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Dokumentenidentifikation DE3802489C2 18.12.1997
Titel Einrichtung zum Konditionieren von Schüttgut wie Spänen oder Schnitzeln
Anmelder Schwäbische Hüttenwerke GmbH, 73433 Aalen, DE
Erfinder Weckherlen, Werner, 7056 Weinstadt, DE;
Dellit, Hans-Joachim, Dipl.-Ing., 7064 Remshalden, DE;
Grüne, Hans-Georg, 7087 Essingen, DE
Vertreter Jackisch, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 70192 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 28.01.1988
DE-Aktenzeichen 3802489
Offenlegungstag 03.08.1989
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.12.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.1997
IPC-Hauptklasse D21B 1/12

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Konditionieren von Schüttgut nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Einrichtungen sind bekannt (WO 83/01637 A1 und Prospekt Ahlstrom "Bins and Dischargers" mit Druckvermerk 11.1987). Sie dienen dazu, schüttfähige Stoffe wie insbesondere Holzhackschnitzel für die weitere Verarbeitung beispielsweise bei der Papierherstellung durch die Dampfbehandlung aufzuschließen, wonach sie zu Fasern oder Zellstoff aufbereitet werden können. Die Holzhackschnitzel werden dem Silo kontinuierlich zugeführt und aus ihm stetig ausgetragen und während des Durchlaufs mit Niederdruck- oder Hochdruck-Dampf konditioniert. Da sie dabei aufquellen und damit ihr Volumen vergrößern, soll die Verweilzeit im Silo innerhalb bestimmter Grenzen bleiben und für alle Hackschnitzel möglichst weitgehend gleich sein. Diese Bedingungen sind mit den bekannten Konditioniereinrichtungen nicht immer einzuhalten, insbesondere dann nicht, wenn in den nachfolgenden Aggregaten, beispielsweise in der Zerfasermühle, Störungen auftreten, die es erforderlich machen, die Konditioniereinrichtung vorübergehend außer Betrieb zu setzen. Das Schüttgut neigt dann verstärkt zur Bildung von Brücken und Hohlräumen, die sich nachteilig auf die gleichmäßige Verteilung des Dampfes auswirken. Durch solche Hohlräume und Kanäle hindurch kann der zugeführte Dampf teilweise ungenutzt aus dem Silo entweichen. Entstandene Brücken und durch Aufquellen des Gutes verursachte Blockierungen können nur mühsam durch Klopfen, Stochern und ähnliche Maßnahmen beseitigt werden.

Bei den bekannten Konditioniereinrichtungen (WO 83/01637 A1 und Prospekt Ahlstrom) münden die Dampfzuleitungen am unteren Ende des Silos durch die Silowand hindurch in der Nähe des Räumaggregates in den Silo-Innenraum. Eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes und eine konstante, gleiche Temperatur des gesamten im Silo befindlichen Schüttgutes ist dabei nicht gewährleistet. Auch können frei in den Innenraum mündende Zuleitungen durch Hackschnitzel-Partikel verstopft werden.

Es ist an Silos zum Speichern schwerfließender Schüttgüter wie Holzhackschnitzel und dgl. bekannt, an der Siloinnenwand Einbauten in Form von Keilen oder Konuskörpern vor zusehen, um dort beim Austragen des Schüttgutes dessen Abwärtsbewegung zu bremsen, wodurch dem Entstehen von Brücken entgegengewirkt wird (DE-31 35 295 A1). Das Prinzip dieser Anordnung beruht darauf, in der Mitte des Silos eine schnellere Abwärtsbewegung des Schüttgutes zu erreichen als an der Silowand, so daß sich keine tragenden Gewölbe ausbilden können, vielmehr im Entstehen begriffene Brücken einstürzen. Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist, daß mittels des vorhandenen Räumaggregates eine Abwärtsbewegung der gesamten Schüttgutsäule erzielt werden kann.

Ausgehend von der gattungsgemäßen Einrichtung zum Konditionieren von Schüttgut mittels Dampf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige Beaufschlagung des den Silo durchlaufenden Schüttgutes mit Dampf auch unter schwierigen Betriebsbedingungen zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die verteilte Anordnung der Dampfdüsen in verschiedenen Ebenen erlaubt eine gezielte und wegen der Abschirmung ungestörte Einspeisung des Dampfes von der Silowand aus. Die Abschirmung wird mittels der an sich bekannten Einbauten erzielt, deren schräg geneigte Führungsflächen Räume begrenzen, in denen sich die Dampfdüsen befinden. Diese Räume ermöglichen bei einer Volumenvergrößerung des Schüttgutes durch Aufquellen die Aufnahme von Spänen oder Schnitzeln; das ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Konditioniereinrichtung wegen Störungen in den nachfolgenden Aggregaten vorübergehend abgeschaltet werden muß, wobei die Späne oder Schnitzel weiter aufquellen. Da sich das Schüttgut in die Räume unterhalb der Einbauten ausdehnen kann, werden Blockaden vermieden, so daß das Schüttgut auch dann mittels des Räumaggregates und der Austragvorrichtung abgezogen werden kann. Die Einbauten wirken insbesondere bei vorübergehendem Stillstand der Konditioniereinrichtung als Entlastung der Schüttgutsäule, die danach ohne Schwierigkeiten wieder in Abwärtsbewegung versetzt werden kann. Da eine Blockade des aufquellenden Schüttgutes verhindert wird, bleiben die Einbauten auch zur Vermeidung von Brückenbildungen wirksam.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 die Konditioniereinrichtung mit dem Innenraum des Silos schematisch in Seitenansicht,

