidierungsbewegung
unabhängig ist, so daß das Räumgerät selbst den Beanspruchungen standhalten kann.
Folglich ist durch das nach Teilentleerung voll funktionsfähige Räumgerät eine Restlosentleerung
möglich, indem das
Räumgerät einmal über die Grundfläche des Großlagers
verfahren wird. Großlager nach der vorliegenden Erfindung lassen sich auf sämtlichen
Gebieten einsetzen, wobei lediglich beispielhaft die Zementindustrie, d.h. Klinkersilos,
Kohlelager in Kraftwerken, chemische Industrie, Asche, Erz, Getreide, Holzspäne,
Kies, Koks, Lehm, Sand, Schotter, Torf, Zement etc. genannt werden.
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Die Art des verwendeten Räumgerätes richtet sich nach dem zu lagernden
Schüttgut, wobei dem Fachmann hier die verschiedenen Arten der Räumgeräte zur Verfügung
stehen, so daß die vorliegende Erfindung nicht auf ein spezielles Räumgerät beschränkt
ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
bzw. ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in der die Erfindung anhand von
den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert
wird.
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In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils eines
Rundlagers; Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. 1; Fig. 3 eine
Schnittansicht quer zur Hauptachse eines Längslagers nach der Erfindung; Fig. 4
eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Fördergerätes wie es bei den
Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 verwendbar ist; Fig. 5 eine schematische Darstellung
einer Abwandlung der federnden Abfangung des Fördergerätes; Fig. 6 eine weitere
Ausführungsform der federnden Abfangung des Fördergerätes; Fig. 7 eine weitere Ausführungsform
nach der Erfindung und
Fig. 8 die schematische Darstellung der bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 7 auftretenden Kraftverhältnisse.
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Bei der in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform handelt
es sich um die Anwendung der Erfindung bei einem Rundlager 1, welches einen auf
dem Mittelpunkt eines Kreises angeordneten Stockpile 2 aufweist, über welchen durch
ein oben angeordnetes Zufuhrband 4 das Schüttgut eingefüllt wird.
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Zwei Füllungszustände sind durch die Linien 17 und 18 in Fig. 1 gekennzeichnet.
An dem Stockpile 2 und einem äußeren Ringfundameint 20 ist ein Dach 22 abgesvtützt,
welches in seiner Neigung etwa dem sich einseellende Böschungswinkel des einzulagernden
Materials entsprIcht. Das allgemein mit 23 bezeichnete Schüttgut wird am Unterende
über eine unter dem Niveau des gewachsenen Bodens liegende Abzugkammer 24 über einen
Ringspalt 25 zunächst unter Schwerkraftwirkung abgeführt, welcher zwischen einer
topfartigen Uberdachung 12 am Unterende des Stockpile 2 und der Oberkante der Wände,
d.h.der Kante des gewachsenen Bodens der Abzugkammer 24 freigelassen ist. Das abgezogene
Schüttgut wird über ein Abzugband 5 in einem unterirdischen Kanal 26 abgeführt,
wobei der Abzug über übliche Verschlüsse, Schleusen oder dergleichen die in Fig.
1 mit 27 bezeichnet sind, gesteuert wird.
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Wie sich aus der Ansicht gemäß Fig. 1 ergibt, verbleibt nach der vollständigen
unter Schwerkraft möglichen Entleerung des Rundlagers 1 eine Restmaterialmenge 6,
welche ringförmig in dem Rundlager verbleibt.
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Zur Restlosentleerung dieser Restmaterialmenge 6 dient die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur vollständigen Entleerung, welche allgemein in Fig. 1 mit 7 bezeichnet
ist.
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Die Vorrichtung 7 läuft mit einem inneren Fahrwerkskranz 10 auf einer
Schiene 28, welche auf einem Betonkragen 11 am Unterende des Stockpile 2 angebracht
ist.
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Ein äusseres Fahrwerk 9 läuft auf einer Schiene 29, die auf dem äusseren
Ringfundament 20 befestigt ist.
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Das Fahrwerk 9 ist mit dem inneren Fahrwerkskranz 10 über einen Kastenträger
30 verbunden, welcher das Räumgerät 8 aufnimmt. Der Kastenträger 30 überspannt den
gewachsenen Boden 31 zwischen dem äusseren Ringfundament 20 und dem Stockpile 2.
Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß die Erfindung keinesfalls
auf Großlager dieser Bauart beschränkt ist sondern selbstverständlich auch bei Lagern
mit gebautem Boden vorteilhaft einsetzbar ist, so daß die Beschreibung der beiden
bevorzugten Ausführungsbeispiele von Großlagern lediglich die kostengünstigste Variante
darstellt.
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Zur Restlosentleerung des Rundlagers 1 wird die Vorrichtung 7 bevorzugt
durch Antrieb des Fahrwerks 9 in Richtung des Pfeiles 21 bewegt, d.h. so, daß die
Abzugeinrichtung im Gerät vorne liegt, wobei das Räumgerät 8 das Schüttgut zur Abzugkammer
24 fördert.
