[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischbehälter, insbesondere solchen großer
Bauart, wie sie zum Sammeln großer Volumen von rieselfähigem Gut, beispielsweise Zement,
Mehl, Korn, Rohstoffen oder Halbfertigprodukten der Kunststoffindustrie, gebrochenen
Erzen oder dergl. verwendet werden.
[0002] Ein solcher Schwerkraft-Mischbehälter ist bereits bekannt (US-PS 4 345 842). Dabei
wird insbesondere die zentrale Säule des im siloartigen Sammelbehälter befindlichen
Gutes vor den ringförmig darum herum befindlichen Gutsäulen nach unten abgezogen,
so daß eine bessere Mischung der zuerst im unteren Teil des Sammelbehälters eingefüllten
Charge des Gutes mit den später im oberen Teil eingefüllten Chargen erfolgt. Dies
ist auch dann wichtig, wenn ein und dasselbe Füllgut zum Speichern in den Sammelbehälter
eingefüllt wird, die verschiedenen nacheinander eingebrachten Chargen des Gutes jedoch
hinsichtlich Körnigkeit, Feuchtigkeit oder anderen physikalischen und/oder chemischen
Eigenschaften etwas voneinander abweichen. Beim Entnehmen des Mischgutes soll jedoch
dafür Sorge getragen sein, daß praktisch immer Gut gleicher Eigenschaften entnommen
werden kann. Auch zu diesem Zweck wird das chargenweise eingebrachte Gut vom Mischbehälter
automatisch gemischt.
[0003] Es hat sich jedoch gezeigt, daß das säulenweise Nachrutschen von Gut aufgrund seiner
Schwerkraft vielfach zu keinem guten Vermischen führt.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln für ein besseres
Vermischen des in Sammelbehältern gespeicherten Gutes praktisch unabhängig von dessen
vertikaler oder horizontaler Lage innerhalb des Sammelbehälters zu sorgen.
[0005] Die Erfindung besteht darin, daß im und/oder am Kollektor mehrere schräg nach unten
geneigte Stauflächen angeordnet sind, welche aus verschiedenen Chargen zugeführte
Chargenteile des Gutes mindestens zeitweise stauen, und daß ein Rüttelaggregat die
Stauflächen mechanisch oder auch auf anderem Wege in rüttelnde, zweckmäßigerweise
stoßartige Bewegungen bzw. Vibrationen versetzt und darauf gestautes Gut von dort
auf mindestens eine schräg nach unten geneigte Rutschfläche abschüttelt, die zur Entnahmeöffnung
führt.
[0006] Dabei empfiehlt es sich, die Stauflächen so anzuordnen, daß sie in bezug zur Horizontalen
schräggestellte Durchlässe für das oberhalb der Stauflächen liegende Gut in den von
der Rutschfläche begrenzten Raum bilden, so daß das von den Stauflächen an verschiedenen,
insb. radial unterschiedlichen Stellen abgerüttelte, noch nicht so gut vermischte
Gut auf unterschiedliche Stellen der Rutschfläche auftrifft und sich beim darauffolgenden
Herabrutschen auf dieser nun noch besser vermischt. Insofern trägt das Zusammenführen
oberhalb der Stauflächen noch ungenügend vermengter Chargenteile mit dem aus unterschiedlichen
Stellen dieser auf den Stauflächen gestauten Chargenteilen auf unterschiedliche Stellen
der Rutschflächen abgerüttelten und dort weiterrutschenden Gutteile zum guten Vermischen
derselben zum bestens vermengten Mischgut bei. Die Durchlässe durch den Kollektor
zwischen den Stauflächen sollen beim Rütteln ein Herabfallen des Gutes im freien Fall
auf unterschiedliche Bereiche der Rutschfläche ermöglichen, wodurch noch auf der
Rutschfläche insb. innerhalb des Entnahmetrichters ein zusätzliches Vermischen stattfindet,
weil dort das Gut auf der geneigten Rutschfläche nicht nur nach unten rutscht, sondern
sich bei dieser Rutschbewegung auch in einer wälzenden und verquirlenden Bewegung
bis zur unteren Entnahmeöffnung vermengt.
