Produktaustrag von Schüttgütern

Vibrationstechnische und mechanische Lösungen für anspruchsvolle Aufgaben

Der Produktaustrag von Schüttgütern aus Silos, Lagerbehältern, Big Bags oder Säcken stellt eine Herausforderung dar. Die Pulver, Mehle, Körner und Granulate müssen dem Produktionsprozess in einer bestimmten Menge und zum gewünschten Zeitpunkt zugeführt werden − ohne Qualitäts- einbußen oder Materialverluste. Hinzu kommen industrie-, schüttgut- und prozessspezifische Anforderungen.

WAM Vibrationsaustragsboden BA, in Industriehalle. Untere Ansicht von 2 Silos mit 3 Austragsböden. Ganz hinten Mitarbeiter mit Helm.
Vibrationsaustragsboden BA, einsetzbar in unterschiedlichsten Industriezweigen, auch in der Nahrungsmittelherstellung

Je nach Anforderung liegt der Fokus auf einem möglichst gleichmäßigen, schnellem, hochvolumigen, fein dosiertem oder vollständigem Produktaustrag. Besonders bei verderblichen Schüttgütern, z. B. in der Lebensmittelindustrie, ist ein Verbleib von Restmengen in Behältern problematisch, wenn sie nachfolgendes Material kontaminieren können. Soll ein bereits gemischtes Schüttgut ausgetragen werden, ist ein Entmischen zu unterbinden.

Fließfähigkeit entscheidend

Das vorrangige Kriterium bei der Auswahl der geeigneten Lager- und Austragetechnik ist die Fließfähigkeit des Produktes. Freifließende (kohäsionslose) Schüttgüter in Behältern können leicht, z. B. über Zellenradschleusen dosiert, ausgetragen werden. Auch Big Bags oder Sackware sind in diesem Fall unkompliziert. Denn die verpackten Schüttgüter sorgen bei richtiger Handhabung in den entsprechenden Vorrichtungen wie Big-Bag-Stationen und Sackschütten durch das Eigengewicht/ Schwerkraft selbst für eine vollständige Entleerung.

Bei kohäsiven Schüttgütern stellt sich die Situation schwieriger dar. Hier müssen spezielle Austragskomponenten oder Vorrichtungen verwendet werden, um das Material fließfähig zu halten. Dabei wird das Fließverhalten maßgeblich von Korngröße, Kornstruktur, Schüttdichte, Temperatur, Feuchtigkeit und dem Behältnis beeinflusst, in dem die Schüttgüter gelagert werden. Schwer fließende Schüttgüter oder solche, die zu Anbackungen oder zur
Verdichtung neigen, bilden sogenannte Brücken oder Schlote innerhalb von Silos und anderen starren Behältern.

Bei einer Brücke verdichtet sich das Material über dem Siloauslauf. Dadurch kann das darüber liegende Produkt nicht mehr abfließen. Bleibt das anbackende Material an der Silowand haften, fließt es bestenfalls noch durch einen „Schlot“ in der Mitte des Siloinneren ab. Darüber hinaus wirken verschiedene Faktoren auf das Fließverhalten ein: die Höhe des Behältnisses im Verhältnis zu seinem Durchmesser, dessen Querschnittsform, Größe und Form des Auslaufs sowie die Neigung des Entnahmetrichters. Je ungünstiger das Verhältnis Höhe/Durchmesser, desto schlechter fließt das Produkt ab. Zu kleine und eckige Ausläufe verschlechtern das Fließverhalten ebenso wie eine zu geringe Neigung des Entnahmetrichters.

Bei weichen Behältnissen wie Big Bags sammelt sich formbedingt bereits bei gut fließenden Schüttgütern viel Restmaterial in den Ecken und am Boden, wenn es an diesen Stellen nicht in Bewegung zu bringen ist. Anbackendes Material verbleibt zusätzlich noch an den Gewebewänden.

Vielzahl an Lösungen

WAM bietet vibrationstechnische oder mechanische Austragshilfen, mit denen Schüttgüter aus weniger optimalen Behältnissen und/oder mit ungünstigen Fließeigenschaften ausgetragen werden können.

