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Dokumentenidentifikation DE102004036273B4 12.10.2006
Titel Verschluß- und Entnahmeeinrichtung für ein Silo oder Schüttgutcontainer
Anmelder Kalnbach, Reinhard, Dipl.-Ing., 98527 Suhl, DE
Erfinder Kalnbach, Reinhard, Dipl.-Ing., 98527 Suhl, DE
Vertreter Seckel, U., Ing. Pat.-Ing., Pat.-Anw., 06556 Artern
DE-Anmeldedatum 27.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004036273
Offenlegungstag 23.03.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2006
IPC-Hauptklasse B65G 65/48(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Verschluss- und Entnahmeeinrichtung für ein Silo oder Schüttgutcontainer mit einem konisch verlaufenden Austragsbereich und einem umlaufenden Siloklappenflansch, der sich deckungsgleich zur Austragsöffnung am Silobehälter anschließt und in dem die Verschluss- und Entnahmeeinrichtung in Form einer verschwenkbaren Klappe gelagert ist.

Die aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannten Verschluss- und Entnahmeeinrichtungen für Silos und Container, die insbesondere in Baubetrieben zur Zwischenlagerung und Entnahme von schüttbarem Trockenmaterial oder vorgemischtem schüttbaren Trockenmaterial genutzt werden, sind handbetätigte Schieber oder, wie aus der WO 95/00 428 A1 bekannt, um 90° verschwenkbare Klappen, die in einem Flansch drehbar gelagert sind, der sich deckungsgleich zur Austragsöffnung am konisch verlaufenden Austragsbereich des Silos anschließt. Beide Arten von Verschluss- und Entnahmeeinrichtungen sind bekanntlich nur mit erhöhtem Kraftaufwand zu betätigen und erlauben keine eindeutig dosierte Entnahme des Trockenmaterials, um beispielsweise eine Mischanlage zur Aufbereitung einer pumpfähigen Baustoffmischung mit einer gleichbleibenden Konsistenz, wie sie u.a. bei Fließestrich erforderlich ist, kontinuierlich zu beschicken.

Folglich sind Silos und Container mit derartigen Verschluss- und Entnahmeeinrichtungen nur bedingt oder mit zusätzlichem technischen Aufwand, wie beispielsweise einer Wägeeinrichtung, wie sie aus der DE 295 05 555 U1 bekannt ist, geeignet, um eine Mischanlage zur Herstellung einer fließfähigen Baustoffmischnung, kontinuierlichen so zu betreiben, dass die Baustoffmischung eine gleichbleibende Konsistenz aufweist, die u.a. für eine qualitätsgerechte Verlegung eines Calciumsulfat-Fließestrichs im kontinuierlichen Verfahren erforderlich ist.

Zur dosierten Entnahme von Trockenmaterial aus einem Silo ist aus der DE 38 28 075 C2 eine Zellenradschleuse bekannt, die aus einem Gehäuse mit einer oberseitigen Einlauföffnung und einer unterseitigen Auslauföffnung sowie einem einzigen seitlich am Gehäuse vorgesehenen Lagergehäuse besteht, in dem die Welle des Zellenrades fliegend gelagert ist, wobei das Zellenrad und die zugeordnete Innenfläche des Schleusengehäuses kugelförmig ausgebildet sind und die Welle des Zellenrades das Schleusengehäuse schräg nach unten geneigt durchsetzt. Eine derartig ausgebildete Zellenradschleuse ist sehr aufwendig in der Herstellung und benötigt unterhalb des Silos eine große Einbaufreiheit und ist daher kaum nachrüstbar. Infolge der kugelförmigen Ausbildung des Zellenrades und des Schleusengehäuses mit der unterseitigen verengten Austrittsöffnung ist es unvermeindlich, dass die Zellen des Zellenrades beim Eintauchen in den Einlaufstutzen mindestens teilweise mit Schöpf- und Leckluft gefüllt sind, so dass zusätzlich ein Abweiserblech mit Schieber und ein Abzugsholraum im oberen Einlaufstutzen vorgesehen werden muss, über den die Schöpf- oder Leckluft zu einem Absaugstutzen geführt wird, damit eine gleichbleibende dosierte Übergabe von Trockenmaterial über das Zellenrad gewährleistet werden kann. Darüber hinaus kann durch das abschnittsweise Zusammenwirken des kugelförmig ausgebildeten Zellenrades und des kugelförmigen Schleusengehäuses nicht ausgeschlossen werden, dass sich Trockenmaterial in diesem Abschnitt verklemmt und damit zu einem Schmiergel effekt führt, der erhöhte Serviceleistungen und -kosten zur Folge hat.