[0007] Zum Erzeugen der Rüttelbewegungen empfiehlt es sich, das Rüttelaggregat an den einen
Rüttelboden bildenden Stauflächen bzw. an einem diese haltenden Außenrahmen angreifen
zu lassen. Darüber hinaus kann es günstig sein, wenn auch der sich oberhalb der Stauflächen
befindliche Trichter in Rüttelbewegungen versetzt wird, um auch von dort das Nachfließen
bzw. Nachrieseln von Füllgut auf die Stauflächen zu begünstigen.
[0008] Es empfiehlt sich, die Stauflächen mit einem Neigungswinkel β zwischen etwa 5 und
20° zur Horizontalen, insbesondere etwa 10° geneigt anzuordnen. Die lichte Weite der
Zwischenräume zwischen den Stauflächen wird zweckmäßigerweise zwischen 10 und 20 mm
gewählt, wenn es sich um große siloartige Mischbehälter handelt. Der Überlappungsbereich
sich übereinander teilweise überlappender benachbarter Stauflächen wird dem Schüttwinkel
des zu mischenden Gutes entsprechend gewählt, so daß gewährleistet ist, daß beim Rütteln
Mischgut jeweils von den Stauflächen auf die Rutschfläche - oder auf mehrere Rutschflächen
- herabfällt. Beim Stillsetzen der Rüttelbewegungen kann weiteres Herabfallen auf
die Rutschfläche aufgrund der in Bezug zum Schüttwinkel α insbesondere weniger stark
geneigten Stauflächen unterbleiben. Es ist auch möglich, das auf den Stauflächen
gestaute Gut mittels Luftstrahlen oder dergl. durch die Zwischenräume abzublasen.
Die Rutschfläche sollte so groß bemessen sein, daß dort kein Stau auftritt, sondern
beim Abrütteln Gut sofort durch die Entnahmeöffnung abgeführt wird; es empfiehlt sich,
wenn auch die Rutschfläche gerüttelt wird.
[0009] Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden
in der Zeichnung veranschaulicht. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Mischbehälter;
Fig. 2 einen weiteren schematischen, teilweise gebrochenen Querschnitt durch den Mischbehälter;
Fig. 3 einen Schnitt A-A von Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt C-C von Fig. 2;
Fig. 5 einen schematischen Teilschnitt aus einem Bereich des Kollektors und Entnahmetrichters;
Fig. 6 einen Teilausschnitt von Fig. 5 mit auf Staurutschen aufgestautem Mischgut;
Fig. 7 einen Teilschnitt des Sammelbehälters und
Fig. 8 den Teilausschnitt M-M von Fig. 7.