Fig. 2 den unteren Teil des Silos nach Fig. 1 mit schematisch angedeutetem Rotor als Austragsvorrichtung sowie mit dem Austragsschneckenförderer und einem nachgeschalteten Imprägnierschneckenförderer, ebenfalls schematisch in Seitenansicht,

Fig. 3 schematisch in Draufsicht den unteren Bereich des Silos, bei dem als Austragsvorrichtung ein Drehboden vorgesehen ist, unter dem eine Austragsförderschnecke diagonal zum Siloquerschnitt angeordnet ist,

Fig. 4 eine Variante der Ausführung des unteren Silobereichs entsprechend Fig. 3, jedoch mit zwei parallelen Austragsförderschnecken,

Fig. 5 eine der für den Silo nach Fig. 1 verwendeten Dampfdüsen im Axialschnitt.

Fig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht die Konditioniereinrichtung 1, die zur Behandlung von Spänen oder Schnitzeln pflanzlicher Art, insbesondere von Holzhackschnitzeln vorgesehen ist. Diese Hackschnitzel, die etwa 20 bis 40 mm lang und bis zu etwa 20 mm breit sein können und in dem Silo mit Niederdruck- oder Hochdruck-Dampf konditioniert werden, um danach in nachgeordneten Aggregaten zerfasert und weiter verarbeitet zu werden. Die Fasern werden für die Herstellung von Papier oder Karton oder auch von Faserplatten verwendet. Die Konditioniereinrichtung 1 weist einen Silo 2 auf, in dem über dem Boden 3 ein Räumaggregat 4 vorhanden ist, das z. B. als Rotor mit radial abstrebenden, flexiblen Schlepparmen oder als Drehboden ausgebildet sein kann. In dem Boden 3 befindet sich eine Öffnung, unter der ein Austragsschneckenförderer 5 angeordnet ist. Der Austragsschneckenförderer 5 kann zweckmäßig so lang ausgeführt sein, daß er sich über den gesamten Durchmesser des Silos 2 erstreckt. Er besteht aus einem unter der Öffnung des Silobodens 3 befindlichen Trog 6 und einer Förderschnecke 7, die in dem Trog um eine Achse 8 drehbar gelagert ist. Die Achse 8 liegt zur vertikalen Mittelachse 9 des Silos 2 derart winklig, daß der Austragsschneckenförderer 5 in Förderrichtung (Pfeil) ansteigt. Die Steigung kann etwa 3 bis 15°, vorzugsweise etwa 5° betragen.

Im Innern des Silos 2 sind verschiedene Einbauten vorgesehen, die schräg nach innen geneigte Führungsflächen 10 für die von oben in den Silo 2 einzubringenden Holzhackschnitzel aufweisen. Als Einbauten sind eine Wendel 11, Keile 12, ein Trichter 13 und ein Quersteg 14 vorgesehen. Es können auch als Kegelstumpf ausgeführte Einbauten verwendet werden. Die Einbauten 11 und 13 dienen der gleichmäßigen Bedämpfung der Holzhackschnitzel und der Entlastung der Schüttgutsäule, um eine Brückenbildung im Schüttgut zu vermeiden, die auch durch Aufquellen der Holzhackschnitzel verursacht werden könnte.

Für die Konditionierung der Holzhackschnitzel, die mit Niederdruck bei konstanter Temperatur von 92°C, aber auch unter Hochdruck bei beispielsweise 12 bar und ca. 190°C durchgeführt werden kann, sind Dampfdüsen 15 vorgesehen, die an verschiedenen Stellen des Silos 2 so verteilt angeordnet sind, daß eine weitgehend gleichmäßige Dampfeinbringung erzielt wird. Im Ausführungsbeispiel sind die Dampfdüsen 15 sowohl an den Seitenwänden des Silos 2 in verschiedenen Ebenen und Abständen als auch am Quersteg 14 und insbesondere auch am bzw. unter dem Siloboden 3 sowie am Trog 6 des Austragsschneckenförderers 5 vorgesehen. Die Dampfdüsen 15 sind dabei so angeordnet, daß sie gegen das Schüttgut weitgehend abgeschirmt sind, um Verstopfungen zu vermeiden. Eine bevorzugte Anordnung der Dampfdüsen 15 ist dazu am Silo 2 im Bereich der Räume 16 gegeben, die sich unter den Einbauten 11 bis 14 befinden bzw. von deren schrägen Führungsflächen 10 mitbegrenzt sind. Vorzugsweise sind die unteren Dampfdüsen 15 durch siebförmige Platten 18 mit konischen Ausströmlöchern 17 (Fig. 5) gebildet.

