DK157835B - Blandesilo til pneumatisk homogenisering af et finkornet eller stoevformet materiale - Google Patents

Description

DK 157835 B

Opfindelsen angår en silo af den i krav l's indledning angivne art. Som pneumatisk homogenisering betegnes en blandemetode, ved hvilken et i en silo ved luftning fluidiseret materiale blandes, idet materialet bringes 5 til at strømme opad over en kraftigt luftet bundzone og atter synker ned over en anden, svagere luftet bundzone, jfr. DE-fremlæggelsesskrift nr. 1 138 608. Da homogeniseringssiloer, der er indrettet til blanding af siloens samlede indhold, har et meget stort energi-10 behov, foretrækkes ofte blandekammersiloer (DE-fremlæg- gelsesskrift 15 07 888) i forbindelse med foran disse indskudte blandelejeindretninger, hvor sammensætningen af siloindholdet over længere tid fortrinsvis udjævnes ved materialets blanding under indvirkning af tyngde-15 kraften. Men også sådanne biandelejeindretninger er meget bekostelige. Man er derfor atter vendt tilbage til homogeniseringssiloen og har forsøgt at sænke dennes energibehov ved, at man ikke til stadighed blander siloens samlede indhold, men kun materialet i delområ-20 der i siloen. Ved en kendt blandesilo udsættes en cen tral bundzone i siloen til stadighed for en kraftig luftning, medens i en ring af denne zone omgivende sektorer skiftevis til enhver tid kun to over for hinanden beliggende sektorer luftes svagt og de øvrige sek-25 torer ikke luftes, jfr. DE-fremlæggelsesskrift nr.

2 108 418. Derved kan man ganske vist opnå en væsentlig energibesparelse, men der opnås herved kun utilstrækkelig materialeomlagring og blandeeffekt. Dette beror på, at området over den til enhver tid luftede 30 gruppe af bundzoner, i hvilket materialet skal sættes i bevægelse, er meget smalt og højt og danner en skiveformet del af silorummet, så at bevægelsen af materialet i området i høj grad hindres af de omgivende materialemasser, hvilket dels nødvendiggør en øget energi-35 tilførsel til igangsætning af en tilstrækkelig ensar tet bevægelse, og dels medfører risko for, at uberegne-

DK 157835B

2 lige andele af materialet på grund af hæmningen ved friktion ikke eller kun i utilstrækkelig grad deltager i blandebevægelsen. Denne risiko er særlig stor i silorummets ydre områder, fordi materialet inden for 5 de kun svagt luftede områder skal bevæges over store horisontale strækninger. En anden ulempe ved den kend-- te silo består i, at separationsfænomener ikke kan ude lukkes, fordi strømningsbetingelserne for materialet i yderområderne og i det centrale område er vidt for-10 skellige. Denne hindring vil kun kunne modvirkes ved en øget energitilførsel, hvilket netop skal undgås.

Der kendes også andre anordninger, hvor bundluftningen er begrænset til et delområde bestående af en ydre bund-sektor og en central bundzone, og hvor materialets blan-15 debevægelse ligeledes er begrænset til en skiveformet del af silovoluminet. Selv om denne skiveformede del ikke - som ved den før omtalte udførelsesform - strækker sig diametralt gennem det samlede silorum, er den dog i sideretningen indesluttet mellem døde, d.v.s.

20 ubevægelige materialemasser, så at materialet, der be væges i den skiveformede del, møder stor friktionsmodstand, hvilket atter medfører de i det foregående omtalte ulemper (DE-offentliggørelsesskrift nr. 19 06 018; DE-patentskrift 11 52 876).