Desweiteren ist bei den bisher angewandten Verschluss- und Entnahmeeinrichtungen ein Einblasen von Trockenmaterial zum Befüllen des Silos oder Containers während der Entnahme von Trockenmaterial nicht möglich. Folglich können längere Stillstandszeiten des technologischen Verfahrensablaufs oder längere Ruhezeiten der anliefernden Transportfahrzeuge nicht ausgeschlossen werden.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Verschluss- und Entnahmeeinrichtungen der eingangs genannten Art dadurch zu verbessern, dass ein gleichmäßig dosierter und auch regelbarer Trockenmaterialnachlauf aus einem Silo oder Container abgezogen werden kann, ein Nachblasen zum Befüllen auch bei der Entnahme möglich ist und die annähernd servicefrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verschluss- und Entnahmeeinrichtung für ein Silo oder Schüttgutcontainer mit einem konisch verlaufenden Austragsbereich und einem umlaufenden Siloklappenflansch gelöst, der sich deckungsgleich zur Austragsöffnung am Silobehälter anschließt und in dem die Verschluss- und Ennahmeeinrichtung in Form einer verschwenkbaren Klappe gelagert ist, wobei die Klappe als eine um 360° drehbare Siloklappenschleuse ausgebildet ist, die aus mindestens vier halbkreisförmigen Segmenten besteht, die jeweils mit ihrem geraden Abschnitt gleichmäßig versetzt auf einer getriebenen Welle festgelegt sind und ein Bogenmaß aufweisen, das dem Innendurchmesser der Austragsöffnung angepasst ist, wobei die halbkreisförmigen Segmente durch die Austragsöffnung in den Austragsbereich des Silobehälters derart hineinreichen, dass bei der Drehung der Siloklappenschleuse Material direkt aus dem Silobehälter abgezogen wird.

Bei einer derartig ausgebildeten Verschluss- und Entnahmeeinrichtung ist die um 360° drehbare Siloklappenschleuse nur in einem ringförmig ausgebildeten und sich an die Austragsöffnung des Silos anschließenden Siloklappen flansch drehbar gelagert und läuft damit gehäusefrei im Siloklappenflansch um. Durch den gehäusefreien Umlauf wird folglich vermieden, dass die Zellen der Siloklappenschleuse beim Eintauchen in den oberen Einlaufstutzen mit Schöpf- und Leckluft belastet sind, so dass auf zusätzliche Maßnahmen zur Ableitung der Schöpf- und Leckluft verzichtet werden kann und trotzdem gewährleistet ist, dass die Kammern zwischen den benachbarten halbkreisförmigen Segmenten der Siloklappenschleuse bei jeder Teildrehung und damit auch bei einer vollen Umdrehung eine genau vorbestimmte gleichmäßige Menge an Trockenmaterial aus dem Silo oder Container abziehen.

Folglich ist sichergestellt, dass beim Aufbereiten einer verarbeitungsfähigen feuchten Baustoffmischung kontinuierlich und exakt dosierte Mengen Trockenmaterial einer Mischanlage übergeben wird, um das gewünschte Verhältnis zwischen dem Wasseranteil und des beizumischenden Trockenmaterials einzuhalten. Konsistenzschwankungen in der zu verarbeitenden feuchten Baustoffmischung können somit völlig ausgeschlossen werden. Demzufolge können Silos und Container, die mit der erfindungsgemäßen Verschluss- und Entnahmeeinrichtung versehen sind, in einen kontinuierlichen technologischen Prozess zur Aufbereitung und Verarbeitung eines feuchten Baustoffgemischs, wie beispielsweise eines pumpfähigen Calciumsulfat-Fließestrichs, bedenkenlos zur Befüllung dieser Prozessanlage integriert werden, ohne dass zu befürchten ist, dass Konsistenzschwankungen im verlegten Estrich auftreten.

Mit dem erreichten gehäuselosen Umlauf der Siloklappenschleuse und dem annähernd nur linienförmigen Vorbeigleiten der Siloklappenschleuse an der Innenwand des Siloklappenflanschs wird auch ein möglicher Schmiergeleffekt durch verklemmte Trockenmaterialteilchen ausgeschlossen, so dass in Verbindung mit der vereinfachten Ausführungsart eine derart ausgebildete Verschluss- und Entnahmeeinrichtung annähernd servicefrei ist.

