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Austragssysteme für schwierige Schüttgüter in Bunkern und Silos
Teil 1: Translatorische Systeme
In allen Bereichen der Industrie
müssen Schüttgüter – auch solche mit schwierigsten Fließeigenschaften – teilweise in vollautomatischem Betrieb gefördert, gelagert und entladen werden. Bei
der Auswahl eines Austragssystems ist darauf zu achten, dass die
richtige Planung und Bemessung
des Silos oder Bunkers unter Berücksichtigung des Fließverhaltens
des Schüttgutes eine wesentliche
Voraussetzung für einen störungsfreien Betrieb bildet.
Zugeordnete Fachthemen
In allen Bereichen der Industrie
müssen Schüttgüter – auch solche mit schwierigsten Fließeigenschaften – teilweise in vollautomatischem Betrieb gefördert, gelagert und entladen werden. Bei
der Auswahl eines Austragssystems ist darauf zu achten, dass die
richtige Planung und Bemessung
des Silos oder Bunkers unter Berücksichtigung des Fließverhaltens
des Schüttgutes eine wesentliche
Voraussetzung für einen störungsfreien Betrieb bildet.
Ein noch so gutes Austragsorgan
wird unter einem unzureichend
dimensionierten Silo oder Bunker
keine befriedigenden Ergebnisse
erzielen. Darüber hinaus sind aber
auch betriebsbedingte und prozesstechnische Anforderungen an
das Austragsorgan zu berücksichtigen. Kurzum: Es gibt nicht das
multifunktionale Austragsorgan,
sondern vielmehr sind Vor- und
Nachteile der verschiedenen am
Markt angebotenen Systeme im
Einzelfall zu bewerten.
In der Richtlinie VDI 269 „Bunker und Silos, Beschickung, Lagerung und Austrag von Schüttgut“
werden Austragsgeräte und Austragshilfen bekanntermaßen grob
klassifiiert und spezifiiert. Dieser
Fachbeitrag stellt die gängigsten
Austragssysteme vor, zeigt Einsatzbeispiele aus der Praxis und dient
als zusätzliche Entscheidungshilfe
für die richtige Auswahl.
Für den Austrag von Schüttgütern
stehen nach derzeitigem Stand der
Technik unterschiedliche Maschinen zur Verfügung. Sie sind für
den jeweiligen Einsatzfall konstruiert, in der Praxis erfolgreich
getestet und haben sich über die
Jahre hervorragend bewährt. Neben einer Übersicht der am Markt
vorhandenen Geräte befasst sich
der Artikel im wesentlichen mit
der Austragsproblematik schwer
fleßender Schüttgüter. Hierbei
werden auf die Auswahl der für
die Maschine wichtigen Einflssfaktoren eingegangen und unterschiedliche Anwendungsbeispiele
vorgestellt.
Auswahlkriterien für
Austragssysteme
1. Einflssfaktoren
Die Auswahl eines geeigneten
Austragssystems richtet sich im
Wesentlichen nach drei Kriterien:
Schüttguteigenschaften, Silo- oder
Bunkerform sowie prozesstechnische Anforderungen. Um eine
Maschine richtig auswählen zu
können, müssen die Eigenschaften
des Fördergutes hinreichend genau
bekannt sein. Wann ein Schüttgut
schwer fleßend ist, lässt sich zum
Beispiel über eine Kennzahl charakterisieren.
Fließen bedeutet, dass sich ein
Schüttgut aufgrund einer wirkenden Belastung plastisch verformt
(etwa beim Bruch einer zuvor verfestigten Schüttgutprobe). Die
Fließfähigkeit eines Schüttgutes
wird durch die Druckfestigkeit σc
im Verhältnis zur Verfestigungsspannung σ1 und gegebenenfalls
abhängig von der Lagerzeit als
Fließkoeffiient ffc defiiert (Abb.
1 und 2).
Mit anderen Worten, ein Schüttgut, welches sich durch die Verfestigungsspannung σ1 in hohem
Maße verdichten, also verfestigen
lässt, wird eine entsprechend hohe
Druckspannung σc benötigen, um
es zu verformen oder zum Bruch
kommen zu lassen. Im Sinne dieser Defiition betrachten wir die
Schüttgüter mit einem ffc << 2,
also solche, die schlecht oder gar
nicht fleßen.
Das Spektrum von zu fördernden
Schüttgütern ist allerdings sehr
vielfältig und eine Bestimmung des
Fließkoeffiienten in der Praxis oft
nicht immer sofort möglich.
Es liegen aber häufi Förderguteigenschaften oder -kennwerte vor,
die eine Einteilung erlauben und
daher bei der Auswahl einer Abzugsmaschine berücksichtigt werden müssen.
Hierzu zählen im Wesentlichen die
folgenden Fördergutkennwerte:
• Schüttdichte
• Feuchtigkeitsgehalt
• Korngröße
• Korngrößenverteilung
• Temperatur
• Schüttwinkel (innerer Reibungswinkel) und Wandreibungswinkel
• Zusatzinformationen über Fließ-
eigenschaften, Staubanteil, Abrasivität und Korrosionsverhalten
• Zeitstandverhalten.
Bei Letzterem ändern sich teilweise
die vorgenannten Materialparameter mit zunehmender Lagerung,
was die Auslegung nicht gerade einfach macht. Erschwerend
kommen weitere Abhängigkeiten
hinzu. So können jahreszeitliche
Schwankungen (zum Beispiel des
Feuchtigkeitsgehaltes) zu Änderungen des Materialverhaltens
führen. In manchen Fällen sind den
Betreibern selbst die einfach ermitTeil 1: Translatorische Systeme
von Dipl.-Ing. Reiner Furthmann
ffc = σ1/ σc
Abb. 2: Einachsiger Druckversuch
zur Ermittlung der Druckfestigkeit σc.
Abb. 1: Fließkoeffiient ffc und
Bereiche unterschiedlicher Fließ-
fähigkeit. Abbildungen: AUMUND
Fördertechnik GmbH
Plattenband Typ BPB-S: Kippstelle für Kalkstein.
6 7
Praxis & Technik Praxis & Technik
telbaren Materialeigenschaften
nur unzureichend bekannt (etwa
bei noch nicht erschlossenen Abbaugebieten oder fremd angeliefertem Material). Zusätzlich gibt es
noch Anwendungsfälle, in denen
unterschiedliche Fördergüter oder
eine Mischung von Fördergütern
über ein und dieselbe Maschine
gefördert werden müssen.
Für einige „Standard-Schüttgüter“
mit gutmütigen Fließeigenschaften
sind die zur Auslegung einer Abzugsmaschine wesentlichen Kenngrößen meistens bekannt.
Schwieriger wird es bei problematischen Schüttgütern mit schlechten Fließeigenschaften oder sich
dynamisch ändernden Kenngrö-
ßen. Hierbei ist eine experimentelle Untersuchung des Materials
im Schüttgutlabor zur Ermittlung
der Materialparameter zwingend
erforderlich. Aus der Summe aller
bisher durchgeführten Laboruntersuchungen besteht im Hause AUMUND Fördertechnik GmbH eine
Schüttgutbibliothek mit Fördergutkennwerten von mehr als 700
verschiedenen Materialien.
Ein weiterer wesentlicher Einf ussfaktor ist die Bauform von Bunkern, Silos oder Kippstellen und des
Förderers selbst. Bekanntermaßen
entstehen durch eine vorgegebene
Silo-Geometrie unterschiedliche
Fließprof le. Schlechte Fließfähigkeit im Trichter bedeutet, dass es
zu Auslaufstörungen aufgrund von
Brückenbildung kommt. Durch die
Berücksichtigung der Materialparameter bei der konstruktiven Auslegung der Bunker- oder Silo-Geometrien wie Wandneigungswinkel
und Auslaufquerschnitt werden
diese unerwünschten Effekte eliminiert. Hier wird ersichtlich, wie
wichtig eine möglichst genaue Bestimmung der Fördergutkennwerte
ist. Unsicherheiten können in der
Praxis zu Problemen führen.