[0010] Gemäß Fig. 1 wird in den Sammelbehälter 1 über eine Eingabeöffnung am oberen Ende
des zentralen Eingaberohres 4 zu mischendes Gut eingegeben. Dieses fällt aufgrund
der Schwerkraft in den radial mittleren Bereich nach unten, um sich dort auf dem unteren
als Trichter 5 ausgebildeten Boden des Sammelbehälters zu stauen, welcher das Mischgut
in den radial zentralen Bereich lenkt. Die Zufuhrrohre 4I, 4II, 4III 4IV sind in unterschiedlich
hoch angeordneten Etagen mit Öffnungen 4a versehen, durch welche Gut der betreffenden
Charge I, II, III usw. aus dem Innenraum des Sammelbehälters 1 durch die betr. Zufuhrrohre
in den Kollektor 3 rutscht und sich dort mit aus anderen Zufuhrrohren 4 eingebrachtem
Gut sammelt. Die Zufuhrrohre 4 sind beispielsweise gemäß Fig. 2 - 4 gebündelt und
über den Umfang verteilt, um je aus verschiedenen Chargen I, II, III Gut in bestimmte
insb. über den Umfang versetzte Bereiche des Kollektors 3 zu lenken. Hierdurch nehmen
z.B. die Bereiche oberhalb der äußeren Staufläche 6 - auf dem Umfang versetzt - Chargenteile
II, III auf. Die Charge I des eingebrachten Gutes fällt durch die untere Öffnung des
Trichters 5 unmittelbar in den zentralen Bereich des Kollektors 3. Der Kollektor 3
ist mit einem Boden versehen, welcher einerseits von dem Innentrichter 3c und andererseits
von den Stauflächen 6, 6a begrenzt ist, wobei die letztgennannten in Bezug zum Innentrichter
3c zum Rütteln bewegbar sein können. Das auf den Stauflächen 6, 6a gestaute Gut kann
beim Rütteln durch die zwischen den Stauflächen 6 gebildeten Zwischenräume 7 entsprechend
den Pfeilen in den Innenraum des Entnahmetrichters 2 auf die Rutschfläche 2a fallen.
Dabei ist die Anordnung der inneren kreisförmigen Staufläche 6a und der radial außerhalb
derselben angeordneten ringförmigen Stauflächen 6 so gewählt, daß diese radial nach
außen und unten unter einem Neigungswinkel β von 10° geneigt sind, so daß die radial
inneren Enden der ringförmigen Stauflächen 6 radial innerhalb und oberhalb der radial
äußeren Enden der radial innen benachbarten Stauflächen 6, 6a enden. Hierdurch wird
dafür Sorge getragen, daß sich Gut im Kollektor 3 staut und bei insbesondere stoßartigen
Rüttelbewegungen von den Stauflächen 6, 6a abgeschüttelt wird. In Fig. 1 sind die
Zufuhrrohre 4II, 4III lediglich der Übersichtlichkeit halber diametral gegenüberliegend
dargestellt; praktischer ist es, jeweils eine Bündelung der aus verschiedenen Chargen
I, II, III bzw. verschiedenen Höhen des Sammelbehälters 1 Gut zuführenden Zufuhrrohre
vorzunehmen, wie dies insb. anhand der Fig. 7 und 8 veranschaulicht wird.
[0011] Gemäß Fig. 2 beträgt die Höhe H des Mischbehälters - mit Ausnahme des Daches 1a
beispielsweise 15 m bei einem Außendurchmesser von beispielsweise 3,7 m. Der obere
im wesentlichen zylindrische Teil des Sammelbehälters 1 stützt sich auf Trägern 8
auf, welche im Abstand vom nicht dargestellten Boden gehalten werden. An den Sammelbehälter
1 ist ein Trichter 5 angebaut, und innerhalb des Sammelbehälters 1 ist ein weiterer
mit seiner Spitze nach oben gerichteter Umlenktrichter 9 radial mittig angeordnet,
welcher dafür sorgt, daß die radial "innere Gutsäule" zuerst radial nach außen gedrängt
wird. Der Öffnungswinkel beider Trichter 5, 9 beträgt 60°.
[0012] Wie aus den Schnittbildern A-A und C-C der Fig. 2 gemäß Fig. 3/4 ersichtlich ist,
werden jeweils drei Zufuhrrohre 4I, 4II, 4III gebündelt radial im Abstand von der
Achse des Sammelbehälters 1 gehalten und gemäß Fig. 2 parallel zueinander nach unten
geführt, bis sie in dem Bereich des Schnittes C-C gemäß Fig. 4 unter einem Winkel
von 28° zur Vertikalen geneigt radial nach innen in den Kollektor 3 umgelenkt werden.
Hierdurch rutschen unterschiedliche Chargen I, II, III etc. in verschiedene Bereiche
des Kollektors 3.