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Bei der quer zur Hauptachse verlaufenden Schnittansicht eines Längslagers
3 mit den Merkmalen vorliegender Erfindung sind für funktionsgleiche Teile gleiche
Bezugszeichen verwendet worden, wobei hinsichtlich deren Einzelheiten auf die obenstehende
Beschreibung zu Fig. 1 und 2 verwiesen werden darf.
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Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erfolgt die Füllung des Längslagers
3 ebenfalls von oben über ein Zuführband 4, so daß sich die maximale Füllung entsprechend
der Linie 17 einstellen kann. Zur Entleerung unter Schwerkraftwirkung ist anstelle
der Austragskammer 24 eine trichterförmige Rinne 33 vorgesehen, welche in der Mittelachse
des Längslagers sich über dessen Länge erstreckt. Die Rinne 33 mündet an Auslässen
34 auf ein Abförderband 35, welches zu dem zentralen Abzugsband 5 führt.
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Die Vorrichtung 7 gemäß vorliegender Erfindung weist ebenfalls einen
Kastenträger 30 zur Aufnahme des Räumgerätes 8 auf, wobei diese bei dem veranschaulichten
Ausftllirungsbeispiel aus zwei gegensinnig zur Mitte hin arbeitenden Räum- und Fördergeräten
besteht.
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Da bei der Ausführungsform als L«ngalager die Vorrichtung 7 nach der
Erfindung in Längsrichtung des Lagers verfahrbar ist um die Restmaterialmenge 6
auf das Abzugband zu fördern, sind an den beiden Seitenfundamenten 36, 37 auf Betonsimsen
38, 39 Schienen 40, 41 montiert, auf denen die an beiden Enden der Vorrichtung 7
vorgesehenen Fahrwerke 9 bewegbar sind.
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Fig. 4 zeigt in einer in der Bewegungsrichtung 21 liegende Schnittansicht
einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung 7 nach der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
weist der Kastenträger 30 ein zusätzliches Dach 13 auf, welches über elastische
Glieder 14 den Konsolidierungsdruck federnd aufnimmt. Die elastischen Glieder 14
können wie auch bei den anderen Ausführungsformen als Schraubenfedern, hydraulische
Druckkörper, Tellerfedern, als Luftfederung oder ähnliche äquivalente Mittel ausgebildet
sein. Zusätzlich ist auf der in Arbeitsrichtung 21 vorne liegenden Seite oberhalb
des Förderschlitzes 42 ein Rechen 16 zur Auflockerung des möglicherweise durch die
Konsolidierung verdichteten Schüttguts vorgesehen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind die elastischen Glieder
14 zwischen dem Fahrwerk 9 bzw. 10 und der Vorrichtung 7, d.h. dem Kastenträger
30, angeordnet.
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Eine weitere Variante ist in Fig. 6 dargestellt, in welcher die elastischen
Glieder zum Auffangen des Konsolidierungsdruckes zwischen der Fahrschiene 15 und
der Lagerflache 43 der Schiene angeordnet sind.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 unter gleichzeitiger Bezugnahme
auf Fig. 8 wird der Konsolidierungsbewegung durch die federnde Durchbiegung der
gesamten Vorrichtung 7, d.h. des Kastenträgers 30, über dessen Länge entsprochen.
In Fig. 7 ist darüberhinaus noch einiusätzliches Merkmal nach der Erfindung veranschaulicht,
indem der Kastenträger 30 auf seiner Rückseite
unten unterhöhlt
ausgebildet ist und eine Schrägfläche 44 über seine Gesamtlänge aufweist. An dieser
Stelle kann das Schüttgut entsprechend dem Böschungswinkel unter die Vorrichtung
7 einlaufen. Aufgrund der Durchbiegung des Kastenträgers 30 ergibt sich ein Federweg
f (vgl. Fig. 8), der zu einer Verfestigung des darunterliegenden Materials führt,
welches dann eine sichere Abstützung der Vorrichtung 7 bildet. Bei Aufnahme der
Arbeit der Restlosentleerung wird die Vorrichtung 7 von der verdichteten Zone wegbewegt,
so daß diese den Beginn der Restlosentleerung nicht stört.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen wird noch bei der Ausgestaltung
der elastischen Elemente 14 die über die Länge der Vorrichtung unterschiedliche
Last berücksichtigt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist entsprechend der höchsten
Überschüttung die Belastung der Vorrichtung 7 in der Nähe des Stockpiles 2, d.h.
am inneren Fahrwerk 10 am größten, so daß hier die elastischen Elemente 14 stärker
ausgebildet sein sollten. Bei einem Längslager wie es in Fig. 3 dargestellt ist,
ist demgegenüber die Belastung in der Mitte der Vorrichtung 7 am größten, so daß
an dieser Stelle die elastischen Glieder stärker ausgebildet sein sollen. Ebenso
sind selbstverständlich Kombinationen beider Arten der Ausbidlung möglich.
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Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden
Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und
räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination
erfindungswesentlich sein.