Bei der Entscheidung, welche Austragsmaschine nun letztendlich
zum Einsatz kommt, spielen nicht
nur die Schüttgutparameter, sondern auch eventuelle örtliche Voraussetzungen sowie Einbau- und
Platzverhältnisse eine Rolle.
Abbildung 3 zeigt die gebräuchlichsten Silo- und Bunkerformen.
Am häuf gsten f ndet man in der
Praxis axialsymmetrische Silos oder
Bunker mit konischem Trichter (siehe Schaubild 3a) oder so genannte
Schlitzbunker mit keilförmigem
Trichter (siehe Schaubild 3b,c,d).
• Gekapselt oder offen (zum Beispiel bei ATEX oder Unterdrucksystemen)?
• Ortsfest oder mobil?
• Verfügbarkeit (Abwägung Investitionskosten/Betriebskosten)?
• Dynamische Beanspruchung (zum
Beispiel Stoßbelastung bei Kippstellen)?
• Häuf ges Anfahren mit vollem
Bunker oder Silo?
• Entleerungskonzept (First in, First
out = FiFo).
Das Entleerungskonzept kann
nicht nur aus prozesstechnischen
Gründen wichtig sein, sondern ist
auch für den sicheren Austrag von
schwer f ießenden Schüttgütern
von grundsätzlicher Bedeutung.
„First in, First out” bedeutet, dass
das Schüttgut, welches als erstes ins
Silo gefüllt wurde, auch als erstes
wieder ausgetragen wird.
Damit werden lange Verweilzeiten
verhindert, was unter Berücksichtigung der zuvor genannten Schüttguteigenschaften von entscheidendem Vorteil sein kann.
2. Übersicht der wichtigsten
Austragsvorrichtungen
Bei der Auswahl eines Austragsgerätes ist immer grundsätzlich
darauf zu achten, dass sich keine
toten Zonen (Kernf uss) im Silo bilden. Grundsätzlich unterscheidet
man translatorische und rotatorische Systeme.
Translatorische Austragssysteme sind zum Beispiel Gurt- und
Schneckenförderer, Plattenbänder, Trog- und Panzerkettenförderer, Schwingrinne, Schneckenund Schubboden. Rotatorische
Austragssysteme sind beispielsweise Räumschnecke und -kratzer, Drehteller, Drehkratzer beziehungsweise Räumarm, Räum- und
Kreisräumwagen. Austragssysteme
für große Querschnitte sind zudem
Panzerkettenförderer, Plattenbänder, Schnecken- und Drehbalkenboden. Einen genaueren Überblick
ermöglicht die VDI 269 „Bunker
und Silos, Beschickung, Lagerung
und Austrag von Schüttgut“.
Austragssysteme, welche nicht
nach dem FiFo-Prinzip arbeiten
(zum Beispiel das im Silo gelagerte
Schüttgut von oben ausräumen /
Stichwort Absetzer oder Euro-Silo),
sollen hier nicht weiter betrachtet
werden.
3. Auswahlmatrix
Die Auswahlmatrix (Tabelle 1, Seite
) soll einen ersten Überblick über
die Eignung verschiedener Austragsorgane geben, basierend auf
den Betriebserfahrungen im Hause AUMUND (Hersteller bedingte
Abweichungen möglich).
Austragssysteme im Vergleich
Der nachfolgende Vergleich spiegelt die Auslegungskriterien der
AUMUND-Produktpalette, basierend auf jahrzehntelanger Betriebserfahrung, wider.
1. Austrag mit einem Trogkettenförderer
Aufgrund ihrer kompakten und
geschlossenen Bauweise sowie
der Möglichkeit, mehrere Abwurfpunkte zu realisieren, sind Trogkettenförderer (TKF) im SchüttgutHandling sehr beliebt. TKF gibt es
als Ein- oder Zweistrangförderer.
Als Zugträger werden geschmiedete Gabellaschenketten eingesetzt.
In druckstoßfester Ausführung eigIn der Regel sind auch prozesstechnische Anforderungen zu berücksichtigen, die auf die Auswahl des
Austragsorgans wesentlichen Einf uss haben. Einige Kriterien oder
Bedingungen, die zu klären sind,
können sein:
• Welche Massenströme sind zu
fördern?
• Welche Lagerkapazitäten werden gefordert?
• Konstanter oder regelbarer/dosierter Austragsmassenstrom?
• Restlosentleerung (zum Beispiel
bei ATEX)?
Abb. 3: Gebräuchlichste Silo- und
Bunkerformen.
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nen sich TKF sogar zum Transport
entzündlicher Materialien wie zum
Beispiel Kohle.
TKF wurden als Stetigförderer
für kontinuierliche Massenströ-
me überwiegend für staubige Fördergüter konzipiert, worauf sich
die international gebräuchliche
Bezeichnung „EnMasse Conveyor“ ableitet. Das Förderprinzip
beruht auf der Tatsache, dass eine
gleichmäßige Schichthöhe als Paket
zwischen den Mitnehmern „ruht“,
wodurch keine Relativbewegung
zwischen Kette und Schüttgut auftritt und der Verschleiß sich für
Kette und Mitnehmer in Grenzen
hält (Abb ). Als Kratzer (= Umwälzung des Materials vor dem
Mitnehmer) ist der TKF daher nur
bedingt einsetzbar.
Zum Abzug aus Bunkern und Silos
muss ein Zwischenboden eingebaut werden, um eine Überschüttung zu vermeiden (Abb. ). Für
stückige (Korngrößen > 100 mm)
oder klebrige Schüttgüter sind
Trogkettenförderer grundsätzlich
nicht geeignet, was gleichzeitig die
Verwendung als Austragsorgan für
schwierige Schüttgüter sehr stark
einschränkt.
Als Abzugsförderer fiden TKF
vorzugsweise für Kohle Verwendung. Die maximale Auslaufbreite
beträgt 1.000 mm. Darüber hinaus
sind Panzerkettenförderer als Dreioder Vierstranglösung einzusetzen, deren Ketten und Mitnehmer
entsprechend stärker ausgeführt
sind und sich somit auch höhere
Abzugskräfte ohne Gefahr von
Schäden realisieren lassen.
Bunkerquerschnitt nutzbar (Abb.
6 und 7, Seite 10).
Das Zugelement der Panzerkettenförderer besteht aus Rundstahlketten, die je nach Einsatzfall in
vergüteter oder gehärteter Ausführung gewählt werden. Durch
die Kombination von zwei bis fünf
Kettensträngen mit den zugehö-
rigen Kratzern können Trogbreiten
von 600 bis 2.600 mm realisiert
werden.
Insbesondere bei klebrigen Schüttgütern können entsprechend große
Auslaufbreiten im Bunker erreicht
werden, um Fließprobleme zu vermeiden. Ketten und Kratzer bewegen
das Fördergut im Obertrum auf einer
verschleißgeschützt ausgeführten
Bodenplatte (Abb. 7, Seite 10). Von
ihnen abfallendes Gut wird im leeren
Untertrum zurückgefördert und dem
Obertrum wieder zugeführt. So sind
zusätzliche Reinigungskratzer nicht
erforderlich.
Der Panzerkettenförderer wird
vorzugsweise als Bunkerabzug,
für Kalksteinschotter oder für klebende Rohmaterialien wie Kreide,
Gips, Mergel, Ton oder feuchte
Rohkohle eingesetzt. Korngrö-
ßen bis 200 mm (Einzelstücke bis
20 mm) lassen sich problemlos
fördern.
Gerade klebendes Material neigt
dazu, über den Abwurf hinaus zu
wandern, um dann als Kuchenstück
abzubrechen. Dies führt dann dazu, dass auf dem nachgeschalteten
Band ungleichmäßig verteilte Haufen liegen.
Um einen gleichmäßigen Materialflss zu erreichen, kann man
für schwer fleßende Schüttgüter
im Bereich der Antriebstrommel
eine Haspelwelle vorsehen, die
den Fördergutstrom auflckert.