[0013] Vom Kollektor 3 wird das Gut mittels des Rüttelaggregates 10 in den Entnahmetrichter
2 geschüttelt und dann gut gemischt durch dessen Entnahmeöffnung 2a entnommen, welche
wiederum in dem zentralen unmittelbar um die Achse des Mischbehälters 1 angeordneten
Bereich angeordnet ist.
[0014] Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 2 und 5 kein Mischgut gezeigt, sondern
in Fig. 5 nur durch Fallströme Z angedeutet. Der obere zylindrische Teil 3a mit einem
Innendurchmesser D
iM von etwa 1,5 m ist mit einem Flansch 3b verschweißt, mit dem er an den Sammelbehälter
1 bzw. einem Bauteil angeschraubt werden kann, der mit dem Trichter 5 verbunden ist.
An der Innenwand des oberen Teils 3a des Kollektors 3 ist ein Innentrichter 3c angeschweißt,
der unter einem Neigungswinkel von 28° zur Vertikalen radial nach innen und unten
geneigt ist und mit einem Innendurchmesser D
iM = 1,3 m endet. An der Außenseite des oberen Teils 3a ist ein weiterer Flansch 3b
angebracht, der über rings um den Umfang verteilte Bolzen 11 mit einem Außenflansch
2e verbunden ist, der an der Außenseite eines zylindrischen Oberteils 2b des Entnahmetrichters
2 befestigt ist. Die Bolzen 11 sind mittels Stoßdämpfern 12 an den Flanschen 3d, 2e,
befestigt, während an den nach außen gerichteten Augen 13 der Flansche 3d und 2e das
Rüttelaggregat 10 angreifen kann.
[0015] Unterhalb des Kollektors 3 befinden sich die Stauflächen 6, 6a, die unter einem wesentlich
kleineren Neigungswinkel β insb. von 10° als der Innentrichter 3c oder die Rutschfläche
2c zur Horizontalen so geneigt und angeordnet sind, daß Gut zwischen den Stauflächen
6, 6a, aus unterschiedlichen Radialbereichen des Kollektors 3 radial nach außen gelenkt
werden und über die Außenkanten auf die Rutschfläche 2c in den Innenraum des Entnahmetrichters
2 fallen kann, wenn das Rüttelaggregat 10 Vibrationen erzeugt. Die Außendurchmesser
der axial unten angeordneten Außenkanten der Stauflächen 6 betragen beispielsweise:
D
a1 = 1,45 m; D
a2 = 1,15 m; D
a3 = 0,85 m; D
a4 = 0,58 m und D
a5 = 0,3 m. Die entsprechenden Innendurchmesser der ringförmigen Stauflächen 6 betragen
dabei:
D
i1 = 1,00 m; D
i2 = 0,7 m; D
i3 = 0,42 m und D
i4 = 0,13 m.
Die lichte Weite A zwischen den benachbarten Stauflächen 6 beträgt beispielsweise
1,5 cm. Der Innendurchmesser der Entnahmeöffnung 2a des Entnahmetrichters 2 beträgt
etwa 20 cm, während der Entnahmetrichter 2 unter einem Winkel γ von 45° zur Vertikalen
geneigt ist.
[0016] Es empfiehlt sich, die Wandteile des Mischbehälters aus Aluminium herzustellen.
[0017] Gemäß Fig. 6 hängt der Schüttwinkel α des sich auf den Stauflächen 6 stauenden Gutes
zur Horizontalen von der Art des Gutes ab. Entsprechend empfiehlt es sich die lichte
Weite A bzw. den freien Abstand zwischen benachbarten Stauflächen 6, 6a bzw. das Ausmaß
der Überlappung Ü derselben an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Ist der
Schüttwinkel α größer als der Neigungswinkel β der Stauflächen 6, 6a von insb. 10°,
dann sollte der Auftreffpunkt AP der Spitze des Schüttkegels des gestauten Gutes um
einen kleinen Betrag a im Abstand vom unteren Rand 6b der Stauflächen 6, 6a bleiben,
wenn kein Rütteln erfolgt, damit dann kein Gut von den Stauflächen 6, 6a abrutscht.
