DE4112884C2 - Mischsilo - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischsilo der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Grundsätzlich können bekannte Mischsilos sowohl als reine Schwer­ kraftmischer als auch als Umwälzmischer ausgebildet sein.

Für beide Bauarten gibt es im Stand der Technik zahlreiche Vorschläge, durch geeignete Einbauten in den Silobehälter bereits bei einmaligem Durchlauf des Schütt­ gutes eine hohe Mischgüte, also eine gute Homogenisierung unterschiedlicher und gewöhnlich nacheinander in den Silo­ behälter eingefüllter Schüttgüter, zu erreichen bzw. - im Fall von Umwälzmischern - die Zahl der Umwälzungen und damit die Mischzeit kurz zu halten. Zum Beispiel zeigen die DE-AS 12 98 511 und die EP 0 060 046 A1 jeweils einen Mischsilo, dessen Innenraum durch sich radial von der Be­ hälteraußenwand bis zu dessen Mittelachse erstreckende, vertikale Blechsegmente in mehrere Kammern unterteilt ist, die sich infolge entsprechend gestufter Oberränder der Blechsegmente bei geeigneter Lage der Einfüllöffnung ge­ mäß dem Überlaufprinzip nacheinander füllen, wodurch häu­ fig eine - allerdings von der Chargengröße abhängige - vertikale Vormischung anstelle der andernfalls eintreten­ den, rein horizontalen Schichtung erreicht wird. Des wei­ teren ist aus der DE-PS 22 19 397 bereits ein als Umwälz­ mischer ausgestalteter Mischsilo bekannt, bei dem das zentrale Steigrohr von einem weiteren, demgegenüber we­ sentlich kürzeren Rohr umgeben ist, so daß dieses weitere Rohr mit dem Mittelrohr einen ersten Ringraum und mit der Silobehälterwand bzw. deren konischem Boden einen zweiten Ringraum festlegt. Während des Umwälzens bzw. der Schüttgutentnahme stellen sich in den beiden Ringräumen unterschiedliche Absinkgeschwindigkeiten des Schüttgutes ein, so daß im Auslaufbereich aus unterschiedlichen Höhen­ ebenen stammende Schüttgutanteile miteinander verschnitten oder gemischt werden. Auf einem ähnlichen Prinzip beruht auch der aus der DE 30 29 393 A1 bekannte Schwerkraft-Um­ wälzmischer, bei dem die Umwälzung jedoch nicht über ein Mittelrohr sondern über ein außerhalb des Silobehälters verlaufendes, vertikales Steigrohr vorgenommen wird.

Ein Mischsilo der einleitend angegebenen Gattung ist aus der US 49 23 304 bekannt. Durch den Trichter wird das Schüttgut zwar in zwei Fließzonen geteilt, von denen die eine durch den Innenraum des Trichters, die andere durch den den Trich­ ter umgebenden Ringraum begrenzt wird. Der Trichter hat jedoch nicht den Zweck, in diesen Fließzonen unterschied­ liche Absinkgeschwindigkeiten und damit eine Verschneidung der entsprechenden Schüttgutteilmengen zu schaffen. Im Gegenteil werden gleiche Absinkgeschwindigkeiten in beiden Fließzonen angestrebt. Hierzu ist im Bereich des Trichter­ auslaufes ein kegelförmiger Drosselkörper angeordnet. Das gleiche Fließverhalten wird mit einem aus der US 4 854 722 bekannten Mischsilo durch eine bestimmte Dimensionierung und Anordnung des Trichterauslaufs im Verhältnis zu dem Behäl­ terauslauf angestrebt.