Die Haspelwelle arbeitet je nach
Schüttguteigenschaften Silo- Bunkerform Prozessanforderung
10 mm, kohäsiv pulverig/feinkörnig max.
grobkörnig 50...100mm
stückig > 100mm
schwer fließend
klebend
Stark schleißend
rund, Austragsdurchmesser < 8m
rund, Austragsdurchmesser < 14m
Schlitz, Austragslänge < 10m
Schlitz, Austragslänge > 12m
regelbarer Massenstrom
Kippstelle
ATEX Explosionsschutz
vollem Silo Wartung/Zugänglichkeit bei
Leistungsbedarf/Betriebkosten
Anfahren bei vollem Bunker/Silo
Schubboden o o - - - o - - + - o o - - + o
Trogkettenförderer + + o o - o - - + - - - + + o Panzerkettenförderer o + + + + o - - + o o + + - o o
Plattenband - + + o o + - - + + + + - o + o
Räumwagen (BEW) + + o + + + - - + + + o + + + +
Räumschnecke + + - + - o + o - - o - o - - o
Räumarm (Centrex) + + o + + + + - - - + o + o o o
Kreisräumwagen (K-BEW) + + o + + + + + - - + o + + + +
+ = gute Eignung / o = mäßige Eignung / - = keine Eignung
Tabelle 1: Auswahlmatrix verschiedener Austragsorgane.
Abb. 5: „EnMasse Conveyor“-Prinzip.
Abb. 4: TKF mit Zwischenboden.
2. Austrag mit einem Panzerkettenförderer
Der Panzerkettenförderer Typ PKF
zeichnet sich durch die geringe
Bauhöhe und den dichten Anschluss an die Bunkerkonstruktion
aus. Auffällig ist außerdem, dass
aufgrund der stabilen Ausführung
kein Entlastungskegel erforderlich ist. Dadurch ist der gesamte
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10 11
Fördergut mit einer Drehzahl von
20 bis 0 Upm.
Eine wesentliche Voraussetzung
für die richtige Bestimmung der
aufbau des Materials und seinen
Fließeigenschaften. Für leicht f ie-
ßende Schüttgüter mit Korngrößen
von 0 bis 0 mm ist eine Mindestschichthöhe von 00 bis 00 mm
erforderlich. Bei schwer f ießenden
Schüttgütern müssen Schichthöhen
von wenigstens 600 bis 00 mm
eingestellt werden, um den Bunkeraustrag zu gewährleisten.
Bei der Auslegung der Antriebsleistungen wird vorzugsweise eine
Geschwindigkeit von 0,1 m/s für
die Nennförderleistung gewählt.
Entsprechend gering ist auch die
Drehzahl der Antriebswelle, so
dass hoch untergesetzte Getriebe verwendet werden müssen.
Besonders geeignet sind deshalb
Planetengetriebe oder hydraulische Antriebseinheiten.
3. Bunkeraustrag mit einem
Plattenband
Plattenbänder gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Sie
sind insbesondere bei schweren
Betriebsbedingungen einsetzbar
und eignen sich unter anderem für
stückige beziehungsweise kantige,
stark abrasive und heiße Schüttgüter.
Das Kurzzellenband (KZB) in Abbildung wird vorzugsweise unter
längeren Bunkern eingesetzt und
fördert zum Beispiel Rohkohle,
Koks und Zementklinker. Das besondere Prof l der Kurzzelle hat ein
hohes Widerstandsmoment und
ist damit in der Lage, bei kleinem
Eigengewicht relativ hohe Bunkerlasten bei geringer Durchbiegung
aufzunehmen (Abb. und 9). Der
Kostenvorteil dieser Lösung beruht
auf der ausschließlichen Verwendung von Standardbaugruppen,
die in Serie für die Zementindustrie gefertigt werden.
Der Einsatz f ndet seine Grenzen
nicht in der Plattenbelastung, sondern in der Belastung der Standardlaufrollen. Stärkere Laufrollen
würden den Serieneffekt zunichte machen. Zur Reduzierung der
Plattenbelastung und der Abzugskräfte empf ehlt sich der Einsatz
eines Druckentlastungssattels im
Bunker (Abb. 10 und 11, Seite 12).
Als Verschleißschutz können die
Kanten mit Schutzkappen ausgerüstet werden (Abb. 9).
3ENKRECHTBECHERWERKE
3CHRÊGBECHERWERKE
'LIEDERBANDFÚRDERER
4ROGKETTENFÚRDERER
+RATZKETTENFÚRDERER
0LATTENBÊNDER
KUNDENNAH
mEXIBEL
WIRTSCHAFTLICH
INDIVIDUELL
LEISTUNGSSTARK
0ETER-ALLEPREE'MB(#O
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Antriebsleistung ist die Einhaltung
einer Mindestschichthöhe im Bereich des Bunkerauslaufes. Diese
richtet sich nach dem KorngrößenPraxis & Technik Praxis & Technik
Förderleistung
Panzerkettenförderer
Typ PKF.
Abb. 6: Bunkerabzug mit Typ
PKF.
Abb. 7: Panzerkettenförderer
Typ PKF.
Abb. 8:
Kurzzellenband
Typ KZB.
Abb. 9: Kurzzellenband – Plattenprof l.
Plattenband
Typ BPB:
Bunkerabzug
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Das Buckelplattenband (BPB) wird
vorzugsweise für klebende Rohmaterialien wie Gips, Anhydrit,
Ton und Mergel-Tongemisch eingesetzt. Seine Bauart ist mit buckelförmigen Platten ausgerüstet,
die im Bereich des Kettenrades
(Abwurfbereich) eine kreisförmige
Oberf äche bilden (Abb. 12 und 13).
Hier kann ein fester Abstreifer angeordnet werden, der klebendes
Material von den Platten trennt.
Eine regelbare Antriebseinheit in
Verbindung mit einer Bandwaage
ermöglicht den dosierten Abzug
für die Beschickung von Mahlanlagen.
Schwere Buckelplattenbänder
(BPB-S und BPB-SF) werden vorzugsweise unter Kippstellen angeordnet und transportieren ungebrochene Rohmaterialien wie zum
Abb. 10: Bunkerabzug mit Kurzzellenband Typ KZB.
Abb. 11: Bunker mit Kurzzellenband Typ KZB.
Abb. 12: Buckelplattenband Typ
BPB.
Förderleistung
Buckelplattenband Typ BPB.
Abb. 13: Buckelplattenband –
Buckelform.
Abb. 14: Buckelplattenband Typ
BPB-S.
Abb. 15: Typ BPB-S mit Laufrollen und Prallträger.
1 1
Praxis & Technik Praxis & Technik
3TANDARDHAUBEN?ANZ?X?CINDD
Beispiel Kalkstein und Gips mit Kantenlängen bis zu 1.000 mm zu der
Brecheranlage. Je nach Korngröße,
Durchsatzleistung und Dimensionierung des Trichters ergeben sich
die Stärken der Bandplatten. Hier
ne manuellen Reinigungsaufwand
zu entfernen.
3. Austrag mit Gurtförderern
Für leichtere Anwendungen (etwa
unter kleinen Vorratsbehältern
mit entsprechend geringen vertikalen Bunkerlasten) sind auch
Gurtförderer einsetzbar, welche
zum Beispiel unterhalb des Auslaufes über einen Gleittisch oder
enggesetzten Rollenstühlen laufen. Allerdings ist der manchmal
nicht unerhebliche Verschleiß des
Gurtes zu berücksichtigen.
Als eine interessante Alternative
– insbesondere wenn mobile Systeme wie zum Beispiel LKW-Kippstellen mit Lagerkapazitäten bis zu
0 t gefordert sind – sei an dieser
Stelle auf den „Samson Feeder“
hingewiesen werden. Er ähnelt
vom Grundprinzip eher einem PlatAbb. 16: Buckelplattenband Typ
BPB-SF.
stehen je nach Erfordernis Platten
von 20 bis 0 mm Stärke und einer
Breite von maximal 3.000 mm zur
Verfügung. Entsprechend kommen
Raupenketten mit Bruchlasten bis
zu 2 x 3.600 kN (360 t) zum Einsatz.