25 En yderligere årsag til energitabet i de kendte blan- desiloer er, at en væsentlig del af den til materialets fluidisering bestemte luft undviger gennem materialets udløbsåbning og dermed går tabt.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en silo 30 af den angivne art, der kun har et lille energiforbrug og sikrer en god homogenisering. Dette formål opnås ved det i krav l's kendetegnende del angivne. I modsætning til de kendte siloer, hvor den kraftigt luftede ydre bundsektor forlænges lineært mod siloens centrum

DK 157835 B

3 gennem den tilhørende kun svagt luftelige bundzone,, er ved siloen ifølge opfindelsen den kraftigt luftelige bundzone på de steder, hvor den ikke afgrænses af silovæggen, på alle sider omgivet af svagt lufteli-5 ge bundzoner. Rumvoluminet over den kraftigt luftelige bundzone, i hvilket materialet bevæger sig på grund af luftningen, er således ikke skiveformet, men har en kompakt horisontal tværsnitsform. Dette indebærer, at de horisontale strækninger, over hvilke materialet 10 fra de svagt luftede områder skal passere ind i det kraftigt luftede område, er forholdsvis korte. Desuden skal der ved denne materialebevægelse ikke overvindes nogen friktionsmodstand hidrørende fra ubevægelige materialemasser, der på begge sider afgrænser det rumvo-15 lumen, i hvilket materialet bevæges, idet der kun fin des ikke luftet materiale ved de afgrænsningsflader for materialeområdet med bevæget materiale, hvor materialet synker ned over en svagt luftet zone. Siloen ifølge opfindelsen er endvidere fordelagtig derved, 20 at der ikke slipper fluidiseringsluft ud gennem mate rialets udløbsåbning i nærheden af bunden, hvor den i forvejen kritiske horisontale bevægelse af materialet fra den svagt luftede zone til den kraftigt luftede zone finder sted. Det er ganske vist kendt at place-25 re materialeudløbet uden for den egentlige luftnings flade (DE-patentskrift 11 52 876), men ved denne kendte teknik er materialeudløbet placeret i nærheden af bunden og beliggende i silovæggen eller i en bunddel, der rager ud gennem en åbning i silovæggen, hvilket udeluk-30 ker en kontinuerlig fjernelse af materiale fra siloen under den skiftevis fra gruppe til gruppe omløbende blandeluftning, fordi materialet kun kan strømme mod udløbsåbningen, såfremt enten siloens samlede materialeindhold eller i det mindste det ved udløbet belig-35 gende område til stadighed luftes. Desuden vil i mod strid med formålet med opfindelsen en del af den flui-

DK 157835 B

4 diseringsluft, der tilføres den kraftigt luftede nabo-bundzone, passere ud gennem udløbet og dermed gå til spilde, såfremt udløbet er åbent under blandeprocessen.

Den nævnte kompakte horisontale tværsnitsform af den 5 rumdel, i hvilken blandebevægelsen finder sted, er i ‘ modstrid med en hidtil i almindelighed overholdt regel gående ud på, at en tilfredsstillende blandebevægelse i et delområde i siloen kun kan opnås, såfremt forholdet mellem højden og diameteren af den rumdel, i hvil-10 ken blandebevægelsen finder sted, ikke er større end ca. 1,5 til maksimalt 2. Når blandingsrummet er for snævert i forhold til dets højde, hindres nemlig materialets nedsynkningsbevægelse over de svagere luftede zoner af det på grund af den kraftige luftning heftigt 15 opad strømmende materiale, så at der blot fås en slags sprudlende hvirvelbevægelse, men ikke nogen omlagring af materialet. Når man i siloen ifølge opfindelsen kun blander materialet i en del af silorummet, hvilken del ved en given højde har et kompakt horisontalt tværsnit, 20 fås for det forventelige omlagringsområdes vedkommende imidlertid meget slanke rumforhold, fordi tværdimensionen af det i blandebevægelsen delagtige område i forhold til det samlede silorum tilnærmelsesvis halveres. Man måtte derfor frygte, at en tilstrækkelig intensiv blan-25 debevægelse ikke ville kunne opnås. Det har imidlertid overraskende vist sig, at den frygtede hæmning af blandebevægelsen ikke indtræder. Dette skyldes, at materialets synkning ikke er begrænset til det oven for de svagt luftede bundzoner værende tværsnitsområde .i silo-30 rummet, idet også materialet over forinden skiftevis luftede nabobundzoner på grund af den forudgående luftning endnu har en vis flydedygtighed, så at også dette materiale synker ned. Den til enhver tid i blandebevægelsen deltagende volumendel i blanderummet har derfor 35 en større udstrækning i tværretningen end de til volu-