Versuche haben aber auch gezeigt, dass infolge einer rotierenden Siloklappenschleuse während des Austrags des Trockenmaterials auch neues Trockenmaterial in das Silo oder den Container problemlos eingeblasen werden kann, ohne dass der nachfolgende technologische Prozess zur Aufbereitung der feuchten Baustoffmischung beeinträchtigt wird.

Aber auch der Verschluss der Austragsöffnung des Silos oder Containers ist nach der Beendigung des Entnahmevorgangs durch die jeweils in einer Ebene gegenüberliegenden halbkreisförmigen Segmente gesichert, da die Siloklappenschleuse in der Stellung zum Stillstand gebracht wird, wenn zwei gegenüberliegende Segmente deckungsgleich zum Innendurchmesser der Austragsöffnung liegen.

Darüber hinaus ist die vorgeschlagene Verschluss- und Entnahmeeinrichtung sehr wirtschaftlich herstellbar und benötigt nur einen geringen Platzbedarf, so dass eine problemlose Nachrüstung mit einfachen technischen Mitteln bei bereits vorhandenen stationären oder auch mobilen Silos oder Containern möglich ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn auf der getriebenen Welle zwölf halbkreisförmige Segmente gleichmäßig versetzt festgelegt sind. Mit dieser Ausführungsform wird bei der Beendigung des Trockenmaterialabzugs aus dem Silo oder Container, also bei Stillstand der Si loklappenschleuse, ein Nachrieseln des Trockenmaterials auch dann vermieden, wenn die auf einer Ebene liegenden halbkreisförmigen Segmente nicht direkt im Innendurchmesser der Austragsöffnung liegen.

Vorteilhafterweise bestehen die halbkreisförmigen Segmente aus einem Stahlblech und die halbkreisförmigen Segmente sind auf der Welle aufgeschweisst.

Damit verfügt die Siloklappenschleuse bei der Rotation zum Transport des Trockenmaterials über eine hohe Formstabilität und ist damit funktionssicher und gegen die schmirgelnde Eigenschaft von Trockenmaterial widerstandsfähig.

Besonders bevorzugt ist die Welle der Siloklappenschleuse durch einen Motor angetrieben, der vorteilhafterweise ein drehzahlregelbarer Getriebemotor ist oder ein Motor, der mittels eines Umrichters drehzahlregelbar ist.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Drehzahlregelung des Getriebemotors über eine elektronische Drehzahlregelung regelbar ist.

Durch den motorisch regelbaren Antrieb der Welle der Siloklappenschleuse ist es möglich, die Menge des Trockenmaterialnachlaufs aus dem Silo oder Container und damit die Konsistenz der aufzubereitenden feuchten Baustoffmischung den gewünschen Erfordernissen exakt und auf eine einfache Weise problemlos anzupassen oder zu verändern. Aber auch die Menge der aufzubereitenden feuchten Baustoffmischung selbst kann entsprechend an den jeweils erforderlichen Bedarf angepasst werden, ohne dass es zu Konsistenzschwankungen oder Konsistenzminderungen in der feuchten Baustoffmischung kommt.

Vorteilhaft ist auch, wenn die elektronische Drehzahlregelung des Motors über eine Fernbedienung ansteuerbar ist. Damit kann beispielsweise unmittelbar vom Verarbei tungsort der feuchten Baustoffmischung die Konsistenz der feuchten Baustoffmischung schnell durch einen veränderten Trockenmaterialnachlauf aus dem Silo oder Container verändert und die veränderte Konsistenz gleichzeitig vor Ort geprüft werden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Drehzahl der Welle der Siloklappenschleuse in Abhängigkeit der Förderleistungen der direkt nachgeschalteten technologischen Einrichtung elektronisch geregelt ist.

Damit wird bei der technologischen Veränderung des Verfahrensablaufs, beispielsweise hinsichtlich der aufzubereitenden Menge oder der aufzubereitenden Konsistenz der feuchten Baustoffmischung, automatisch der Trockenmaterialnachlauf aus dem Silo oder Container an die veränderten Bedingungen des Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozesses angepasst.