Durch die mechanische Bearbeitung der Überlappungskanten und
gekröpfte Seitenborde wird die
Dichtigkeit der Platten untereinander sichergestellt.
Für die Aufnahme der Vertikalkräfte stehen zwei Laufrollenkonzepte zur Verfügung: Typ BPB-S
mit außen liegenden mitfahrenden, kugelgelagerten Laufrollen
und schweren Feldbahnschienen
(Abb.1 , Seite 12). Abbildung 1
(Seite 12) zeigt die Verstärkung des
Aufgabebereichs durch Prallträger.
Typ BPB-SF mit schweren feststehenden, gleitgelagerten Laufrollen aus dem Raupenfahrwerksprogramm, angeordnet unter den
Raupenketten (Abb. 16 und 17).
Unter dem Plattenband können
Reinigungskratzer eingesetzt werden, um abfallendes Rieselgut ohFörder-
leistung
Buckelplattenbänder Typ
BPB-S und
BPB-SF.
Abb. 18: Konstruktionsprinzip
„Samson Feeder“.
Panzerkettenförderer:
Bunkerabzug.
Abb. 17: Typ BPB-SF mit
festen Laufrollen.
Praxis & Technik
16
Praxis & Technik
17
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tenband, da eine Kette die Zugkraft übernimmt und Laufrollen
über Quertraversen, auf denen
der Gurt befestigt wird, die vertikalen Lasten aufnehmen (Abb.
1 , Seite 1 ).
Der Gurt wird somit als reines
Tragorgan genutzt, auf dem das
Schüttgut ruhend und damit verschleißarm gefördert wird. Gleichzeitig lassen sich mit diesem System
Abzugsbreiten bis zu 3.000 mm
realisieren, was insbesondere bei
schwer fleßenden Schüttgütern
von Bedeutung ist. Die glatte Oberflche des Gurtes ist zudem mittels
Abstreifer leicht zu reinigen. Er
eignet sich sowohl für feinkörniges
als auch grobkörniges Schüttgut
bis 30 mm und Förderleistungen
bis 600 m³/h. Für extrem stückige,
abrasive oder heiße Schüttgüter
sind solche Systeme aber nicht geeignet. Ein besonderer Vorteil liegt
in der „Überflr-Aufstellung“ bei
Kippstellen, das heißt auf teuren
Tiefbau/Betonbau kann verzichtet
werden (Abb. 19).
5. Austrag mit Schubboden
Schubböden eignen sich vorwiegend für den Austrag von fleßfä-
higen oder leicht kohäsiven Schüttgütern für kleine bis mittlere Korngrößen bis zirka 0 mm. Sie fiden
überwiegend in der Abfallentsorgung oder -verwertung Anwendung. Schubböden werden in Silos
mit flchen Böden eingesetzt und
bestehen aus mehreren nebeneinander liegenden Schubelementen,
welche durch Schubstangen über
Hydraulikzylinder hin- und herbewegt werden (Abb. 20).
Problematisch bei schwer fleßenden Schüttgütern ist, dass sich das
Schüttgut an der Stirnwandseite
ohne Auslauf verdichtet, was unter
anderem zu steigenden Antriebskräften führen kann. Für schwer
fleßende Fördergüter also keine
ideale Lösung! Es sei an dieser Stelle aber der Vollständigkeit halber
erwähnt, dass seitens AUMUND
keine Betriebserfahrungen für den
Einsatz von Schubböden mit schwer
fleßenden Schüttgütern vorliegen,
da die vorhandenen Siloböden
überwiegend für Holzschnitzel
und Austragsleistung bis 1 0 m³/h
eingesetzt wurden.
Abb. 20: Schubboden
mit Austragsschnecke.
Abb. 19: Beispiel
Kippstelle mit
Samson.
Praxis & Technik
1
Praxis & Technik
19
Der Austrag von Schüttgütern aus
Flachboden-Silos stellt besondere
Anforderungen an die verwendeten Austragsysteme und Silos.
Bei diesen Anwendungen sind daher einige Besonderheiten zu beachten, deren Vernachlässigung
schwer wiegende Konsequenzen
für die Betriebssicherheit der Anlagen haben kann.
Eine Reihe von Schüttgütern wie
Sekundärbrennstoffe in den verschiedensten Formen oder BypassStaub liegen in unterschiedlichen
Qualitäten vor. Auch wenn die
meisten Parameter auf den ersten
Blick sehr ähnlich sind, können
sehr unterschiedliche Fließeigenschaften vorliegen. Diesen muss bei
der Dimensionierung der Anlage
Rechnung getragen werden.
In diesem Artikel wird eines der
Austragsysteme für Flachboden-Silos, die hydraulische Umlaufschnecke, exemplarisch beschrieben und
vor dem eben erläuterten Hintergrund beurteilt.
Funktionsprinzip von Umlaufschnecken
Umlaufschnecken mit frei tragenden Schnecken sorgen in Flachboden-Silos für einen Zwangsaustrag von schwer fleßenden Produkten wie etwa REA-Gips, Klärschlamm, Bypass-Staub oder Tiermehl. Einfache Ausführungen mit
Gegenlagerung der Schnecke an
der Silo-Wand dienen auch der
Restentleerung von FlachbodenSilos mit frei fleßenden Schüttgütern.
Umlaufschnecken werden sowohl
in Stahl- als auch in Beton-Silos eingesetzt. Ihre Arbeitsweise setzt sich
im Wesentlichen aus zwei Bewegungsarten zusammen, die in Abbildung 1 dargestellt sind. Erstens
dreht sich die Schnecke um ihre
eigene Achse und fördert dabei
Schüttgut zur Silo-Mitte. Zweitens
wird die sich drehende Schnecke
im Umlauf bewegt, so dass über
den gesamten Silo-Querschnitt
ausgetragen wird.
Die Drehung der Schnecke ist hierbei eine zwingende Voraussetzung
für die Minimierung der auf die
Schneckenwelle wirkenden Lasten
bei der Umlaufbewegung.
Um möglichst gleichmäßig über
die gesamte Länge der Schnecke
Schüttgut abzuziehen, muss die
Kapazität der Schnecke in Förderrichtung immer größer werden.
Bei Geräten zur Restentleerung
von Silos, auch Fegeschnecken genannt, werden häufi Schnecken
mit konstantem Außendurchmesser und zur Silo-Achse hin zunehmender Steigung eingesetzt. Bei
frei tragenden Schnecken kann
sowohl die Steigung als auch der
Außendurchmesser zur Silo-Mitte
hin größer werden.
Bei Umlaufschnecken unterscheidet man zwei Arbeitsprinzipien,
die in Abbildung 2 grafich veranschaulicht sind.
Die linke Seite der Abbildung zeigt
eine Schnecke, die sich in Richtung
ihrer Umlaufbewegung dreht. Die
Umlaufbewegung wird somit von
der Drehung der Schnecke unterstützt. Die rechte Seite stellt
die gegenläufie Austragung dar,
wobei eine deutlich größere Vorschubkraft benötigt wird. Bei vielen Schüttgütern, insbesondere bei
Sekundärbrennstoffen, können
Fremdkörper häufi nicht ausgeschlossen werden. Die gegenläufie Austragvariante vermindert
das Risiko, dass sich Fremdkörper
unter der Schnecke verkeilen.
Die Ausführungen der Schnecken
sind so vielfältig wie die auszutragenden Schüttgüter. Abbil dung 3 zeigt
eine gezähnte
Schnecke mit
vielen kleinen
Öffnungen in
der Wendel, wie sie für Tiermehl
eingesetzt wird. Diese haben einen selbstreinigenden Effekt und
beugen so einem Zuwachsen der
Wendel vor. Ihr Werkstoff ist mit
Hardox 00 vergleichbar. Bei besonders abrasiven Schüttgütern
können die Zähne zusätzlich mit
Panzerungen versehen werden.