DK 157835 B

5 mendelens luftning aktiverede bundzoner. Til opnåelse af denne fordelagtige virkning må de til de enkelte grupper hørende, svagt luftede zoner ikke være adskilt fra hinanden. Dette betyder, at disse zoner hovedsage-5 ligt skal grænse direkte op til hinanden eller endog bør' overlappe hinanden. Ved overlapning forstås i denne forbindelse, at en bestemt zone hører til to særskilt drevne luftningsgrupper og således altid luftes, når den ene eller den anden af disse grupper er aktiv. Det 10 har dog vist sig, at en sådan overlapning som regel ikke er nødvendig.

Inddragelsen af naboområder i materialets nedadgående bevægelse medfører også den fordel, at blandeprocesser-ne over de enkelte luftningsgrupper ikke finder sted 15 isoleret, men at der fås en materialeblanding i tvær retningen.

Hensigtsmæssigt findes der ikke kun ét overløb til bortledning af materialet, men ifølge opfindelsen et særskilt overløb i området ved hver zone, der skal luftes 20 kraftigt. Herved opnås, at materialet kan aftappes kon tinuerligt under blandeprocessen, idet materialet til enhver tid kan fjernes fra det overløb, der er beliggende over den på det pågældende tidspunkt kraftigt luftede zone. Ved den i krav 2 kendetegnede overløbs-25 anordning sikres det endvidere, at kun blandet materia le når frem til udløbet. En kortslutning mellem i siloen indført nyt materiale, der først skal blandes, til udløbet, vil ikke kunne finde sted, fordi det materiale, der over den kraftigt luftede zone løftes op til 30 materialeoverfladen i siloen, atter strømmer ned i si deretningen mod de svagt luftede henholdsvis de ikke luftede zoner og derved også medbringer det frisk tilførte materiale i retning bort fra udløbet.

DK 157835B

6

Ifølge opfindelsen kan siloen være indrettet til cen-trisk indføring af det materiale, der skal blandes i siloen. Til jævn fordeling af materialet over udløbs-tværsnittet kan der findes fordelingsorganer.

5 Ved driften af fuldt fluidiserede homogeniseringssi- ' loer skiftes der som regel cirkulerende mellem kraf tigt og svagt luftede kvadranter, hvorved de enkelte fluidiseringsperioder er af størrelsesordenen 15 minutter. I modsætning hertil arbejdes der i siloen iføl-10 ge opfindelsen hensigtsmæssigt med kortere fluidise- ringsperioder på ikke over 10, fortrinsvis ikke over 6 minutter, hvorved det sikres, at materialet i nærheden af hver svagt luftet zone endnu er så bevægelsesdygtigt, at det kan deltage i materialets nedsynknings-15 bevægelse.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 set fra oven viser silobunden i en udførelses-form for siloen ifølge opfindelsen, og 20 fig. 2 er et vertikalt længdesnit i en i to etager op delt silo med en øvre silodel ifølge opfindelsen.

Oven på en som forrådssilo tjenende nedre silodel 1 med en bund 2 og en cylindrisk sidevæg 3 er anbragt en øvre silodel 4 ifølge opfindelsen med en cylindrisk 25 ydervæg 5 og en bund 6, på hvilken er anbragt luftnings- organer 7. Bunden 6 skråner svagt nedad mod siloens centrum, hvor der findes en udløbsåbning 8, hvorigennem materialet fra den som blandesilo tjenende øvre silodel 4 kan overføres til den nedre forrådssilo 1.

30 Under siloens normale drift er åbningen 8 lukket. Det materiale, der skal blandes i blandesiloen 4, kan ind-

DK 157835 B

7 føres i denne gennem en central åbning 9 i blandesilo-en 4's topvæg 10. Under tilførselsåbningen 9 er anbragt en prelskive 11 til fordeling af det tilførte materiale over blandesiloens samlede horisontale tværsnit.