WAM, Rotationsaustragsboden für Silos
Für effizienten Austrag von Pulver und Granulate aus kleineren Behältern: Rotationsaustragsboden BINSWEEP

Austrag aus Silos, Vorrats- und Zwischenbehältern

Für diese Aufgabe kommen Vibrationsaustragsböden oder Rotationsaustragegeräte zum Einsatz. Bei ersterem wird mittels Vibrationsmotor ein an Behälter angebauter Austrageboden zum Schwingen gebracht. So wird Schüttgut zum Fließen angeregt und tritt aus der Auslauföffnung aus. Der BA von WAM besteht aus einem nahtlos geformten Konus aus Normalstahl oder Edelstahl, in welchem verschiedene Deflektoren in Abhängigkeit von dem auszutragenden Produkt einsetzbar sind. Die nahtlose Dichtmanschette aus SINT Polymerwerkstoff mit oben und unten integriertem Flansch verbindet den starren Behälter mit dem Vibrationsaustrageboden und verhindert Anhaftungen sowie den Staubaustritt in diesem Bereich. Die Anzahl der Aufhängungen zur Verbindung des Schwingbodens mit dem Silo sowie der angebauten elektrischen Vibrationsmotoren wird an die gegebene Geometrie sowie das eingelagerte Schüttgut angepasst. Aufgrund verschiedenster Größen und Ausstattungsvarianten kann der BA in den unterschiedlichsten Industriezweigen, auch in der Nahrungsmittelherstellung oder der chemischen Industrie zur Produktentleerung von Silos und Trichtern, verwendet werden.

WAM Schneckenaustragsböden
Schneckenaustragsböden der Baureihe MU eignen sich für den Austrag schwerfließender Medien

Während der Vibrationsaustrageboden den Trichter ersetzt, sitzt der Rotationsaustragsboden BINSWEEP unter einem Trichter. Mit dessen Hilfe können Pulver und Granulate effizienter aus kleineren Behältern ausgetragen werden, vorausgesetzt, es besteht eine nur geringe Materialsäule. Die kreisförmige Bodenplatte des an den Auslauf des Behälters bzw. Trichters geflanschten BINSWEEP Rotationsaustragegeräts ist mit zwei horizontalen, mittig fixierten, rotierenden Schaufelarmen ausgestattet, an deren Unterseite austauschbare Abstreifer angebracht sind, welche das Schüttgut über einen im Boden vorgesehenen Stutzen austragen. Ein Getriebemotor treibt die Austragsarme an.

Während der Vibrationsaustrageboden den Trichter ersetzt, sitzt der Rotationsaustragsboden BINSWEEP unter einem Trichter. Mit dessen Hilfe können Pulver und Granulate effizienter aus kleineren Behältern ausgetragen werden, vorausgesetzt, es besteht eine nur geringe Materialsäule. Die kreisförmige Bodenplatte des an den Auslauf des Behälters bzw. Trichters geflanschten BINSWEEP Rotationsaustragegeräts ist mit zwei horizontalen, mittig fixierten, rotierenden Schaufelarmen ausgestattet, an deren Unterseite austauschbare Abstreifer angebracht sind, welche das Schüttgut über einen im Boden vorgesehenen Stutzen austragen. Ein Getriebemotor treibt die Austragsarme an.

WAM Big-Bad Entleerstation. Rechteckiger Metallhalterung mit Big-Bag und in der Mitte der Konstruktion Entleerer.
Die Big-Bag-Entleerstation SBB ist für das Austragen kleinerer Einheiten konzipiert und für viele Industrien konfigurierbar

Austrag schwerfließender Medien

Ob Schlämme, Papierschnitzel, Holzschnitzel, Sägemehl oder Getreidemehl oder Kleien aus Mühlen: Viele Betreiber verwenden für den Austrag schwerfließender Medien Schneckenaustragsböden. Schneckenaustragsböden der Baureihe MU bestehen aus einem modularen Trog mit bis zu sechs Vollblattschneckenwendeln oder Paddelwellen, geflanschten Endlagereinheiten mit außen liegenden Lagern, integrierten nachstellbaren Wellenabdichtungen sowie verschraubten Trog-Endschilden. Der Auslaufschacht mit rechteckigem Querschnitt reicht über die gesamte Trogbreite. Die Lager sind mit Evolventenkeilwellenverbindungen in der mittelschweren bzw. Flanschwellenverbindungen in der schweren Version lieferbar. Des Weiteren sind MU Schneckenaustragsböden mit jeweils einem Getriebemotor pro Austragswendel oder mit einer Antriebseinheit inkl. Kraftübertragungen für mehrere Austragswendeln ausgerüstet.