Die Weiterentwicklung der Schnecken erfolgt weitestgehend empirisch, daher sind die Abmessungen je nach Hersteller sehr
unterschiedlich. Deshalb werden
von verschiedenen Anbietern für
dieselbe Aufgabe sehr unterschiedliche Lösungsansätze verfolgt. Insbesondere werden Schnecken mit
großem Durchmesser und niedriger
Drehzahl oder aber mit kleinem
Durchmesser und hoher Drehzahl
empfohlen.
Fließverhalten beim Einsatz von Umlaufschnecken
und wichtige Aspekte beim
Flachbodenaustrag
Wie bereits erläutert, sollten
Schnecken so konstruiert sein, dass
gleichmäßig über den gesamten Silo-Radius Schüttgut aufgenommen
wird. Unabhängig von der Konstruktion der Schnecke wird direkt
an der Silo-Wand kein Schüttgut
aufgenommen, weil auf Grund von
Fertigungstoleranzen der Silos sowie der Körnung der Schüttgüter
einige Zentimeter Wandabstand
Hydraulische
Umlaufschnecken
Austrag schwieriger Schüttgüter aus Flachboden-Silos:
Sekundärbrennstoffe und Bypass-Staub
von Dipl.-Ing. Michael Roth
Dipl.-Ing. Michael Roth referiert beim
17. Schüttgut-Tag in Wiesbaden (19.–
20.6.2008) zum Thema „Silo-Austrag
schwieriger Schüttgüter“.
Abb. 2: Arbeitsprinzipien von Umlaufschnecken
Abb. 3: Schneckenbaum für Tiermehl.
Abb. 4: Umlaufschnecke für
REA-Gips.
Abb. 1: Bewegungsarten
von Umlaufschnecken.
Abbildungen: AGRICHEMA GmbH & Co. KG
Praxis & Technik
20
Praxis & Technik
21
eingehalten werden müssen. Au-
ßerdem wird im Zentrum des Silos
kein Schüttgut ausgetragen, weil
dort ein feststehender Einbau – je
nach Gerätetyp meist mit ein bis
zwei Metern Durchmesser – zur
Montage der Antriebs- oder Getriebeeinheiten sitzt. Weiterhin darf
die erste Wendel an der Silo-Wand
ein bestimmtes, je nach Schüttgut
unterschiedliches Volumen nicht
unterschreiten, da sonst ein Verkeilen von größeren Partikeln oder
bei kohäsiven Schüttgütern ein
Verstopfen der Wendel die Folge
sein könnte.
Um die oben geforderte gleichmä-
ßige Austragung über die Schneckenlänge zu erreichen, muss der
Volumenzuwachs im nächsten Längenabschnitt der Schnecke genau
dem Volumen des ersten Längenabschnittes entsprechen. Da dies
bei Schnecken bis zehn Metern
Länge zu ungeheuren Dimensionen führen würde, werden häufi Schnecken gefertigt, die in der
Nähe der Silo-Wand pro Längeneinheit signifiant mehr Schüttgut
abziehen als näher an der Silo-Achse. Oberhalb der Schneckenspitze (nahe der Silo-Wand) entsteht
somit eine sich nach oben erweiternde Fließzone. Das Silo ist also
für eine exzentrische Entleerung
auszulegen.
Erschwerend kommt hinzu, dass die
Fließzone von vielen weiteren Faktoren abhängt und sowohl in ihrer
Geometrie als auch in ihrer Position
zeitlich variabel ist. Die Schlussfolgerung hieraus sind zeitlich variable Lasten auf die Silo-Wand, die als
solche in der Berechnung des Silos
zu berücksichtigen sind.
Je größer die Austragleistung und
je langsamer die Umlaufgeschwindigkeit, umso stärker prägt sich die
Fließzone aus, wobei zwischen den
verschiedenen Schüttgütern große
Unterschiede vorhanden sein können. Wenn die Umlaufbewegung
bei laufendem Austrag nicht mehr
ausgeführt wird, kann dies bis zur
Bildung eines stabilen Schachtes
im Silo führen, bei dessen Einsturz
nicht zu berechnende Kräfte auftreten, die Anlagenteile beschä-
digen können. Daher sollte die
Umlaufbewegung der Schnecken
stets überwacht werden.
Abhängig von Silo-Durchmesser,
Austragleistung und Schüttgut werden bei den hier abgebildeten Systemen Umlaufzeiten zwischen 30
Minuten und mehreren Stunden erreicht. Varianten mit Doppelschnecke (wie auf Abbildung zu sehen)
erlauben den Einsatz von Schnecken
mit kleineren Durchmessern, die
dann wiederum schneller im Umlauf gefahren werden können. Die
Ruhezeiten des Schüttgutes können
dadurch verringert werden.
Untersuchungen haben gezeigt,
dass bestimmte Qualitäten von
Bypass-Staub schon nach wenigen Stunden eine so hohe Zeitverfestigung aufweisen, dass die
kritischen Auslaufweiten oberhalb der üblichen Silo-Durchmesser liegen können. Deshalb wird
das Schüttgut in vielen Fällen im
Umlauf gefördert, wenn es gerade
nicht benötigt wird.
Vorteile hydraulischer
Umlaufschneckensysteme
Die meisten Umlaufschnecken arbeiten mit Elektromotor und Getriebe. Ein zweiter Motor sorgt
dabei für die Umlaufbewegung
der Schnecke. Hydraulische Systeme sind technisch etwas aufwändiger, bieten aber auf Grund ihres
Funktionsprinzips einige Vorteile,
insbesondere im Bereich sehr kohäsiver Schüttgüter.
Die Vorschubeinrichtung für den
Umlauf der Schnecke kann mit
Öl aus dem Rücklauf des Hydraulikmotors betrieben werden. Dadurch ist sichergestellt, dass bei
fehlender Drehung der Schnecke
keine Umlaufbewegung ausgeführt wird; es bedarf also keiner
steuerungstechnischen Maßnahme
zur Sicherung.
Ein weiterer Vorteil hydraulischer
Systeme ist die Unabhängigkeit
von Vorschubkraft (Öldruck) und
Vorschubgeschwindigkeit (Ölvolumenstrom). Man kann daher
flxibel auf die Anforderungen
einer Austragung reagieren. Eine
kleine Austragleistung eines stark
verfestigten Schüttgutes aus einem
großen Silo erfordert beispielsweise eine große Vorschubkraft, aber
nur eine kleine Vorschubgeschwindigkeit der Schnecke. Solche Aufgaben lassen sich optimal mit der
Hydraulik lösen.
Besonders beim Anfahren von Umlaufschnecken sind sehr hohe Drehmomente an der Schneckenwelle
erforderlich. Elektrische Systeme
müssen auf diesen Fall hin ausgelegt sein. Es werden daher sehr
große Elektromotoren installiert,
um die hohen Anfahrmomente zu
erreichen. Bei hydraulischen Umlaufschnecken kann über Ratschensysteme und eine entsprechende
mechanische Kraftübersetzung mit
kleineren Antrieben gearbeitet
werden, weil mit einem Hydraulikaggregat durch Reduzierung des
Volumenstroms ein höherer Druck
und damit eine höhere Kraft erreicht werden kann. Der kleinere
Volumenstrom mit höherem Druck
ist für die langsame Freisetzbewegung der Schnecke ausreichend
und erfolgt automatisch ohne Eingriff der Steuerung.
Das Freisetzen regelt sich alleine
über Druckbegrenzungsventile, die
das Öl umleiten, sobald der Öldruck
im Zulauf des Hydraulikmotors
infolge des großen Widerstandes
des Schüttgutes einen bestimmten Wert übersteigt. Mechanische
Sicherheit wird dadurch erreicht,
dass in diesem Betriebszustand kein
Vorschub der Schnecke stattfidet,
weil im Rücklauf des Hydraulikmotors kein nennenswerter Ölvolumenstrom vorhanden ist.
