DE3308716A1

DE3308716A1 - Einbausatz fuer einen dem transport von pulverfoermigem oder rieselfaehigem gut dienenden kessel

Info

Publication number: DE3308716A1
Application number: DE19833308716
Authority: DE
Inventors: Willi 3210 Elze Dörpmund
Original assignee: GRAAFF KG 3210 ELZE; Graaff KG
Current assignee: Graaff GmbH
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE3481189D1; ATE49942T1; EP0118902B1; EP0118902A3; EP0118902A2

Description

Anmelder: Firma GRAAFF KG, Postfach 160, 3210 Elze 1

Bezeichnung der

Erfindung Einbausatz für einen dem Transport

von pulverförmigem oder rieselfähigem

Gut dienenden Kessel

Beschreibung

Die veränderlichen Bedingungen und Bedürfnisse des Transportgewerbes haben es wünschenswert erscheinen lassen, Tank- und wagen, die ursprünglich für den Transport von Flüssigkeiten, z.B. Heizöl, bestimmt waren, so umzurüsten, daß sie als Kesselwagen zum Transport von staub- oder rieselfähigem Ladegut eingesetzt werden können. Im vorliegenden Zusammenhang wird für staub- oder rieselfähiges Ladegut der Ausdruck Festgut verwendet.

Bisher erfolgt der Transport von Flüssigkeiten und Festgut mit verschiedenen Spezialbehältern. Problemloser ist dabei der Transport von Flüssigkeiten unter dem Gesichtspunkt der Entladung. Liegende, zylinderische Tanks, die auf ein entsprechendes Fahrgestell aufgelegt sind, werden durch Öffnungen an der Tankoberseite befüllt und durch Öffnungen an der Tankunterseite entleert. Die Auslaßöffnungen müssen lediglich freigegeben werden, damit die Flüssigkeit allein durch die Wirkung der Schwerkraft aus dem Tank abfließen kann. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß die Auslaßöffnung bzw. Auslaßöffnungen

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am tiefsten Punkt bzw. entsprechend tief liegenden Punkten des Tankes liegen. Ist diese Bedingung erfüllt, so ist ohne besondere Hilfsmittel eine vollständige Entleerung des Tanks möglich.

Dem Transport von pulverigem oder rieselfähigem Ladegut, also Festgut, dienten ursprünglich allein aufrechtstehende zylindrische Kessel, deren unteres Ende trichterförmig ausgebildet ist. Zur möglichst guten Ausnutzung der Tragfähigkeit entsprechender Fahrzeuge werden dabei mehrere solcher Kessel in möglichst geringem Abstand hintereinander auf einem Fahrgestell angeordnet. Es bot sich dabei im Laufe der Entwicklung an, die Kessel eines Fahrzeuges miteinander zu vereinigen, so daß ein liegendes zylindrisches Gebilde entstand, an dessen Unterseite - entsprechend der ursprünglichen Kesselanzahl - trichterförmige Auslässe aufeinander folgen. Beide Versionen sind heute als Schienen- und Straßenkesselfahrzeuge im Einsatz.

Während das Entleeren eines zum Transport von Flüssigkeiten bestimmten Tanks im allgemeinen keine besonderen Probleme bietet, ergeben sich solche Probleme beim Entleeren von Kesseln, die dem Transport von Festgut dienen. Dieses Transportgut backt während des Transportes zusammen, im Bereich der Auslässe bilden sich Brücken, die ein Nachrutschen von Transportgut in die geöffneten Auslässe während des Entladevorganges behindern oder sogar verhindern. Diesem Umstand wird bei bekannten Transport-

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kesseln für Festgut auf mehreren Wegen Rechnung getragen. Wesentliche Maßnahmen sind entsprechende Neigungswinkel der Auslaßtrichter und die Ausbildung der Wände der Auslaßtrichter als Belüftungsflächen. Bei den Belüftungsflächen tritt durch die perforierten Wände der Auslaßtrichter Luft in den Trichter ein, so daß das Ladegut im Trichterbereich fluidisiert wird, d.h. ein Gemisch aus Luft und Ladegutpartikeln entsteht, wodurch der Gutaustritt wesentlich erleichtert wird. Außerdem wird das Anbacken von Ladegut an der Trichterwand während des Entladevorganges und damit die Brückenbildung verhindert. Dabei kann die Trichterwand selbst und die Kesselwand im Trichterbereich als Belüftungsfläche ausgebildet werden. Die zum Belüften verwendete Luft ist im allgemeinen Teil der Transportluft, die dem Weitertransport des Ladegutes nach dem Verlassen des Kessels beispielsweise in einen Bunker dient.

