Lockern und Lösen von Schüttgütern

← Zurück zum Know-how Center

Wirkungsweise

Außenrüttler werden auch zur Auflösung von Materialstockungen in Silos oder anderen Behältern eingesetzt, in denen Schüttgüter (z. B. Sand, Kalk, Zement, Kohle, Getreide usw.) vor ihrer Weiterverarbeitung aufbewahrt werden. Durch die vom Außenrüttler erzeugte Vibration wird die Reibung zwischen den Materialteilchen verringert und die Adhäsionskräfte zwischen Silowand und Schüttgut werden überwunden.

Es gibt zwei Arten von Materialstockungen: Brückenbildung und Schachtbildung.

Brückenbildung

Von Brückenbildung spricht man, wenn sich das Schüttgut im Auslauftrichter so verkeilt hat, dass es nicht mehr von selbst abfließen kann und eine so genannte „Schüttgutbrücke“ entsteht. Innere Reibung, Korngröße, Kornform und Feuchtigkeitsgrad des Schüttgutes sowie der Gleitwiderstand zwischen Schüttgut und Trichterwand, Behälter und Trichterform beeinflussen die Brückenbildung.

Schachtbildung

Von einer Schachtbildung spricht man, wenn die Adhäsionskräfte des Schüttgutes an der Behälterwand so groß sind, dass sich das Material von der Wand zur Mitte des Behälters hin so aufbaut, dass nur noch die über dem Austritt stehende Materialsäule abgezogen werden kann. Dadurch wird die Kapazität des Silos ständig verringert. Die Schachtbildung wird beeinflusst von der Oberflächenbeschaffenheit der Behälterinnenwand und dem Zustand des Schüttgutes.

Auswahl der Außenrüttler

Eine genaue Berechnung der notwendigen Fliehkraft beim Lockern und Lösen ist im Einzelfall nicht notwendig. Es gibt eine Vielzahl von Erfahrungswerten, die den Zustand und die Eigenarten des Schüttgutes und des Silos berücksichtigen, wie Korngröße, Kornform und Feuchtigkeitsgrad des Schüttgutes und Größe, Inhalt, Form, Steifigkeit und Wandstärke der Auslauftrichter. Beim Lockern und Lösen werden Außenrüttler mit 3000 Schwingungen/min für feinkörnige Schüttgüter und mit 1500 Schwingungen/min für grobkörnige Schüttgüter eingesetzt.

Um Brüche an den Silowänden und andere Schäden an den Silos zu vermeiden, sollten Fliehkraft und Einschaltdauer so niedrig wie möglich gehalten werden. Anhaltspunkte für die Auswahl von Silorüttlern gibt die folgende Tabelle, die auf Erfahrungswerten basiert.

Befestigung des Außenrüttlers

Die Befestigung des Außenrüttlers am Silo ist ein wichtiger Punkt, sowohl für die Funktion des Außenrüttlers als auch für die Haltbarkeit des Silos. Der Außenrüttler darf nämlich auf keinen Fall direkt an der Bunkerwand oder am Auslauftrichter angeschraubt werden. Die Materialbeanspruchung an dieser Stelle wäre so groß, dass das Blech ausreißen würde. Außerdem wäre der Einfluss des Außenrüttlers nur auf eine sehr kleine Fläche begrenzt. Um diese Effekte zu vermeiden, muss am Silo eine Versteifung mit einer Befestigungsmöglichkeit für den Rüttler angebracht werden.