Wie in Abbildung 6 dargestellt,
kann mit einer einzigen Antriebseinheit aus mehreren Silos abwechselnd ausgetragen werden.
Das spart Investitionskosten, insbesondere im Bereich der Signalverarbeitung. Ist ein Austrag aus
mehreren Silos gleichzeitig vorgesehen, muss die entsprechende
Anzahl Hydraulikaggregate eingesetzt werden.
Eine weitere Eigenschaft hydraulischer Umlaufschnecken ist die
Ein- und Ausschaltung der Austragung über Hydraulikventile,
da die Einschalthäufigkeit von
Elektromotoren begrenzt ist, während Hydraulikventile sehr große
Schalthäufikeiten erlauben. Der
Hauptantrieb des Hydraulikaggregates bleibt dabei in Betrieb. Dieser
Vorteil ist insbesondere dann von
Bedeutung, wenn aus großen Silos
kleine Leistungen abgezogen werden sollen. Alleine aus der Größe
der Silos ergeben sich Schnecken
mit großen Durchmessern. Um
eine zuverlässige Umlaufbewegung im Silo ausführen zu können, sind Mindestdrehzahlen der
Schnecke erforderlich, wodurch
es sich schwierig gestaltet, kleine Leistungen kontinuierlich aus
großen Silos auszutragen. Häufi
wird dann mit kleinen Zwischenbehältern gearbeitet, die in kurzen
Zeitintervallen nachgefüllt werden, wofür hydraulische Systeme
besonders geeignet sind.
Zusammenfassung
Umlaufschneckensysteme sind für
viele Anwendungen eine gute
Lösung zum Austragen schwieriger
Schüttgüter aus Flachboden-Silos.
Einige tausend Anlagen zeugen
von den guten Erfahrungen mit
diesen Geräten. Es ist wichtig, dass
die statische Berechnung der Silos
für einen exzentrischen Austrag
erfolgt und die Besonderheiten
des Austragsystems nicht vernachlässigt. Zeitlich variable Lasten auf
die Silo-Wand sind entsprechend zu
berücksichtigen. Dazu müssen auch
die Eigenschaften der Schüttgüter
einbezogen werden. Die einschlä-
gigen Normen zur Silo-Auslegung
gehen darauf ein.
Selbst wenn die einfach zu bestimmenden Schüttgutdaten auf den
ersten Blick ähnlich sind, kann eine
schüttguttechnische Untersuchung
der Fließeigenschaften durchaus
überraschende Ergebnisse hervorbringen. Die Hersteller von Austraggeräten müssen immer wieder
Anlagen für Schüttgüter auslegen,
mit denen kaum praktische Erfahrungen vorliegen, so dass diese
Ergebnisse sehr hilfreich bei der
Dimensionierung sein können.
Abb. 6: Ein Hydraulikaggregat treibt mehrere Umlaufschnecken an.
Abb. 5: Umlaufschnecke ROTOSTAR von AGRICHEMA.
22 23
Industrie-Report Industrie-Report
Neue
Leistungsdimensionen
Hochleistungspendelbecherwerke immer gefragter
Bisher wurden Pendelbecherwerke
im industriellen Einsatz hauptsächlich zur Verteilung recht geringer
Fördermengen (beispielsweise auf
Silo-Reihen oder Verpackungsmaschinen) eingesetzt. Aufgrund
der vielen beweglichen Teile ist
die Fördergeschwindigkeit eines
Pendelbecherwerks relativ gering
(0,1 bis 0,3 m/s). So sind größere
Fördermengen nur über großvolumige Becher zu erzielen. Dadurch
ergeben sich folgende Herausforderungen:
Großvolumige Kunststoffbecher
lassen sich nicht mehr zu wirtschaftlich tragbaren Bedingungen
herstellen. Die daraus resultierenden Stahl- oder Edelstahlbecher
sind sehr schwer. Es müssen hohe Totlasten bewegt werden. Die
Zugketten der Pendelbecherwerke werden extrem belastet. Ein
stabiler und zuverlässiger Kippmechanismus für die Pendelbecher ist erforderlich. Das Hochleistungspendelbecherwerk muss
zu einem marktfähigen Preis herstellbar sein.
Das Zugkettenproblem konnte
schnell gelöst werden: Das Unternehmen NERAK setzt traditionell auf seine Gummiblockkette
mit einvulkanisierten Stahlseilen
als Zugträger. Diese arbeitet sehr
leise, ohne Schmierung, nahezu
wartungsfrei und vor allen Dingen ohne eine signifiante Längendehnung.
Gerade bei großen Förderleistungen sind auch dementsprechende
Förderwege zu berücksichtigen:
Bei den traditionellen Stahlketten
ergeben sich vor allem in Verbindung mit dem Staub abrasiver Fördergüter oft ausgeschlagene Kettenaugen, die Teilung der Becher
untereinander stimmt nicht mehr,
Betriebsstörungen und schwerwiegende Schäden sind kaum noch
zu vermeiden. Diesen möglichen
Problemen geht man mit einer
Gummiblockkette, die vom inneren Aufbau einem Transportband mit Stahlcordeinlage sehr
ähnelt, von vornherein aus dem
Wege. Zur Leistungsübertragung
– vor allem bei langen vertikalen
Förderstrecken – wurde die Gummiblockkette /100 entwickelt:
Mit einer Bruchkraft von 232 kN
stellt diese einen neuen Rekordwert auf.
Wie bei anderen Baureihen wollte
NERAK auch beim neuentwickelten PB 00 nicht auf die Lagerung
der Becher mit Kugellagerung verzichten: Diese Lösung ist zwar aufwändig, sorgt aber für ein defniertes Kippen und hohe Betriebssicherheit. Um eine größtmögliche
wiederholbare Becherqualität zu
gewährleisten, werden die Becher in Eigenfertigung mit einem
Schweißroboter hergestellt.
Eine völlige Neuentwicklung stellt
auch der Kippmechanismus an den
Abgabestationen dar. Auch hier
legte man höchsten Wert auf die
Betriebssicherheit. Zudem ist es bei der Neuentwicklung möglich,
die Kippvorrichtung
auf beiden Seiten der Anlage anzubringen, ohne dass eine Änderung der Förderrichtung erforderlich wäre.
Mit der Entwicklung der Baureihe
PB 800 hat NERAK völlig neue Anwendungsfelder für den Einsatz
von Pendelbecherwerken erschlossen. So wird eine Anlage mit einer
Förderleistung von t/h, einer
Höhe von zirka 30 m und einem
horizontalen Förderweg von über
0 m in der Schwerindustrie zum
Transport von Möller, Kalkstein
und Eisenspänen eingesetzt. Weitere arbeiten beispielsweise in der
Zucker-, Baustoffidustrie und zur
Beschickung diverser Verpackungslinien für Waschpulver. Hier sind
Anlagen mit einem horizontalen
Förderweg von über 0 m und 1
Kippstationen im Einsatz.
Stabile kugelgelagerte Becheraufhängungen und die Gummiblockkette
als Zugträger sorgen für einen sehr hohen Anlagenverfügungsgrad.
Spannstation eines Pendelbecherwerkes für den Weißzuckertransport. Abbildungen: NERAK
GmbH Fördertechnik
PB 800 zum Quarz-Transport
mit einem Förderweg von
über 70 m.
Umlenkstation
in Schwerlastausführung.
Antriebsstation. PB 800 mit Bechern aus Schleißstahl.
2 2
Elliptisches Vibrationssieb am beliebtesten
Neue Partnerschaft: Vibrations-Fördergeräte aus Frankreich
Industrie-Report Industrie-Report
Die Con-Tec GmbH in Saarbrücken
hat seit dem 1. Januar 200 die
Deutschland-Vertretung der Firma
SINEX-INDUSTRIE aus dem franzö-
sischen La Couronne übernommen.