5 På den øvre blandesilo 4's topvæg 10 er anbragt et fil ter 12 med en sugeblæser 13 til bortsugning af fluidi-seringsluft fra blandesiloens indre.

De på blandesiloens bund 6 anbragte luftningsorganer 7 er som vist i fig. 1 anbragt i fire kvadrantformede 10 luftningsfelter, der danner hver sin af de i det fore gående omtalte grupper. Luftningsfelterne er hvert især opdelt i en kraftigt luftelig zone 14 og en svagere luftelig zone 15. Disse to zoner er i feltet forneden til højre i fig. 1 vist adskilt fra hinanden ved for-15 skellig skravering. Den kraftigt luftede zone 14 stræk ker sig fra periferien, d.v.s. fra siloens ydre væg ind i det pågældende luftefelt. Denne kraftigt ventilerede zone 14 har for de to nedre felters vedkommende en tilnærmelsesvis trekantet form, medens zonen 14 i 20 de to øvre felter i fig. 1 alternativt har tilnærmel sesvis halvcirkulær form. De svagt ventilerede zoner 15 omgiver hver sin stærkt ventilerede zone 14 vinkel-formet på dennes mod midten og mod de andre felter vendende sider. Forholdet mellem de stærkt ventilerede 25 zoners og de svagt ventilerede zoners fladeareal er af størrelsesordenen 1:2 til 1:4.

Luftningsfelternes stærkt ventilerede zoner 14 er v'ia hver sin ledning 16 med en magnetventil 17 og via en ledning 18 sluttet til hver sin første blæser 19, medens 30 de svagt ventilerede zoner 15 via hver sin ledning 20 med en magnetventil 22 og hver sin ledning 21 er sluttet til hver sin blæser 23. Blæserne 19 er dimensioneret svarende til en stærkt luftet zone 14's luftbehov, medens blæserne 23 er dimensioneret svarende til en

DK 157835B

8 svagt ventileret zone 15's luftbehov. Magnetventilerne styres tidsmæssigt på en sådan måde, at til enhver tid kun ét luftningsfelts zoner 14 og 15 er i funktion i f.eks. 5 minutter ad gangen. Dernæst omstyres magnet-5 ventilerne således, at luftningsfelterne aktiveres skiftevis enten i siloens omkredsretning eller i en anden ,rækkefølge.

I hver af de kraftigt ventilerede zoner 14 findes nær ved silovæggen 5 et lodret overløbsrør 24 med en øvre 10 indstrømningsåbning, der er beliggende i niveau med materialesøjlens højde, når materialet er fluidiseret. Overløbsrørene 24 kan være forsynet med lukkeorganer, der styres i overensstemmelse med skiftet mellem luftningsfelternes aktivering. Sådanne lukkeorganer er dog 15 som regel ikke påkrævet, fordi materialestanden over den til enhver tid kraftigt luftede zone er højere end over de andre zoner, som vist i fig. 2, så at materialet kun over den kraftigt ventilerede zone når op til det pågældende overløbsrørs øvre indstrømningsåbning 25, 20 medens de øvrige overløbsrørs øvre indstrømnings'åbnin- ger 25 er beliggende højere end den øvre grænse for materialet over disse zoner. Medens der passerer materiale ned gennem overløbsrøret 24 i det til enhver tid aktive luftningsfelt, passerer der gennem de øvrige 25 overløbsrør en modsat rettet luftstrøm fra forrådssilodelen 1 op i den øvre blandesilodel 4.

Den luft, der under et luftefelts aktive luftetilstand med stor hastighed strømmer ind i materialet i den kraftigt luftede zone, ekspanderer under luftens passage 30 gennem det over denne zone værende materiale. Der fås således på grund af den intensive lufttilførsel et område 26 oven for den kraftigt luftede zone 14, hvor materialet er vidtgående fluidiseret, og hvis tværsnit tiltager opadtil på bekostning af det mindre kraftigt 9

DK T57835B

ventilerede område 27 over den svagt luftede zone 15.