Entsprechend den unterschiedlichen Einsatzbedingungen und entsprechend unterschiedlichem Aufbau werden die verschiedenen Tank- und Kesseltypen auch unterschiedlich gefertigt. Bei Flüssigkeitstanks werden meist mehrere Schüsse zu einem Rohr zusammengesetzt, auf dessen beiden Enden dann Deckel aufgesetzt werden. Festgutkessel werden meist fortschreitend aus einzelnen Platten aufgebaut.

Die unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien von Flüssigkeitstanks und Festgutkesseln macht einen Transport unterschiedlichen Ladegutes mit ein und demselben Behältertyp unmöglich, weshalb G 98 P 144

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sowohl für den Festguttransport als auch für den Flüssigkeitstransport eine entsprechende Anzahl von Kessel- und Tankwagen vorrätig gehalten werden muß. In beiden Fällen ist für die bereitzustellende Transportkapazität das jeweils größte zu erwartende Transportvolumen zugrundezulegen. Ergeben sich beim einen oder anderen Transportgut größere und nachhaltige Veränderungen nach unten, so wird ein entsprechender Teil der Transportkapazität stillgelegt. Stillgelegte Transportkapazität bedeutet Mittelbindung ohne Nutzen. Häufig verlaufen dabei die Entwicklungen auf den beiden hier in Rede stehenden Gebieten einander entgegen.

Eine solche Situation ist beispielsweise derzeit gegeben. Wegen dsr gestiegenen Preise ist der Bedarf an Mineralöl zurückgegangen und es liegen zahlreiche Tankwagen still. Dem durch die gestiegenen Rohölpreise bedingten Zurückgehen an genutzter Tankfahrzeugkapazität steht ein erhöhter Bedarf an Festgutkesselwagen gegenüber, weil bei der Erzeugung von Sekundärenergie auf andere Primärenergieträger als Mineralöl ausgewichen wird, der Anfall an staub- und rieselfähigem Gut größer geworden ist, insbesondere in der Verbindung mit verschärften Vorschriften gegen die Umweltbelastung. Das Stillegen von Tankraumkapazität bei gleichzeitigem Neubau von Kesselraumkapazitat ist nicht wirtschaftlich, es besteht das Bedürfnis, Tankraum in Kesselraum umbauen zu können, eine wirtschaftliche Möglichkeit für diesen Umbau ist trotz des bestehenden Bedürfnisses bis heute nicht g-:<reben.

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Hier setzt nun die Erfindung ein, indem ihr die Aufgabe zugrundeliegt/ eine Möglichkeit zu schaffen, wie ein Flüssigkeitstank in der Form eines liegenden zylindrischen Behälters mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in einen der Fesgutaufnahme dienenden Kessel umgebaut werden kann, der nach dem Umbau vorliegende Kessel bezüglich der Entladung aber keinerlei Nachteile gegenüber den Behältern haben soll, die von vornherein als Festgutkessel konzipiert sind.

Die Arbeiten zur Lösung der Aufgabe führten zu einem Bausatz mit den Merkmalen, die sich aus den Patentansprüchen ergeben. Der Grundgedanke der sich insoweit aus den Patentansprüchen ergebenden Erfindung ist, daß durch Einfügen von im Grunde genommen drei Platten, zweier Seitenplatten und einer Bodenplatte, ein Tank im unteren Bereich so ausgestaltet ist, daß in Verbindung mit entsprechenden Auslassen Verhältnisse vorliegen, wie sie für einen Festgutkessel gefordert werden und bei üblichen Festgutkesseln auch vorliegen. Mit vertretbarem Aufwand werden gleiche Verhältnisse erzielt, wenn die den erfindungsgemäßen Bausatz bildenden Platten gemäß den Patentansprüchen ausgestaltet werden.