Diese bekannten Mischsilos haben den Nachteil gemeinsam, daß die in dem Silobehälter vorgesehenen Einbauten erheb­ lichen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, die aufwendige Festigkeits- und Dimensionierungsbe­ rechnungen erforderlich machen sowie die nachträgliche Um­ rüstung eines Vorratssilos in einen Mischsilo in der Regel ausschließen. Obwohl die bekannten Mischsilos ausnahmslos auf Massenflußbedingungen ausgelegt sind, kommt es außer­ dem zu Schüttgutablagerungen, die eine Auswaschbarkeit des Silobehälters zumindest erschweren. Die Forderung nach leichter Auswaschbarkeit des Silobehälters vor dem Befüllen mit einem anderen Schüttguttyp wird jedoch zunehmend häufi­ ger gestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Misch­ silo der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem eine hohe Mischgüte durch in statischer Hinsicht un­ problematische und dementsprechend konstruktiv einfache Einbauten, die daher im Bedarfsfall auch nachrüstbar sind, erzielt wird. Die Einbauten sollen der Forderung nach leichter Auswaschbarkeit des Mischsilos entsprechen und in gleicher Weise bei einer Ausführung des Mischsilos als Schwerkraftmischer und als Umwälzmischer verwendbar sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Grundgedanke dieser Lösung liegt in der Bildung von näherungsweise rohr­ förmigen Fließzonen oberhalb des Trichters, in denen die Schüttgutteilmengen jeweils unterschiedlich schnell ab­ sinken, und zwar entsprechend den unterschiedlich großen Einlauf- oder/und Auslaufquerschnitten der über den Trich­ terumfang verteilten Kammern. Im Ergebnis werden daher in Höhe der Auslaufquerschnitte des Trichters Schüttgutteil­ mengen miteinander verschnitten, die aus unterschiedlichen Höhenbereichen des Silobehälters stammen. Hinzu kommt noch die Schüttgutteilmenge, die aus dem Ringraum zwischen dem Trichtermantel und der inneren Wandfläche des konischen Bodens des Silobehälters zufließt. Selbstverständliche Vor­ aussetzung ist, daß die Gesamtkonstruktion auf die Einhal­ tung von Massenflußbedingungen ausgelegt ist.

Eine in konstruktiver Hinsicht besonders einfache Ausfüh­ rungsform ist im Anspruch 2 angegeben.

Insbesondere diese Ausführungsform läßt sich sehr einfach zu einem Umwälzmischer ausgestalten wie in Anspruch 3 angegeben.

Die erforderlichen, unterschiedlich großen Einlauf- oder/und Auslaufquerschnitte der aufeinanderfolgenden Kammern des Trichters lassen sich auf verschiedene Weise erzielen. Eine bevorzugte Möglichkeit ist im Anspruch 4 angegeben. Eine andere Möglichkeit ist Gegenstand des Anspruches 5.

Das mittels des Trichters bzw. dessen Unterteilung in Kam­ mern verwirklichte Verschneidungs- oder Homogenisierprinzip läßt sich auch auf den Ringraum zwischen dem Trichterman­ tel und der inneren Wandfläche des konischen Bodens des Silobehälters übertragen. Eine entsprechende Ausführungs­ form ist im Anspruch 6 angegeben.

Bei Schüttgut, das sog. Engelshaar, also faden- oder band­ förmige Bestandteile, die gewöhnlich in einem vorangegan­ genen Fördervorgang entstanden sind, enthält, empfiehlt sich die in den Ansprüchen 7 bzw. 8 angegebene Ausführungs­ form bzw. deren Weiterbildung um zu verhindern, daß dieses Engelshaar sich auf den Oberrändern der die Kammern begren­ zenden Blechsegmente ablagert und dementsprechend die be­ treffenden Einlaufquerschnitte verringert.