Austrag bei kleinen Einheiten

Ist das Material in kleinen Einheiten wie Big Bags oder Säcken verpackt, kommen spezielle Austragshilfen zum Einsatz. Die Big-Bag-Entleerstation SBB von WAM besteht aus einem Stahlrahmen mit einem Aufsatztrichter, durch den das ausgetragene Material nach unten fällt. Dazu wird der bis zu 180 cm hohe Big Bag in ein Hebekreuz eingehängt und mittels Gabelstapler, Kran oder Kettenzug in der Haltevorrichtung des Rahmens platziert. Liegt der Big Bag sicher auf dem Trichter auf, kann der Auslaufstutzen  geöffnet werden und das Material fließt ab. Ein Aspirationsstutzen am Trichter sorgt dafür, dass eventuell entstehende Stäubeabgeführt werden können.

WAM, Austragsscheuse in Produktionshalle, zur Dosierung von Pulvern. Quadratischer, konisch zusammenlaufender Aufsatz unter dem ein Dosiergerät steht.
RVC ist einer von drei Typen von Austragschleusen zur Dosierung von Pulvern, feinkörnigen Materialien und Granulaten

Für Einweg-Big-Bags besitzt die Entleerstation eine Vorrichtung für das Einsetzen eines Schneidmessers, mit dem Big Bags bereits beim Einsetzen in den Trichter aufgeschnitten werden. Ist die Fließfähigkeit ungenügend, gibt es die Option, den Trichter mittels Vibrationsmotoren ins Schwingen zu bringen. Um selbst schwerstfl ießende Schüttgüter auszutragen, hat WAM ein System mit vier Walkpaddeln entwickelt, das den Big Bag von allen Seiten gleichzeitig, rotierend oder paarweise eindrückt und das Material im Inneren löst. Die Auswahl der Paddelsequenzen kann dabei individuell über die optionale Steuerung eingestellt werden. Die komplette Station ist in Normal- oder Edelstahl 1.4306 erhältlich – wahlweise auch nur die produktberührenden Teile. Wie von WAM gewohnt, gibt es darüber hinaus zahlreiche Konfi gurationsmöglichkeiten, um die SBB in der Bau- und Betonindustrie, der Lebens- und Futtermittelverarbeitung, bei der Kunststoffherstellung oder im chemischen Gewerbe einsetzen zu können.

Austrag von Sackware

Für ein bequemes und staubfreies Entleeren von Sackware bieten sich manuelle Sackentleerer wie die
RSM an. Diese besteht aus einem vierbeinigen Trichter mit Gitterrost und vorgesetzter Sackauflagenkonsole. Eine stabile Schutzhaube mit frontseitiger Tür deckt Gitterrost und Trichter ab. Der Bediener legt den Sack auf die Konsole und schiebt ihn auf den Gitterrost. Nun wird der Sack mit Hilfe eines Messers aufgeschlitzt und durch den Gitterrost ausgeschüttet. Durch Schließen der Tür schützt sich der Bediener vor Staub. Während der Sackinhalt über den Trichter oder das Rotationsaustragsgerät BINSWEEP in ein nachgeschaltetes Dosierorgan geleitet wird, saugt der eingebaute Entstaubungsfilter den beim Öffnen der Säcke freigesetzte Staub ab. Die Abreinigung der Filterelemente erfolgt pneumatisch. Leere Säcke werden in den seitlichen Verbindungsschacht zum optionalen Leersackverdichter COM geworfen. Dank der modularen Bauweise kann die RSM an individuelle Kundenwünsche angepasst werden und ist demzufolge für zahlreiche industrielle Anwendungen geeignet.

Austrag mit dosierter Abgabemenge

Soll die Austragsmenge dosiert abgegeben werden, kommen vor allem zwei Komponenten infrage: die Zellenradschleuse und der Mikrodosierer. Eine einfache, zuverlässige und wartungsarme Lösung stellt die Zellenradschleuse dar. Sie wird zur Austragung und zur volumetrischen Dosierung von unterschiedlichsten Produkten aus Silos, Trichtern, Filteranlagen oder Zyklonen eingesetzt. Sowohl in mechanischen als auch pneumatischen Fördersystemen findet sie Anwendung. Unter Lagerbehältern kommen sogenannte Austragschleusen zum Einsatz. Bei diesem Typ gelangt das Material aus dem Silo über den Einlaufschacht in die Rotortaschen, bevor es durch die Drehung des Zellenrades und dank der Schwerkraft senkrecht aus dem Auslauf an der Unterseite in ein nachgeschaltetes Organ, z. B. einen Schneckenförderer, fällt. Mit den Typen RV, RVR und RVC sind bei WAM drei Typen von Austragschleusen erhältlich, die zur Dosierung von Pulvern, feinkörnigen Materialien oder Granulaten eingesetzt werden können. Die Dosierleistung dieser Schleusen liegt bei 0,3 bis 55 m3/h bei einer Standard-Rotordrehzahl von 10, 20 oder 30 UpM.