Bei den Arbeiten zur Lösung des Problemes, wie es der Erfindung zugrunde liegt, ergab sich aber nicht nur ein für den Umbau besonders geeigneter Bausatz. Der erfindungsgemäße Bausatz ermöglicht vielmehr auch einen wesentlich rationelleren Neubau von Feststoffkesseln, als er bisher möglich war.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei diese Erläuterung keine Einschränkung der durch die Patentansprüche gekennzeichneten Erfindung zur Folge haben soll. In der Zeichnung zeigen:

Fig» 1 einen erfindungsgemäß umgerüsteten Tank in der Seitenansicht,

^ig*lB Tankvarianten,
Fig * 2 einen vereinfachten Querschnitt durch den umgerüsteten

Tank gemäß Fig.l und
Fig. 3 eine Variante in einer Fig.2 entsprechenden Darstellung.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein üblicher Tank 1, dessen zylindrischer Mittelabschnitt la aus mehreren Schüssen zusammengesetzt ist und der an beiden Enden durch je einen Boden 2 bzw. 3 verschlossen ist (Fig.l). Oben ist in der Tankmitte ein verschließbarer Einlaß 4 vorgesehen, durch den der Tank mit Flüssigkeit gefüllt werden kann. Der untere Tankauslaß ist bereits nicht mehr vorhanden, er ist im Bereich des Auslasses zu denken, der jedoch bereits Teil des erfindungsgemäß umgerüsteten Tanks ist. Der Tank 1 ist auf ein Fahrgestell 6 montiert, das für den Schienenverkehr vorgesehen ist. Dies ist jedoch im Zusammenhang mit der Erfindung unwesentlich. Der Tank kann auf ein LKW-Fahrgestell montiert sein, er kann stationär gelagert sein und er kann in einem stapalfähigen Transportgerüst untergebracht

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sein. Gegebenenfalls kann das Tankinnere auch bereits durch Trennwände 7,8 in mehrere Sektionen unterteilt sein, wobei dann jede Sektion einen eigenen oberen Einlaß 4,4a,4b und einen eigenen unteren Auslaß 5,5a,5b hat und jede Sektion zum Transport einer anderen Art von Flüssigkeit verwendet werden kann, wenn die Trennwände 7,8 die Sektionen flüssigkeitsdicht voneinander trennen. Die Anzahl von auf diese Weise geschaffenen Sektionen kann im Grunde genommen beliebig sein. In Fig.la,Ib ist ein Tank bzw.Kessel in zwei Sektionen unterteilt (Trennwand 7a); in Fig.la ist der Tank in ein Gerüst 6a eingebaut.

Geht man nun davon aus, daß ein solcher Flüssigkeitstank so umgerüstet werden soll, daß er zum Kessel wird, der für den Transport und zur Lagerung von pulverförmigem oder rieselfähigem Gut geeignet ist, so findet zweckmäßigerweise ein erfindungsgemäßer Einbausatz Verwendung.

In den unteren Bereich des Stahltankes wird ein horizontaler Boden 9 eingeschweißt, wobei der Abstand des Bodens von der unteren Mantellinie dessen mögliche Breite bestimmt (Fig.1,2). Der Boden 9 bildet ein zickzackförmiges Band mit in Tankquerrichtung verlaufenden Umkehrlinien, wobei die oberen ümkehrlinien im Bereich der Trennwände 7,8, die unteren ümkehrlinien im Bereich der Auslässe 5,5a,5b liegen. Die Neigung der Abschnitte des Zickzackbodens gegen die Horizontale hängt von dem zu erwartenden Transportgut ab. Da bei der primär vorausgesetzten Ausführung drei Sektionen durch die Trennwände 7,8 gegeben sind, bietet G 98 P 144