Der U-Stahl sollte je nach Größe des Trichters ein U 80 – U 100 sein und eine Länge von ca. 400 mm – 2000 mm haben. Es ist sinnvoll, das U-Profil bis auf die Querversteifung des Silos zu führen und mit diesem zu verschweißen. Der Außenrüttler wird senkrecht zur Achse des U-Stahls angebracht. Die Drehrichtung des Rüttlers sollte so sein, dass die Unwuchten sich bei seitlicher Betrachtung des Rüttlers an der Silowand von oben nach unten bewegen. Da der Rüttler gegen die starre Achse des U-Profils arbeitet, werden Silowand und Versteifung geschont und die vom Außenrüttler erzeugte Schwingung wird besser verteilt. Eine weitere Möglichkeit der Versteifung bei einem Behälter, Silo oder Bunker mit rundem oder rechteckigem Querschnitt ist das Anschweißen einer 15 mm – 200 mm starren Platte (s. Abb. 35). Diese Möglichkeit bietet sich besonders dann an, wenn mehrere kleine Rüttler angebracht werden, um Schachtbildungen im senkrechten Teil des Silos (s. Abb. 36) zu vermeiden.

Rüttler Abstimmung

Sind die Rüttler ausgewählt und die Anbringungsorte definiert, sollten auf jeden Fall die Rüttler auf das Silo abgestimmt werden. Dazu wird zuerst die Funktion der Rüttler überprüft. Um die korrekte Funktionsweise der Rüttler am Silo zu kontrollieren, gibt es zwei einfache Möglichkeiten: das Messen der Schwingungsbreite und das Messen der Stromaufnahme des Rüttlers. Ist die Schwingungsbreite, gemessen am Rüttler, größer als 1 mm und übersteigt die Stromaufnahme den angegebenen Nennwert, so versetzt der Rüttler die Silowand in zu große Schwingungen. Wenn die Versteifung ausreichend ist, kann die Ursache nur in der zu groß eingestellten Fliehkraft liegen.

Betrieb der Rüttler

Die Schraubverbindungen an den Befestigungen der Rüttler sollten kurz nach der Inbetriebnahme der Rüttler nachgezogen werden.

Die Rüttler dürfen nur eingeschaltet werden, wenn das Schüttgut abfließen kann, da sonst ein unerwünschter Verdichtungsvorgang eintritt. Eine sichere Möglichkeit, um das Verdichten abzuschließen, ist die Kopplung des EIN/AUS-Schalters des Rüttlers mit dem Verschluss des Silos. Um Schäden am Silo zu vermeiden, z. B. wenn sich die Rüttlerbefestigung gelockert hat oder Schweißnähte und Versteifungen gerissen sind, sollte jeder Rüttler über einen Motorschutzschalter gesichert sein.

Anwendungen

Silos, in denen sich Schüttgüter befinden, dienen nicht in allen Fällen nur der Aufbewahrung, sondern öfter auch dem Transport von Schüttgütern. Beim Transport z. B. in Silowaggons der Bundesbahn wird das Schüttgut durch die Erschütterungen während der Beförderung verdichtet und kann bei hoher Luftfeuchtigkeit zusätzlich noch verkleben. Das führt zu teuren Standzeiten am Zielort, da das Material zuerst mit Brechstangen oder ähnlichem Werkzeug zum Fließen gebracht werden muss. Durch den Einsatz eines Rüttlers wird dieses Problem gelöst. An jedem Waggon wird eine Halterung an der kritischen Stelle angebracht, an der der Rüttler beim Ausladen festgeschraubt wird, damit er den Auslaufvorgang unterstützt.

Eine andere Möglichkeit, Rüttler an Silos einzusetzen, ist die Benutzung von Austragshilfen und Austragsvorrichtungen. Austragshilfen sind Austragsschwingkörbe, -schwingkreuze oder -schwingroste. Der Vorteil dieser Art des Lösens ist, dass der Rüttler nicht direkt am Silo sitzt, sondern am Schwingkörper.

Austragsvorrichtungen bestehen aus einem Schwingkörper (Konus, Sieb, Rost) und werden durch einen außen angebrachten Rüttler in Schwingungen versetzt. Die gesamte Austragsvorrichtung schließt am Konus des Siloauslaufs an und ist gegenüber dem Silo schwingungsisoliert aufgehängt. Die Austragsvorrichtungen arbeiten als vibrierende Auslauftrichter, sie übertragen die vom Rüttler erzeugte Schwingung über den Rütteleinsatz auf das Schüttgut.

Häufige Fragen