Letztere ist einer der größten Hersteller von Vibrations-Förderern,
Transport- und Siebmaschinen und
in Frankreich Marktführer in diesem Bereich.
Seit seiner Gründung im Jahre 192
entwickelt und verbessert SINEX
ständig seine Geräte, von denen
zahlreiche patentiert wurden. Das
Unternehmen verfügt über ein
komplettes Programm im Bereich
der Vibrationsgeräte, wovon das
elliptische Vibrationssieb eines der
beliebtesten ist.
Diese Siebmaschinen werden meistens mit einer Neigung von zirka
1 ° installiert. Je nach Anwendung
sind die Siebe offen oder mit einer
festen Abdichtungseinhausung
ausgestattet, die mit Schrauben
und Muttern oder Schnellverschlüssen versehen ist. Die Maschinen
verfügen über verschiedene Auslaufschurren. Je nach Produktgruppe können diese in Normal- oder
Edelstahl hergestellt werden .
Die Vibration wird mittels eines
zentralen Vibrationsmotors erzeugt, der eine elliptische DreiWege-Vibration generiert. Diese
Erregerform verleiht den SINEXSieben eine sehr große Effektivität
und verringert somit wesentlich die
Gefahr des Besatzes, wie wir es bei
den klassischen Sieben kennen.
Diese Geräte können mit ein, zwei
oder drei Siebebenen ausgeführt
werden. Die Siebeinlagen sind
sehr leicht auszutauschen und mit Lochblechen oder Gewebeeinlagen
ausgestattet. Sie können mittels
verschiedener Elemente gelagert
werden: Federn, Kolben, SandowsAufhängungen, Druckfederlagerung und Pneuride.
Das Standardprogramm umfasst
eine Vielfalt von Abmessungen,
doch können auch in Zusammenarbeit mit Kunden spezifiche Geräte entwickelt werden, die an den
individuellen Bedarf angepasst
werden. Die theoretischen Ergebnisse dieser Zusammenarbeit können im SINEX-Technikum auf ihre
praktische Tauglichkeit überprüft
werden, um im Vorfeld einer Investition größtmögliche Sicherheit in
die vorgeschlagenen Lösungen zu
vermitteln.
Neben den seit vielen Jahren bewährten Standardhauben (halbrunde Abdeckhauben mit zwei
geraden Schenkeln) hat die Firma
Achenbach GmbH eine ganz neue
Haubenform entwickelt: die ARENA-Haube, die in ihrer Silhouette
an eine Fußball-Arena erinnert.
Der Newcomer ist wegen seines
geringeren Gewichts und des
flcheren Aufbaus besonders für
enge Einbau-Situationen geeignet.
Dabei können die geraden Schenkel individuell angefertigt werden
– sowohl von der Länge als auch
von der Neigung her. Und das für
nahezu alle Bandbreiten.
Achenbach ist der weltweit einzige Hersteller von bombierten
Schutzhauben
in vier unterschiedlichen Wellprofien. Verschiedene Möglichkeiten
für Öffnung/Insektion sowie unterNetterVibration erweitert dieses
Jahr sein Produktprogramm um ein
weiteres Fördersystem. Herkömmliche Vibrationsfördersysteme arbeiten nach dem Wurfprinzip, bei
dem das Produkt leicht angehoben
und einer Wurfparabel folgend
nach vorne „geworfen“ wird. Bei
dem LineDrive-Förderprinzip gleitet das Material auf dem Fördertrog. Dies wird durch einen Druckluft-Linearantrieb ermöglicht.
Das Fördersystem LineDrive dient
der schonenden horizontalen
Förderung von Schüttgütern. Die
flche Bauweise (6, cm Höhe des
Schonende Förderung
des Schüttguts
Antriebes) ermöglicht den Einsatz
auch unter beengten Platzverhältnissen. Die Förderleistung lässt sich
durch Regelung der Druckluft an
die spezifichen Eigenschaften des
Fördergutes anpassen.
Fördersystem Serie LineDrive von
NetterVibration.
Abbildung: Netter GmbH
Schutzhaube für enge
Einbausituationen
schiedliche Befestigungssysteme
runden die Produktpalette des
Spezialisten ab.
Elliptisches Vibrationssieb von
SINEX-INDUSTRIE. Abbildungen:
Con-Tec GmbH
Elektromechanischer SINEXVorbehälter mit Vibrationsaustragsrinne und Sieb.
26
Industrie-Report
Reibungsloses
Material-Handling
Praxis & Technik
Längst haben energieintensive
Industrien in Zentraleuropa das
Kosteneinsparungspotenzial von
Ersatzbrennstoffen (EBS) erkannt.
Die rasante Nachfrage an EBS und
der Bau teils überdimensionaler
Verwertungsanlagen in Deutschland und Österreich belegen dies.
Gleichzeitig tauchen mit den EBS
aber auch neue Herausforderungen
in der verfahrenstechnischen Auslegung von Schüttgutanlagen auf,
da diese Stoffe in der Regel schwer
fleßfähig sind.
Fließtechnisch relevante Eigenschaften wie Stückigkeit, Materialzusammensetzung und Feuchtigkeit sind in der Regel stark schwankend. Auf Grund der langfristig
nicht genau planbaren EBS-Versorgung ist es generell ratsam Schüttgutanlagen so zu konzipieren, dass
sämtliche am Markt verfügbare
Fraktionen der Verbrennung zugeführt werden können.
Geschlossene Bunker und Silo-Systeme werden daher häufi bereits
bei der Projektierung ausgeschlossen. Eine Folge schlechter Umsetzungen der Vergangenheit. Doch
gerade Silos haben einen entscheidenden Vorteil gegenüber der
Lagerung in Hallen mit Kran oder
Schubbodenlösungen.
Als Spezialist für komplexe Schüttgüter und Anwendungen und Pioniere im Handling von EBS in
geschlossenen Schüttgutanlagen hat das österreichische Unternehmen Geroldinger
ein EBS-Silo entwickelt,
mit dem bis zu 00 m³
von kaum fleßfähigen EBS-Fraktionen betriebssicher gepuffert,
ausgetragen und der Verbrennung präzise zugeführt werden
können.
Im Vergleich zur Hallen- oder
Schubbodenlagerung bietet das
EBS-Silo den höchsten Automatisierungsgrad, die höchste Betriebssicherheit und die geringsten Lebenszykluskosten. Dies erklärt sich unter anderem aus dem
Umstand, dass durch den hohen
vertikalen Druck im EBS-Silo bei
gleichem Nutzvolumen etwa die
doppelte Menge EBS gelagert werden kann.
Fallstudie
Schüttgüter/Eigenschaften und
technische Probleme: Müllfraktion
EBS sehr grob geschreddert, Korngröße 30 mm, flchige Teile 0 x 0
mm, Überkornlänge <1 0 mm.
Aufgabenstellung/Anwendung:
Silo-Lagerung (110 m³) und Zuführung nicht fleßfähiger Müllfraktion zur Verbrennung.
Realisierung einer neuen Linie zur
Verbrennung von Ersatzbrennstoff.
Die Schüttgutlogistik-Anlage von
Geroldinger, welche von einem
bauseitigen Förderband den EBS
übernimmt, puffert und diesen
an der Liefergrenze vordosiert
zwei Bandwaagen zuführt, löst
diese Aufgabe betriebssicher. Im
MULTIGON, einem achteckigen
Silo-System, werden 110 m³ grob
geschredderter EBS gepuffert und
durch den patentierten Balkenaustragboden OSZILLOMAT zuverlässig ausgetragen.
Das Silo kann über die gesamte Höhe von
10 m über dem Austragsystem befüllt werden. Das gesamte Nettovolumen steht real
zur Verfügung. Unter dem Balkenaustragboden OSZILLOMAT wird das aufgelockerte
Material durch einen Schneckenboden mit
einer Förderleistung von 0, bis to/h (über
den gesamten Schüttgewichtsbereich) den
beiden Dosierbandwaagen zugeführt.