Erst beim Rütteln verkleinert sich der Schüttwinkel α, so daß sich der Abstand a verkleinert,
bis Gut in Form der Fallströme Z1, Z2, Z4, Z5 von den Stauflächen 6, 6a im freien
Fall auf Bereiche der Rutschfläche 2c fallen, die sich in ihrem Durchmesser entspr.
Da1, Da2, Da4, Da5 und daher aufgrund des Neigungswinkels γ von 45° auch in ihrer
Höhe unterscheiden. Da die radial äußeren Bereiche mehr Fläche haben, wird auch mehr
Gut der Chargen II, III etc. als der vorwiegend im zentralen Staubereich gestauten
Charge I der Entnahmeöffnung 2a zugeführt, also besser vermengt.
[0018] Die Erfindung ist besonders zweckmäßig, weil ohne Klappen und Rührwerke innerhalb
des Mischbehälters aufgrund mehrfacher Fallrichtungsumlenkung an den Trichtern 9,
5, 3c und 2 sowie den Stauflächen 6, 6a eine gute "Durchmengung" erfolgt und sich
dabei Ströme des nachdrängenden Gutes zuerst über die Bereiche am Ausgang der Zufuhrrohre
4 und dann auf der Rutschfläche 2c geradezu durchsetzen. Man kann auch die Stauflächen
6, 6a um deren Mittelachse drehen, um eine noch bessere Vermischung von aus den Zufuhrrohren
4I, 4II, 4III, 4IV auslaufenden Chargen I, II, III etc. des Gutes schon oberhalb
der Stauflächen 6, 6a zu erreichen.
[0019] Gemäß Fig. 7 und 8 ist ersichtlich, daß die Zufuhrrohre 4 drei Kanäle 14 aufweisen,
welche durch längs der Rohre 4 verlaufende Trennwände 15 geteilt sind. So weist beispielsweise
ein Kanal 14 eine Öffnung 4a im Bereich der Charge II des Sammelbehälters 1 auf,
so daß Gut der Charge II durch die Öffnung 4a in den entsprechenden Zufuhrkanal 14
des Zufuhrrohres 4 gelangt und am unteren Ende desselben in das schräg nach unten
gerichtete Sammelrohr 16 rutscht, wo sich diese Gut mit Gut aus Chargen III und IV
vereint, welches durch die anderen Kanäle 14 und entsprechende (hier nicht gezeigte)
Öffnungen 4a aus höheren Etagen des Sammelbehälters 1 stammt. Mit dem Pfeil ist die
Bewegungsrichtung der Gutströme angedeutet. So fällt bei diesem Ausführungsbeispiel
aus dem Zentralrohr 18 am unte ren Ende des Trichters 5 des Sammelbehälters 1 gut
der Charge I im freien Fall in den hier nicht dargestellten Kollektor nach unten,
während radial außerhalb dieses Zentralbereichs Gut der Chargen II, III, IV und dergl.
aus dem schräg nach unten und innen geneigten Sammelrohr 16 und dem Sammelzylinder
17 in den Kollektor fällt.
[0020] Wie in Fig. 3 bei einer anderen Ausführungsform angedeutet, sind diese Sammelrohre
16 auf dem Umfang des Sammelzylinders 17 verteilt, so daß beim Nachrutschen von Mischgut
im Kollektor ein gewisses Vermengen von Gut aus verschiedenen Chargen I, II, III,
IV usw. erfolgt, ohne daß hier schon ein gutes Vermischen stattfindet, was erst durch
die Erfindung unterhalb der Stauflächen 6, 6a und der Rutschfläche 2c ermöglicht wird.