Desuagtet tilvejebringes en opadgående omlagringsstrømning i området 26 og en nedadgående materialestrømning i område 27, fordi der i sidstnævnte område ved nedsyn-5 kende materiale inddrages materiale oven for naboluft ningsfelter. Grænselinien mellem det cirkulerede materiale og det i materialecirkulationen ikke deltagende materiale danner en vinkel på tilnærmelsesvis 10-15° med lodret. Denne grænselinie forløber skråt opad og 10 udad fra grænsen mellem den luftede zone og de to til stødende zoner. Materialets ekspansion ud over den kraftigt luftede zone bevirker, at der fra den til enhver tid aktive kvadrant ved materialesøjlens overflade strømmer homogeniseret materiale hen over de ikke luftede 15 kvadranter. Denne vertikale og horisontale overstrøm ning af materiale fra en kvadrant til nabokvadranterne udnyttes bedst muligt derved, at der væsentligt hyppigere omskiftes fra luftning af en kvadrant til luftning af den næste kvadrant end i de kendte fuldt flui-20 diserede kvadrant-homogeniseringssiloer. Medens man ved de sidstnævnte opretholder en luftningstilstand så længe, at materialet under en sådan lang luftnings-periode omlagres flere gange, kan ved siloen ifølge opfindelsen de enkelte lufteperioders varighed reduce-25 res så meget, at materialet kun delvis omlagres under en lufteperiode.

Da det energiforbrug, der er nødvendigt til opretholdelse af en materialeblanding i delområder inden for siloindholdet, er væsentlig mindre end den til fuld 30 homogenisering nødvendige energi, kan siloen ifølge opfindelsen drives kontinuerligt og til trods herfor dimensioneres så stor, at den til udligning af variationer i materialesammensætningen inden for en lang tidsperiode på f.eks. 8 timer kan rumme den i dette 35 tidsrum af et formalingsanlæg leverede materialemæng-

DK 157835B

ίο de. Siloen ifølge opfindelsen kræver ikke megen pasning, fordi den er af enkel konstruktion og har enkle styre- og transportindretninger.

Luftningen af de kvadranter, der til enhver tid er ude 5 af drift, er som regel standset helt. I særtilfælde kan det imidlertid være hensigtsmæssigt, at også disse kvadranter luftes svagt, nærmere betegnet så meget svagere end selv den svagt luftede zone i den til enhver tid aktive kvadrant, at de med henblik på blandefunktio-10 nen kan betragtes som ikke ventileret.

Det er som regel ganske vist hensigtsmæssigt at føre de kraftigt ventilerede zoner helt hen til silovæggen, men der er imidlertid tilfælde, hvor der mellem de kraftigt luftede zoner og silovæggen hensigtsmæssigt findes 15 en smal grænsezone, som ikke luftes eller kun luftes svagt.

Claims (5)

1. Blandesilo til pneumatisk homogenisering af et finkornet eller støvformet materiale, på hvis bund (6) der findes grupper af luftezoner (14, 15) hvortil der skiftevis tilføres trykluft, og som er indrettet til 5 at forsynes med trykluft på en sådan måde, at i hver gruppe en tildels af siloens ydervæg (5) afgrænset bundzone (14) luftes kraftigt, medens en mellem de kraftigt luftede bundzoner (14) beliggende bundzone (15) kun luftes svagt, og hvor materialeudløbet fra siloen er 10 placeret uden for silobunden, kendetegnet ved, at den kun svagt ventilerbare bundzone (15) stjerneformet skiller de kraftigt ventilerbare bundzoner (14) fra hinanden, og at materialeudløbet er udformet som et overløb (25).

2. Silo ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der over hver kraftigt ventilerbare bundzone (14) findes et overløb (25).

3. Silo ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at forholdet mellem silorummets fyldningshøjde 20 og dets diameter er mellem 0,7 og 1,5.

4. Silo ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved et organ (9) til centrisk indføring af det materiale, der skal blandes, i siloen.

5. Silo ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, 25 kendetegnet ved, at tidsperioden fra begyn delsen af et luftningsfelts luftning til omskiftningen til det næste luftningsfelts luftning ikke er længere end 10, især ikke længere end 6 minutter.