In der Zeichnung ist der Mischsilo nach der Erfindung an­ hand beispielsweise gewählter Ausführungsformen und deren Einzelheiten schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in perspekti­ vischer Wiedergabe,

Fig. 2 eine zweite, sehr ähnliche Ausführungsform,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform,

Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des Trichters in dem Mischsilo nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Weiterbildung des Trichters,

Fig. 6 die Einzelheit X in Fig. 5 in nochmals größerem Maßstab,

Fig. 7 eine Aufsicht auf den Trichter nach Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 5,

Fig. 9 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungs­ form des Trichters,

Fig. 10 einen der Fig. 8 entsprechenden Schnitt durch diese Ausführungsform,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Boden­ teils einer dritten Ausführungsform des Mischsilos,

Fig. 12 eine Aufsicht auf das in Fig. 11 darge­ stellte Bodenteil und

Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 11.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Mischsilo besteht aus einem Silobehälter 1 mit einem konischen Boden 1a, sowie einem Deckel, der eine Befüllöffnung 2 hat. Der Boden 1a des Silobehälters 1 endet in einem zentralen Behälter­ auslauf 3. Da es sich um eine Ausführungsform als Umwälz­ mischer handelt, schließt sich an den Behälterauslauf 3 ein Mischtopf 4 mit einem Anschlußstutzen 4a zur Zufüh­ rung der Umwälzluft an. Zur Umwälzung dient in bekannter Weise ein Mittelrohr 5, das in einigem Abstand von einem Umlenkkegel 6 endet. Das Mittelrohr 5 ist im Bodenbereich 1a des Silobehälters 1 von einem Trichter 7 umgeben, dessen Innenraum durch sich von dem Trichtermantel zu dem Mittel­ rohr 5 im wesentlichen radial erstreckende Blechsegmente 8 in Kammern 9a, 9b . . . 9n unterteilt ist. Die Kammern 9a bis 9n haben (oberseitig) gleich große Einlaufquerschnitte, jedoch (unterseitig) unterschiedlich große Auslaufquer­ schnitte. Dies wird später noch genauer erläutert werden.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform unterschei­ det sich von derjenigen nach Fig. 1 nur durch die Bauart des Trichters, der hier kürzer ist und einen größeren Ke­ gelwinkel hat als der in Fig. 1 dargestellte Trichter. Ver­ anschaulicht werden soll hierdurch lediglich, daß es weder auf die Länge (Höhe) des Trichters 7 noch auf dessen Trichter­ winkel im Sinne der Einhaltung ganz bestimmter Werte hier­ für ankommt. Der Trichter 7 muß sich auch nicht notwendi­ gerweise bis in den zentralen Behälterauslauf 3 erstrecken sondern kann bereits oberhalb des entsprechenden Auslauf­ querschnittes enden. Die Auslegung des Trichters kann mit anderen Worten auf den jeweiligen Anwendungsfall hin opti­ miert werden, was vor allem für die Nachrüstung bereits vorhandener Vorrats- oder Mischsilos von erheblicher Bedeu­ tung ist.

Im Fall eines reinen Schwerkraftmischers tritt an die Stelle des Mischtopfes 4 ein übliches Verschluß- oder Austragsorgan, z. B. eine Zellenradschleuse. Das Mittelrohr 5 kann dann ober­ seitig verschlossen sein und würde in diesem Fall nur als kon­ struktives Befestigungselement für die innenliegenden, nähe­ rungsweise vertikalen Ränder der Blechsegmente 8 dienen. Auch der Umlenkkegel 6 (oder zumindest dessen unterseitige Ke­ gelfläche) ist entbehrlich. Fig. 3 zeigt schematisch eine entsprechende Ausführungsform, bei der der Silobehälter 31 als Verschlußorgan eine Zellenradschleuse 30 hat. Auf deren Auslaufseite befindet sich ein Aufgabeschuh 39a einer nur angedeuteten, pneumatischen Förderleitung 39, die über den Anschluß 39b mit Druckluft gespeist wird und über einen Lei­ tungsabschnitt 39c verfügt, mittels dessen im Bedarfsfall das ausgetragene Schüttgut umgewälzt, also in den Silobe­ hälter 31 zurückgefördert werden kann. Dessen Mittelrohr 35 dient lediglich zur Befestigung der Blechsegmente 38, die den Trichter 37 in einzelne Kammern unterteilen.

