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Schwingungsinduzierter, instationärer reibungsbehafteter Schwerkraftfluss ultrafeiner kohäsiver Pulver Gewährleistung gleichmäßiger Produkteigenschaften

IGF-Nr. 17494 BR

Beim Austrag ultrafeiner, kohäsiver Pulver kommt es innerhalb der Silos zu vielfältigen Fließstörungen, wie z.B. Schachtbildung oder Brückenbildung. Durch einen gezielten Eintrag mechanischer Schwingungen können diese Fließstörungen entfernt werden. Erste Ergebnisse zum Fließverhalten von Kalksteinpulver unter Schwingungseinwirkung lagen bereits vor (Kollmann, 2002), (Kache, 2009). Um die Verallgemeinerung der theoretischen Untersuchungen zu bestätigen oder ggf. auch die speziellen Anforderungen unterschiedlicher ultrafeiner und sehr kohäsiver Pulver zu ermitteln, wurden Labor- und Technikumsversuche mit industriell häufig genutzten Produkten geplant, durchgeführt und ausgewertet.

Im Rahmen der Austragsuntersuchungen hat sich gezeigt, dass der ausgetragene maximale Massenstrom ausschließlich durch die Silogeometrie (speziell die Auslauföffnung) und durch die Fließeigenschaften des Schüttguts vorgegeben ist. Selbst durch den Schwingungseintrag kann der Massenstrom nicht erhöht werden. Schwingungen können nur dazu genutzt werden, bestehende Schüttgutbrücken zu zerstören und einer erneuten Brückenbildung vorzubeugen. Zur Dosierung sind schwingende Austragshilfen nur bedingt geeignet, da eine kontinuierliche Förderung nur für den max. Massenstrom möglich ist. Eine Reduzierung des Massenstroms kann nur bei diskontinuierlicher Förderung erreicht werden. Schwingende Austragshilfen sind somit nur zur Grob- oder Vordosierung geeignet. Für den optimalen Einsatz zur Vordosierung muss das Puls-Pause-Verhältnis der schwingenden Austragshilfe an das Puffervolumen zwischen Schüttgutbrücke und der Feindosierung (z.B. Zellenradschleuse) angepasst werden. Ein unkontrollierter Schwingungseintrag kann zur Verfestigung des Schüttgutes führen. Die Gefahr besteht immer dann, wenn die Schüttgutbrücke aufgrund des „Rückstaus“ an der Zellenradschleuse nicht einbrechen kann.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema vom 04/12 bis 03/14 von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik (Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, Tel.: 0391/6758783) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Tomas (Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr.-Ing. Jürgen Tomas).

 

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 17494 BR der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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