Wie Fig. 5 zeigt, sind die Ausströmlöcher 17 in Richtung der Dampfströmung (Pfeil) konisch verjüngt. Diese Dampfdüse 15 hat eine Vielzahl von Ausströmlöchern 17, die in der siebförmigen Platte 18 vorgesehen sind. Durch die konische Form der Ausströmlöcher 17 wird ein Verstopfen der Dampfdüsen durch das Schüttgut vermieden. Da der kleinere Öffnungsquerschnitt der Ausströmlöcher 17 dem Schüttgut zugewandt ist, können nur entsprechend kleine Partikel der Holzhackschnitzel in die Ausströmlöcher 17 gelangen, wegen deren konischer Erweiterung sich aber dort nicht festsetzen.

Den so ausgeführten Dampfdüsen 15 ist eine Revisionsöffnung 19 zugeordnet, so daß ihr Innenraum 20 im Bedarfsfall von außen zugänglich ist. Die Revisionsöffnung 19 ist mit einem lösbaren Deckel oder Flansch 21 verschlossen, der an der Dampfdüse 15 um eine Achse 22 schwenkbar angelenkt ist. An das den Ausströmlöchern 17 gegenüberliegende Stirnende der Dampfdüse 15 ist eine Rohrleitung 23 angeschlossen, durch die der heiße Dampf für die Konditionierung des Schüttguts zugeführt werden kann. Durch die Revisionsöffnung 19 ist es möglich, den Innenraum 20 sowie die Ausströmlöcher 17 von der Innenseite her zu reinigen, um z. B. vom Dampf mitgeführte, abgelagerte Verunreinigungen zu entfernen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 liegt die Achse der Reinigungsöffnung 19 rechtwinklig zur Längsachse 24 der Dampfdüse 15. Die Siebplatte 18 befindet sich nahe der Reinigungsöffnung 19 und ist darum zur Reinigung leicht zugänglich.

In der Anlage nach Fig. 2 können die Holzhackschnitzel nach dem Austragen aus dem Silo 2 zusätzlich konditioniert werden. Über den Austragsschneckenförderer 5 - der schräg nach oben ansteigt, um durch Verdichtung Dampf aus den Hackschnitzeln zu pressen - werden die erweichten Hackschnitzel einer Imprägnierstation 25 zugeführt, die eine Imprägnierflüssigkeit 26 enthält und aus einem in Förderrichtung (Pfeil) schräg ansteigenden Imprägnierschneckenförderer 27 und einem vorzugsweise vertikalen Querförderer 28 besteht, der ebenfalls als Schneckenförderer ausgeführt ist. Die konditionierten und im Schneckenförderer etwas komprimierten Schnitzel saugen die Imprägnierflüssigkeit auf. Zweckmäßig sind der Austragsschneckenförderer 5 und der Imprägnierschneckenförderer 27 mit unterschiedlicher Schräglage angeordnet, wobei der Imprägnierschneckenförderer 27 steiler ansteigt als der Austragsschneckenförderer 5. Der Neigungswinkel des Imprägnierschneckenförderers 27 kann zwischen etwa 5° und 60° liegen und beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 25°.

Die Fig. 3 und 4 zeigen schematisch in Draufsicht den unteren Bereich des Silos 2 in zwei Varianten.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur ein Austragsschneckenförderer 5 vorhanden; er erstreckt sich diametral über den gesamten Durchmesser des Silos 2. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei parallele Austragsschneckenförderer 5 unter dem Silo 2 vorgesehen. Dadurch wird das Schüttgut aus dem Silo gleichmäßiger ausgetragen und es wird vermieden, daß sich Hackschnitzel im Randbereich des Silobodens ansammeln, wobei keilförmige Ablagerungen entstehen könnten.

Der über den Siloquerschnitt weitgehend gleichmäßige Abzug des Schüttgutes mittels der Förderschnecken ergibt auch eine gleichmäßige Verweilzeit der Hackschnitzel unter der Dampfeinwirkung. Es werden dadurch in der expandierenden Hackschnitzelmasse Lücken und damit Dampfverluste vermieden, und die Hackschnitzel werden bei der Dampf-Konditionierung gleichmäßig verändert, so daß bei der nachfolgenden Verwendung keine Qualitätsprobleme auftreten.