Lösung
Zur Pufferung grober Müllfraktion in Silos
(mit großen Schütthöhen) war bisher keine
betriebssichere, vollautomatisierte Verfahrenstechnik verfügbar. Die mechatronische
Anlage von Geroldinger puffert vertikal und
in einem geschlossenen System. Gegenüber
einem Schubbodenbunker oder Hallenlagerung ergeben sich markante Vorteile, wie
• geringere Kosten auf Gesamtnutzungszeit
durch 100% Automatisierungsgrad (Personalkosten, Radlader, Energiekosten),
• Präzise Vordosierung zur betriebssicheren
Versorgung des Verbrennungsprozesses und
Platzersparnis,
• EBS ist vor Wetterbedingungen geschützt
(Niederschlag, Frost),
• Minimierung der Geruchsbelästigung
und keine Verschmutzung des Betriebsgeländes.
Hohen Wirkungsgrad und Verfügbarkeit
sichert die Schüttgutlogistik-Anlage selbst
für diese sehr grobe Müllfraktion. Mit der
minimalen Aufbereitung des EBS verbinden
sich weiter Kosteneinsparungen.
Eckdaten des Lieferumfangs:
MULTIGON: Glattwand-Silo mit
achteckigem Querschnitt und 110 m³
Nutzvolumen.
OSZILLOMAT: Balkenaustragboden für
zuverlässige Austragung.
Mehrfachschneckenboden für
Vordosierung und Zuführung an zwei
Dosierbandwaagen.
Kaum fleßfähige Ersatzbrennstoffe in geschlossenen
Schüttgutanlagen
von Gottfried Zinkl
Verfahrensschema
eines EBS-Silos.
Abbildung:
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2
Industrie-Report
Bunkeraustrag-
schnecken
Sichere Austragung von nicht oder schwer fleßenden
Schüttgütern
29
In vielen Industriezweigen nimmt
die Silierung einen immer größeren
Stellenwert ein. Gilt es doch oft
größere Mengen, sei es als Rohstoff für die Weiterverarbeitung
in der Industrie oder als
Brennstoff für
Feuerungsanlagen, sicher
zu bevorraten.
Für diese Aufgabenstellung eignen sich besonders Rund-Silos. Sie werden in der Regel in Beton
oder Stahl ausgeführt. Da das in
den Silos lagernde Material in fast
allen Fällen zur Verdichtung neigt,
ist eine Austragung nur mit einer
mechanischen Räumeinrichtung
möglich. Hier hat sich die Bunkeraustragschnecke aus dem Hause
TAF – Thermische Apparate Freiberg GmbH für nicht oder schwer
fleßende Schüttgüter bewährt.
Im Zentrum der Silos wird eine
rotierende TAF-Bunkeraustragschnecke montiert. Die
Schneckenwelle ist
mit Reißzähnen bestückt, die
die Aufgabe haben, das verdichtete Material abzufräsen. Hierdurch bildet sich ein Materialtunnel, so dass die Schneckenwelle
nur durch die Vorschubkraft des
Vorschubantriebes belastet wird.
Das nun aufgelockerte Material
fällt in die Schneckenwelle und
wird zur Silo-Mitte dem Ausfall
zugeführt.
Über einen Vorschubantrieb wird
die Schneckenwelle um die SiloAchse rotierend vorwärtsbewegt
und fräst hierbei den gesamten
Silo-Qerschnitt ab. Bei diesem Austragprozess werden die sich im
Silo bildenden Materialbrücken
zerstört und ein sicherer Austrag
gewährleistet.
Die Bunkeraustragschnecken werden in verschiedenen Baugrößen
hergestellt und eignen sich für den
Einsatz in Silos von 3.000 mm bis
22.000 mm Durchmesser. Die Silo-Höhe ist abhängig von dem zu
lagernden Material und dem SiloDurchmesser. Als Richtwert für die
maximale Silo-Höhe kann 2 bis 2,
x Silo-Durchmesser angesetzt werden. Die Austrageleistung ist über
einen Frequenzumformer stufenlos
regelbar und kann je nach Material
1 bis 30 m3/h betragen.
TAF-Bunkeraustragschnecken können zur Silo-Austragung von folgenden Produkten eingesetzt werden: Bioabfall, Ersatzbrennstoffe,
Filterstaub, Getreide, Holzhackschnitzel, Hobelspäne, Holzstaub,
Hülsenfrüchte, Kompost, Säge- und
Tiermehl, zerkleinertes Altholz und
Teppichboden sowie zerkleinerte
Plastikabfälle und Rinde. Für alle
diese Produkte kann ein sicherer
Austrag garantiert werden.
Wurden früher Feststoff-Silos und -Lager in der Regel durch
einfache Grenzwertschalter überwacht, sind heute zunehmend kontinuierlich messende Systeme gefragt. Dadurch
ist in vielen Branchen eine bewusstere Rohstoffverwaltung
möglich, die letztendlich zu niedrigeren Lagerkosten führt.
Für Anwendungen in der Schüttgutindustrie entwickelte
die KROHNE Messtechnik GmbH & Co. KG daher eine zuverlässige Lösung für die Bestandsmessung von Pulvern
und Schüttgütern. Das neue FMCW-Radar-MessgerätOPTIWAVE 6300C beruht auf mehr als 20 Jahren Erfahrung und
besitzt eine spezielle Antenne,
die auch die typisch unebenen
Oberflchen in Silos erkennt.
Dank der großen Dynamik des
Gerätes, dem hervorragenden
Wirkungsgrad der Antennen
sowie dem FMCW-Verfahren
ist keine besondere Vorrichtung
nötig, um die Antenne auszurichten. Die Installation gestaltet sich also denkbar einfach.
Staub oder Ablagerungen
beeinflussen die Messungen
nicht, da die neuen Tropfenantennen anhaftungsneutral
sind. Zudem besitzen sie eine
hervorragende Richtcharakteristik (2° Abstrahlwinkel). Da die Messung berührungslos erfolgt, sind Aufwendungen für die Instandhaltung äußerst gering.
Der Anwender kann unter mehreren Werkstoffen und
Antennengrößen wählen. Die Tropfenantenne mit ellipsoidaler Form ist in den Nennweiten DN 0 (Werkstoff:
PP oder PTFE) und DN 1 0 (Werkstoff: PP) erhältlich. Die
Edelstahlvariante steht in den Nennweiten DN 0 bis
DN 1 0 zur Verfügung. Je nach Werkstoff sind Anwendungstemperaturen bis zu 200 °C und Drücke bis zu 0
bar möglich. Selbst in Silos mit einer Höhe von bis zu 0
Metern misst der OPTIWAVE 6300 C noch zuverlässig.
Das neue Füllstandmessgerät fidet seine Anwendung
überall dort, wo Anwender eine wartungsfreie und zuverlässige Ermittlung des Füllstandes fordern. Dies sind
zum Beispiel Silos, Bunker, Lagerbehälter oder Bandförderer in der Zementindustrie, im Bergbau, der Eisenund Stahlindustrie, der chemischen Industrie oder in der
Papierbranche und in Kraftwerken.
Bunkeraustragschnecke, installiert
innerhalb einer Prozesskette.
Bunkeraustragschnecke BAS.
Abbildungen: TAF
– Thermische Apparate Freiberg
GmbH
Silo-Anlage bestehend aus drei
Silos (Ø 12 m Höhe 22 m) für
Holzhackschnitzel (Alt-, Nassund Trockenholz).
Neues FMCW-
Radar-Messgerät
Zuverlässige Ermittlung von
Füllständen in Feststoffanwendungen
OPTIWAVE 6300.
Abbildung: KROHNE
Messtechnik GmbH
& Co. KG
Lagersilos
Mischsilos
Homogenisiersilos
Mehrkammersilos
Einstecksilos
Explosionsgeschützte Silos
Tanks, Container, Behälter
High Quality Silo Solutions
Storage Solutions