Die Fig. 4 bis 10 veranschaulichen verschiedene Möglich­ keiten zur Erzielung unterschiedlich großer Einlauf- oder/ und Auslaufquerschnitte der Kammern am Beispiel des Trich­ ters 27 nach Fig. 2. Im Fall der Fig. 4 sind die Einlauf­ querschnitte der Kammern 9a bis 9n durch äquidistante An­ ordnung der Oberränder 8a der Blechsegmente 8 gleich groß, vergleiche auch Fig. 7, wohingegen die Auslaufquerschnitte jeweils benachbarter Kammern unterschiedlich groß sind. Im Fall der Fig. 4 sind hierzu die in Umfangsrichtung aufein­ anderfolgenden Blechsegmente 8 jeweils in abwechselnder Richtung um einen Winkel α gegenüber den entsprechenden, die Mittelachse des Silobehälters enthaltenden Längsebenen verkippt. Die Verkippung erfolgt um den Punkt, in dem der Oberrand 8a des betreffenden Blechsegmentes 8 das Mittel­ rohr 5 trifft. Der Verkippungspunkt kann aber auch in der Mitte zwischen dem Oberrand und dem Unterrand des jeweili­ gen Blechsegmentes liegen. In diesem Fall haben jeweils be­ nachbarte Kammern sowohl unterschiedlich große Einlauf­ querschnitte als auch unterschiedlich große Auslaufquer­ schnitte. Schließlich können die Blechsegmente 8 auch mit ihren Unterrändern äquidistant um das Mittelrohr 5 herum angebracht und die Verkippung um den Verbindungspunkt zwi­ schen dem jeweiligen Unterrand 8b und dem Mittelrohr 5 vor­ genommen werden, so daß benachbarte Kammern unterschied­ lich große Einlaufquerschnitte, jedoch gleich große Aus­ laufquerschnitte haben. Die beiden letztgenannten Möglich­ keiten sind zeichnerisch nicht dargestellt.

Dargestellt ist in Fig. 5 hingegen eine weitere Möglich­ keit, zu Einlauf- bzw. Auslaufquerschnitten entsprechend Fig. 4 zu kommen: Die Blechsegmente 8 sind nicht insgesamt verkippt sondern jeweils im Punkt P um den Winkel α abge­ winkelt. Der in Fig. 8 gezeichnete Schnitt zeigt dieselben Auslaufflächenquerschnitte wie sie sich im Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 4 ergeben.

Die Oberränder 8a der Blechsegmente 8 verlaufen von dem Mantel des Trichters 7 aus gesehen in Richtung auf das Mittelrohr 5 unter einem bestimmten Winkel ansteigend. Dieser Winkel ist so gewählt, daß er größer als der Haft­ reibungswinkel des Schüttgutes ist. In dem Schüttgut etwa enthaltenes Engelshaar gleitet daher die Oberränder 8a ent­ lang nach außen und fällt in den den Trichter 7 umgebenden Ringraum (vergl. z. B. Fig. 1). Auf diese Weise ist sicher­ gestellt, daß sich die entsprechenden Kammerquerschnitte nicht mit Engelshaar zusetzen können, was nicht nur die Mischfunktion beeinträchtigen sondern auch die Reinigung des Silobehälters erschweren würden.

Die Ableitung von Engelshaar in den äußeren Ringraum wird noch verbessert, wenn man die Oberränder 8a der Blechseg­ mente 8 gemäß den Fig. 5 und 6 zusätzlich mit nasenför­ migen Verlängerungen 8c versieht, die über den oberen Um­ fangsrand des Trichtermantels hinausreichen.

Die Fig. 9 und 10 zeigen in einer Darstellung entspre­ chend den Fig. 7 und 8 eine weitere Möglichkeit zur Erzielung unterschiedlicher Querschnitte der Kammern 9a bis 9n. Die Blechsegmente 8 sind hierzu nicht gleichmäßig sondern in stufenweise wachsenden Abständen um das Mittel­ rohr 5 herum angeordnet. Zweckmäßig können die Stufen so gewählt werden, daß die Querschnitte benachbarter Kammern jeweils in einem konstanten Verhältnis, z. B. von 1 : 2, zueinander stehen.