Bei der Anordnung von zwei oder mehr Austragsschneckenförderern 5 werden zweckmäßig ebenfalls zwei oder mehr Imprägnierschneckenförderer 27 mit Querförderern 28 vorgesehen. Es können so mehrere voneinander unabhängige Zerfaserungsmühlen aus nur einem Silo beschickt werden, wodurch erhebliche Kosten im Vergleich zu üblichen Anlagen eingespart werden, in denen jeder Zerfaserungsmühle ein eigener Dampfsilo zugeordnet ist.

Eine Brückenbildung im Schüttgut wird durch die an der Silowand befindlichen Einbauten 11 bis 13 vermieden, durch die dort die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des Gutes verringert wird, so daß im Entstehen begriffene Brücken in der Mitte des Silos einstürzen. Die Einbauten 11 bis 13 können an der Silowand asymmetrisch zur Siloachse angeordnet sein. Der durch die Dampfdüsen 15 unter den konischen Einbauten 11 und 13 einströmende Dampf kann sich kreisringförmig verteilen, wodurch eine optimale Bedämpfung der Hackschnitzel erzielt wird. Brückenbildungen werden auch im aufquellenden Schüttgut vermieden, da die Räume 16 unterhalb der Einbauten Hackschnitzel aufnehmen können, der Gutstrom daher nicht blockiert wird und entstehende Brücken zum Einsturz kommen. Daher bilden sich keine Kanäle und sonstige Hohlräume im Schüttgut, der Dampf steigt langsam von unten nach oben und wird von den Hackschnitzeln so weitgehend absorbiert , daß praktisch keine Dampfverluste auftreten und damit ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Die gleichmäßige Dampfverteilung im Schüttgut wird zudem durch die Anordnung der Dampfdüsen 15 an verschiedenen Stellen des Silos 2 unterstützt, nämlich durch Anordnung von Düsen an den Schneckentrögen 6 und am Siloboden 3 sowie unter den Entlastungseinbauten 11 bis 13.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zum Konditionieren von Schüttgut wie Spänen oder Schnitzeln insbesondere pflanzlicher Art, wie Holzhackschnitzel zur Herstellung von Fasern oder Zellstoff für die Papier-, Karton- oder Faserplattenerzeugung, mit einem Silo (2), der Dampfzuleitungen (15), ein Räumaggregat (4) und eine Austragvorrichtung (5) sowie an der Silowand in verschiedenen Ebenen verteilt gegen das Schüttgut abgeschirmte Dampfdüsen (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch Einbauten (11 bis 13) gebildet ist, die zur Entlastung des Schüttgutes vorgesehen sind, und unter denen sich die Dampfdüsen (15) innerhalb von Räumen (16) befinden, die von schräg geneigten Führungsflächen (10) der Einbauten (11 bis 13) begrenzt sind.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Siloboden (3) Dampfdüsen (15) vorgesehen sind, die konisch gebohrt und unter der Düsenplatte mit einer Reinigungsöffnung versehen sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austragsvorrichtung, vorzugsweise einem Austragsschneckenförderer (5) sowie an einem unteren Quersteg (14) ebenfalls Dampfdüsen (15) vorhanden sind.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdüsen (15) in Dampfströmungsrichtung konisch verjüngte Ausströmlöcher (17) aufweisen, die bevorzugt zu mehreren in einer etwa siebförmigen Platte (18) zusammengefaßt sind.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenraum (20) der Dampfdüsen (15) zur Reinigung der Ausströmlöcher (17) durch eine mit einem Flansch (21) verschließbare Revisionsöffnung (19) zugänglich ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Revisionsöffnung (19) quer, vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse (24) der zugehörigen Dampfdüse (15) angeordnet ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Austragsschneckenförderer (5) mindestens ein Imprägnierflüssigkeit (26) für das Schüttgut aufnehmender Imprägnierschneckenförderer (27) nachgeschaltet ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Austragsschneckenförderer (5) und dem Imprägnierschneckenförderer (27) ein vorzugsweise vertikaler Querförderer (28) angeordnet ist, der Imprägnierflüssigkeit (26) aufnimmt.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragsschneckenförderer (5) und/oder der Imprägnierschneckenförderer (27) in Förderrichtung schräg ansteigen.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragsschneckenförderer (5) und der Imprägnierschneckenförderer (27) unterschiedlich steil ansteigen, wobei vorzugsweise der Imprägnierschneckenförderer (27) steiler angestellt ist als der Austragsschneckenförderer (5).
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei vorzugsweise parallele Austragsschneckenförderer (5) vorgesehen sind, welche unabhängig voneinander zu betreiben sind.
  12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (11 bis 13) etwa konisch, keil- oder wendelförmig ausgebildet sind.






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