Vorteilhaft ist auch, wenn der Motor über eine lösbare Wellenkupplung mit der Welle verbunden ist und das Motorgehäuse über sicherbare Schnellverschlüsse am Siloklappenflansch lösbar festgelegt ist. Das erleichert zum einen mögliche Serviceleistungen und zum anderen kann das Silo oder auch Container schnell auf einen einfachen Handantrieb umgestellt werden, um beispielsweise nur kleine Mengen zu entnehmen oder wenn am Ort kein oder zeitweise kein elektrischer Anschluss möglich ist.

Folglich kann mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Verschluss- und Entnahmeeinrichtung, insbesondere für Silos und Schüttgutcontainer im Baugewerbe, die Qualität der aufbereiteten feuchten Baustoffmischung kostengünstig mit einer gleichbleibenden Konsistenz aufbereitet werden und die Silos oder Container sind für eine Integration in eine automatisch betriebene Aufbereitungsanlage zur Herstellung von feuchten Baustoffmischungen geeignet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine mögliche Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist.

In den Zeichnungen zeigen:

1: eine schematische Darstellung der Siloklappenschleuse mit Siloklappenflansch, der sich an den konisch verlaufenden Austragsbereichs des Silos anschließt,

2: eine perspektivisch schematisch dargestellte Siloklappenschleuse,

3: ein schematisch dargestelltes halbkreisförmiges Segment einer Siloklappenschleuse.

Die Siloklappenschleuse 2 besteht im wesentlichen aus einer Welle 6, die von einem Motor 8 angetrieben ist und aus mindestens vier halbkreisförmigen Segmenten 5 bis 5x.

Auf der Welle 6 sind, wie in dem speziellen Beispiel von 1 gezeigt, vier halbkreisförmige Segmente 55x gleichmäßig versetzt und paarweise auf einer Ebene gegenüberliegend mit ihrem geraden Abschnitt 13 bevorzugt mittels einer Schweissverbindung festgelegt.

Diese halbkreisförmigen Segmente 55x bestehen aus Stahlblech und weisen ein einheitliches Bogenmaß 14 auf, das dem Innendurchmesser 15 der Austragsöffnung 3 des konisch verlaufenden Austragsbereichs des Silobehälters 1 und damit dem Innendurchmesser 16 des Siloklappenflansches 4, der sich deckungsgleich an den Innendurchmesser 15 der Austragsöffnung 3 des Silobehälters 1 anschließt, in der Weise angepasst ist, dass zwei auf einer Ebene liegenden halbkreisförmige Segmente 5, 5x den Innendurchmesser 16 des Siloklappenflanschs 4 dichtend aber reibungsfrei durchlaufen können und den Innendurchmesser 16 des Siloklappenflanschs 4 bei einer entsprechenden Stillstandsstellung schließen.

Im Siloklappenflansch 4 ist die Welle 6 mit den befestigten halbkreisförmigen Segmenten 55x mittig mittels den Lagern 10, 10a, die bevorzugt Gleitlager sind aber auch gekapselte Kugellager sein können, drehbar gelagert, wobei die Welle 6 einseitig verlängert den Siloklappenflansch 4 und in dem gezeigten Beispiel gemäß 1 am Wellenende mit einem kuppelbaren Teil einer Wellenkupplung 7 versehen ist.

Der Siloklappenflasch 4 ist mittels Verbindungen 1111x dicht aber lösbar an einem Bund 17, der am konisch verlaufenden Austragsbereichs des Silobehälters 1 vorgesehen ist und die Austragsöffnung 3 des Silobehälters 1 umschließt, befestigt und mit seiner abgewandten Seite über einen Dichtungsring 12 lösbar an der nicht gezeigten Zuführungsöffnung einer nachfolgenden technologischen Einrichtung, beispielsweise eines Durchlaufmischers mittels Verbindungsmittel 1818x lösbar festgelegt.

An dem kuppelbaren Teil einer Wellenkupplung 7, das am verlängerten Ende der Welle 6 vorgesehen ist, ist die Motorwelle des Motors 8 gekuppelt, die am Ende mit dem zweiten kuppelbaren Teil der Wellenkupplung 7 versehen ist. Dabei kann der Motor 8, wie bei dem gezeigten Beispiel in 1, mit einem Getriebe 9 versehen werden oder als Getriebemotor ausgelegt sein.

Als Antrieb kann allerdings auch ein umrichtergesteuerter Motor 8 genutzt werden oder ein Motor 8, der über eine elektronische Drehzahlregelung regelbar ist. Diese Antriebsarten empfehlen sich zum Beispiel, wenn die Drehzahl über eine Fernbedienung regelbar sein soll oder die Drehzahlregelung in Abhängigkeit der Förderleistungen nachgeschalteter Einrichtungen elektronisch geregelt werden soll.