Zur Auswahl stehen zwei Antriebsversionen: Eine Version ist mit einem mechanischen Regelantrieb ausgestattet, durch den sich die Drehzahl des Zellenrades manuell oder über einen elektrischen Impuls so einstellen lässt, dass das Produkt genau in der gewünschten Menge dem Herstellungsprozess zugeführt wird. Erhältlich ist auch ein drehzahlgesteuerter Festantrieb mittels Frequenzumformer. Bei pneumatischen Fördersystemen werden Durchblasschleusen installiert, die an eine pneumatische Förderleitung angekoppelt werden. Das Produkt wird in diesem Fall entweder aus den Taschen abgesaugt oder in die Förderleitung eingeblasen.

Austrag bei möglicher Klumpenbildung

Klumpenbrecher der WAM. Indusriebrecher der grobe Materialien zerkleinert. Zwei Schrauben mit Brechflügeln.
Die kompakten WAM Klumpenbrecher mit rundem und rechteckigem Querschnitt zur Auflösung unerwünschter Konglomerate

Auch wenn die Inhalte von Silos, Zwischenbehältern, Big Bags oder Säcken letztlich mehr oder weniger problemlos ausgetragen werden, so können zum Klumpen neigende Schüttgüter unerwünschte Konglomerate bilden. Hierfür hat WAM kompakte Klumpenbrecher mit rundem und rechteckigem Querschnitt entwickelt, die unterhalb von Behältern und Trichtern angebracht werden.

Der Klumpenbrecher LBC mit rundem Gehäuse besteht aus einem Aluminium-Druckgussgehäuse mit Ein- und Auslaufflansch, einem integriertem Brechwerkzeug, das von einem seitlich angebauten Getriebemotor angetrieben wird, und einem starren Gitter, durch welches das Schüttgut in den nächsten Prozessschritt gelangt. Der LBC eignet sich besonders für hygroskopische Materialien und solche, die unter Druck verdichtet werden, wie Zucker, Salz, Silikate, Chemikalien und Lebensmittelprodukte. Verwendet wird er vor allem unter Sackschütten oder Big-Bag-Entleerstationen.

Die Klumpenbrecher DLP besitzt ein Gehäuse mit quadratischem Querschnitt und integriertem oberen und unteren Flansch. Darin rotieren zwei Messerwellen mit hoher Drehzahl, erfassen die Klumpen durch das starre Rückhaltegitter und brechen die Agglomerate auf. Da zwei Messerwellen installiert sind, können entsprechend hohe Durchsatzleistungen von 25 – 50 m3/h erreicht werden. Der LBC ist das ideale Gerät zum Aufbrechen von Materialklumpen, die sich ährend des Handlings gebildet haben und weich genug sind, um zerkleinert zu werden.

Mit der Auswahl der richtigen Austragshilfe ist die wichtigste Voraussetzung für einen problemlosen Austrag erfüllt. Da sich jedoch das Fließverhalten vieler Stoffe je nach Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Lagerungsdauer, Qualität usw. verändern kann, müssen außerdem möglichst konstante Bedingungen in der Anlage geschaffen werden. Alternativ gilt es, Vorkehrungen zu treffen, mit denen auf Änderungen der Fließeigenschaften, z. B. mit entsprechenden Austragshilfen, reagiert werden kann.

Über WAMGROUP

Die italienische WAMGROUP, weltweit führend in der Entwicklung und Herstellung von  schüttgutttechnischen Maschinen und Anlagenkomponenten, ist in Deutschland seit 1986 mit einem eigenen Tochterunternehmen, der WAM GmbH, vertreten. Aufgabe der Filiale ist der Vertrieb des WAMGROUPLieferprogramms in Deutschland und Österreich. Ausgenommen sind die Produkte im Bereich Mischtechnik, welche von der WAMGROUP-Tochter MAP GmbH vertrieben werden. Das Ziel der WAM GmbH ist es, einem ständig wachsenden Kundenkreis speziell auf die unterschiedlichen
Bedürfnisse verschiedener Industriezweige zugeschnittene Produkte in industrieller Qualität und zu attraktiven Preisen anzubieten. Kundenzufriedenheit dank professioneller Beratung, umfassendem Service und ständiger Lager-Verfügbarkeit von Komponenten und Ersatzteilen sind eine Herausforderung, der sich die WAM GmbH täglich von neuem stellt.

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