In den Fig. 11 bis 13 ist eine dritte Ausführungsform des vorgeschlagenen Mischsilos, genauer gesagt nur dessen hier allein interessierender Bodenbereich, dargestellt. Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von den­ jenigen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß zusätzlich auch der Raum zwischen dem Mantel des Trichters 7 und der inneren Wandfläche des konischen Bodens 1a des Silobehäl­ ters durch mit den Blechsegmenten 8 gleichartige Blechseg­ mente 18 in zweite Kammern 19a bis 19n unterteilt ist. Auch hier haben jeweils benachbarte Kammern 19a, 19b . . . 19n unterschiedliche Auslaufquerschnitte, siehe Fig. 13. Mit den gleichen konstruktiven Mitteln wie zuvor für die Blech­ segmente 8 bzw. die Kammern 9a bis 9n erläutert, können aber auch die Einlaufquerschnitte der Kammern 19a bis 19n alternativ oder zusätzlich von Kammer zu Kammer unter­ schiedlich groß gestaltet werden. Vor allem bei Silobehäl­ tern großen Durchmessers wird auf diese Weise nach dem gleichen Prinzip wie oberhalb des Trichters 7 eine zusätz­ liche Anzahl von Fließzonen mit unterschiedlich großer Ab­ sinkgeschwindigkeit in Umfangsrichtung geschaffen, so daß eine noch bessere Homogenisierung erzielt wird.

Claims (8)

1. Mischsilo bestehend aus einem Silobehälter (1) mit ko­ nischem Boden (1a), der an einem zentralen Behälter­ auslauf (3) endet und mit einem im Bodenbereich (1a) eingebauten, sich in Richtung des Behälterauslaufs (3) verjüngenden Trichter (7), dessen Längsachse mit der Mittelachse des Silobehälters (1) zusammenfällt, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Trichters (7) durch sich von dem Trichtermantel zu der Trichter­ längsachse erstreckende Blechsegmente (8) in mehrere, in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Kammern (9a bis 9n) derart unterteilt ist, daß jeweils benachbarte Kammern unterschiedlich große Einlauf- oder/und Aus­ laufquerschnitte haben.

2. Mischsilo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechsegmente (8) an einem zentralen Mittelrohr (5) enden.

3. Mischsilo nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelrohr (5) als Steigrohr zur Schüttgutumwälzung ausgebildet ist.

4. Mischsilo nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen­ de Blechsegmente (8) jeweils abwechselnder Richtung um einen kleinen Winkel (α) gegenüber den entsprechenden, die Mittelachse des Silobehälters enthaltenden Längs­ ebenen verkippt sind.

5. Mischsilo nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einlauf- oder/und Auslaufquer­ schnitte der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Kammern von einem kleinsten Wert in Stufen, bevorzugt in einem konstanten Verhältnis, bis zu einem größten Wert zunehmen.

6. Mischsilo nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Trichtermantel und der inneren Wandfläche des konischen Bodens (1a) des Silobehälters (1) durch mit den ersten Blechsegmen­ ten (8) gleichartige, zweite Blechsegmente (18) in zwei­ te Kammern (19a bis 19n) unterteilt ist, von denen je­ weils benachbarte Kammern unterschiedliche Einlauf- oder/und Auslaufquerschnitte haben.

7. Mischsilo nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Oberränder (8a) der Blechsegmen­ te (8) von Oberrand des Trichtermantels in Richtung der Mittelachse des Silobehälters (1) unter einem Winkel an­ steigend verlaufen, der größer als der Haftreibungswin­ kel des Schüttgutes ist.

8. Mischsilo nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die außenseitigen Enden der Oberränder (8) der Blech­ segmente (8) über den oberen Umfangsrand des Trichter­ mantels hinausreichen.