1. Mischbehälter mit einem Sammelbehälter zum Sammeln von zu mischendem Gut und mit
einem Kollektor zum Aufnehmen von aus verschiedenen Chargen des Gutes des Sammelbehälters
stammenden Chargenteilen und zur Entnahme des Mischgutes durch eine Entnahmeöffnung
am unteren Ende eines Entnahmetrichters dadurch gekennzeichnet,
daß im und/oder am Kollektor (3) mehrere schräg nach unten geneigte Stauflächen (6,
6a) angeordnet sind, welche aus ververschiedenen Chargen (I, II, III, IV) zugeführte
Chargenteile mindestens zeitweise stauen, und daß ein Rüttelaggregat (10) die Stauflächen
(6, 6a) in rüttelnde Bewegungen bzw. Vibrationen versetzt und darauf gestaute Chargenteile
auf mindestens eine schräg nach unten geneigte Rutschfläche (2c) abschütteln, die
zur Entnahmeöffnung (2a) führt.
2. Mischbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sammelbehälter (1) über einen sich nach unten verjüngenden Trichter (5) in
den Kollektor (3) übergeht und mit Zufuhrrohren (4) versehen ist, die Gut aus unterschiedlichen
Etaen des Sammelbehälters (1) in den Kollektor (3) leiten.
3. Mischbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die aus verschiedenen Chargen (I, II, III, IV) zugeführten Chargenteile in einem
über den Stauflächen (6, 6a) befindlichen Raum zusammenlaufen, der außen durch einen
sich konisch nach unten und innen verjüngenden Innentrichter (3c) begrenzt ist, während
die Stauflächen (6, 6a) nach unten und außen unter einem Neigungswinkel (β) geneigt
sind und deren Innendurchmesser (Di) jeweils kleiner als der Außendurchmesser (Da) derradial nächstinneren Staufläche (6, 6a) gewählt ist.
4. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (β) der Stauflächen (6, 6a) geringer gewählt ist als der Schüttwinkel
(α) des Gutes.
5. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauflächen (6, 6a) einen Neigungswinkel (β) zwischen 5 und 20° zur Horizontalen
aufweisen.
6. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauflächen (6, 6a) kreis- und/oder ringförmig ausgebildet sind und sich
teilweise übereinander überlappen.
7. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauflächen (6, 6a) oberhalb von radial unterschiedlichen Bereichen der vom
Entnahmetrichter (2) gebildeten Rutschlfäche (2c) münden.
8. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rutschfläche (2c) einen Neigungswinkel zwischen 35 und 50° zur Vertikalen
aufweist.
9. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Trichter (5) des Sammelbehälters (1) koaxial zum Kollektor (3) mündet und
den zentralen Bereich desselben beliefert, während Zufuhrrohre (4) radial außerhalb
der Trichtermündung (5a) über den Stauflächen (6, 6a) münden und den radial äußeren
Bereich des Kollektors (3) beliefern.
10. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch bgekennzeichnet,
daß die Zufuhrrohre (4) mehrere Zufuhrkanäle (14) aufweisen, die jeweils in unterschiedlichen
Etagen des Sammelbehälters (1) mit Öffnungen (4a) zum Eintreten von Gut aus dem Sammelbehälter
(1) versehen sind.
11. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauflächen (6, 6a) durch Abstandshalter koaxial voneinander im Abstand gehalten
sind, um Zwischenräume (7) zum Hindurchrutschen bzw. Hindurchrieseln von Gut bilden.
12. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stauflächen (6, 6a) mit einem im wesentlichen zylindrischen Behälterteil
(2b) verbunden sind, an dem der Entnahmetrichter (2) befestigt ist und an dem das
Rüttelaggregat (10) angreift.
13. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rüttelaggregat (10) außen am Kollektor (3) und am Entnahmetrichter (2) befestigt
ist und beide in Vibrationen versetzt.
14. Mischbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rüttelaggregat (10) den Stauflächen (6, 6a) einen Vibrationshub insbesondere
in Radialrichtung in der Größenordnung von 1 - 2 mm erteilt.