Der Motor 8 selbst ist bevorzugt mit dem nicht gezeigten Flansch des Motorgehäuses und mit nicht gezeigten sicherbaren Schnellverschlüssen am Siloklappenflansch 4 lösbar befestigt.

Die Wirkungsweise der Siloklappenschleuse 2 ist denkbar einfach. Bei der Entnahme von Trockenmaterial wird die im Stillstand und damit in Schließstellung stehende Siloklappenschleuse 2 über den Motor 8 in Drehung versetzt, dabei rieselt das im Silobehälter 1 zwischengelagerte Trockenmaterial oder die Trockenmaterialmischung infolge der eigenen Schwerkraft in die von den halbkreisförmigen Segmenten 55x gebildeten Kammern und wird beim Vorbeilaufen der Kammern an die sich anschließende Einfüllöffnung der nachfolgenden technologischen Einrichtung übergeben. Da jede Kammer der gleichmäßig versetzten halbkreisförmigen Segmente 55x ein gleiches bekanntes Aufnahmevolumen hat und trockenes Trockenmaterial bekanntlich sehr rieselfähig ist, wird beim Vorbeilaufen der Kammern jede Kammer in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit der Siloklappenschleuse gleichmäßig befüllt, so dass die Dosierung des Trockenmaterials, beispielsweise bei einem Durchlaufmischer, exakt über die Drehzahl der Siloklappenschleuse 2 regelbar ist.

1
Silobehälter
2
Siloklappenschleuse
3
Austragsöffnung
4
Siloklappenflansch
5
halbkreisförmige Segmente
5x
halbkreisförmige Segmente
6
Welle
7
Wellenkupplung
8
Motor
9
Getriebe
10
Lager
10a
Lager
11
Verbindungen
11x
Verbindungen
12
Dichtungsring
13
gerader Abschnitt
14
Bogenmaß
15
Innendurchmesser
16
Innendurchmesser
17
Bund
18
Verbindungsmittel
18x
Verbindungsmittel


Anspruch[de]
Verschluss- und Entnahmeeinrichtung für ein Silo oder Schüttgutcontainer mit einem konisch verlaufenden Austragsbereich und einem umlaufenden Siloklappenflansch (4), der sich deckungsgleich zur Austragsöffnung (3) am Silobehälter (1) anschließt und in dem die Verschluss- und Entnahmeeinrichtung in Form einer verschwenkbaren Klappe gelagert ist, wobei die Klappe als eine um 360° drehbare Siloklappenschleuse (2) ausgebildet ist, die aus mindestens vier halbkreisförmigen Segmenten (55x) besteht, die jeweils mit ihrem geraden Abschnitt (13) gleichmäßig versetzt auf einer getriebenen Welle (6) festgelegt sind und ein Bogenmaß (14) aufweisen, das dem Innendurchmesser (15) der Austragsöffnung (3) angepaßt ist, wobei die halbkreisförmigen Segmente (55x) durch die Austragsöffnungen (3) in den Austragsbereich des Silobehälters (1) derart weit hineinreichen, dass bei der Drehung der Siloklappenschleuse (2) Trockenmaterial direkt aus dem Silobehälter (1) abgezogen wird. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der getriebenen Welle (6) zwölf halbkreisförmige Segmente (55x) gleichmäßig versetzt festgelegt sind. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die halbkreisförmigen Segmente (55x) aus einem Stahlblech bestehen und die halbkreisförmigen Segmente (55x) auf der Welle (6) aufgeschweisst sind. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) durch einen Motor (8) angetrieben ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (8) ein drehzahlregelbarer Getriebemotor ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (8) mittels eines Umrichters drehzahlregelbar ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Motors (8) über eine elektronische Drehzahlregelung regelbar ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Drehzahlregelung des Motors (8) über eine Fernbedienung ansteuerbar ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Welle (6) der Siloklappenschleuse (2) in Abhängigkeit der Förderleistungen der direkt nachgeschalteten technologischen Einrichtung elektronisch geregelt ist. Verschluss- und Entnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (8) über eine lösbare Wellenkupplung (7) mit der Welle (6) verbunden ist und das Motorgehäuse über sicherbare Schnellverschlüsse am Siloklappenflansch (4) lösbar festgelegt ist.






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