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es sich an, die Möglichkeit des Transportes auch verschiedener Feststoffe vorzusehen und die Neigung der einzelnen Abschnitte des Bodens gegen die Horizontale unterschiedlich zu machen, so daß im Bereich der Trennwände 7,8 entsprechend hohe Stufen 9a entstehen. Handelt es sich um einen Kessel ohne die Trennwände 7,8 oder unterteilen entsprechend niedrige Trennwände 7,8 den gesamten Kesselraum in verschiedene Sektionen, ohne diese jedoch vollständig gegeneinander abzuschotten, so daß der Transport unterschiedlicher Güter nicht vorgesehen ist, so wird der Neigungswinkel der Bodenabschnitte gegen die Horizontale über die ganze Bodenlänge konstant gehalten, vertikale Stufen 9a entstehen nicht. Hat der Kessel keine Trennwände oder werden diese während der Umrüstung vom Tank zum Kessel ausgebaut, so kann der gesamte Boden als Baugruppe vorgefertigt und als komplette vorgefertigte Baugruppe eingebaut werden.

Der Boden ist über vertikale Stege 10 an der Tank- bzw. Kesselwand abgestützt. Mit dem Boden 9 sind an den Längsrändern zwei Seitenwände 11,12 verschweißt, die schräg in den Tank eingestellt sind und etwa in der Quermittelebene mit der Tankwand verschweißt sind» Im Tankquerschnitt entsteht so ein sich zum Boden hin verjüngender Trichter. Da die Seitenwände konstante Höhe haben und der Kontur des Zickzackbodens folgen, ergibt auch für den oberen Rand der aus einzelnen Platten aufgebauten Seitenwände eine Zickzackkontur (Fig.l).

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Die Einlasse 4-sind zumindest im wesentlichen unverändert. Die Auslässe 5 sind nach der Umrüstung Sammeltaschen, die an ein pneumatisches Entleerungssystem angeschlossen sind, die das Gut beispielsweise zu einem Lagerbunker transportieren.

Um nun die Neigung der einzelnen Bodenabschnitte gering halten zu können, trotzdem den Kessel rasch und vollständig entleeren zu können, ist insbesondere der Boden 9 als an sich bekannte Belüftungsfläche ausgebildet. Zwei Deckplatten sind mit einer Vielzahl vorzugsweise gleichachsig angeordneter Löcher versehen und zwischen den Deckplatten ist eine Gewebe- oder Vliesstruktur eingelegt. Durch den als Belüftungsfläche ausgebildeten Boden kann Luft in der Menge und mit der Geschwindigkeit in den Kessel eingeblasen werden, daß ein Anbacken des Gutes am Boden verhindert wird, das Gut vom Boden abgehoben wird und zumindest im Bereich des Bodens das Gut fluidisiert wird, d.h. ein Gemisch aus Luft und Gut entsteht, das durch die Auslässe ohne Schwierigkeiten in das pneumatische Fördersystem gelangen kann. Inwieweit der Kesselinhalt fluidisiert wird, hängt von der eingeblasenen Luftmenge ab, die wie die vorgesehene Einströmgeschwindigkeit von der Beschaffenheit des Gutes abhängt. Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, nicht nur den Boden als Belüftungsfläche auszubilden, sondern auch die Seitenplatten 11,12 zumindest in den unteren Bereichen (Fig.3) .

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Die Zylindersegmente zwischen den Seitenplatten 11,12 und der Kesselwand sind mit Isoliermaterial 13 ausgefüllt, soweit sie nicht Teile der Belüftungsflächen sind, d.h. der Luftführung dienen. Diese Kesselisolierung im unteren Kesselbereich ist deswegen wichtig, weil sonst die Gefahr besteht, daß sich an den Seitenplatten Kondenswasser niederschlägt, mit dem Gut vermischt und die Löcher der Lüftungsflächen zusetzt, zumindest aber ein wesentlich höherer Energieaufwand notwendig ist, um durch verstärkten Blaslufteinsatz ein Zusetzen der Belüftungsplatten zu verhindern. Das Isoliermaterial sollte so ausgewählt werden, daß es die Seitenplatten versteift, so daß diese trotz geringer Dicke absolut eben bleiben, was ebenfalls den Gutaustrag begünstigt. Bei geringem Materialeinsatz und Gewicht werden so absolut ebene Seitenplatten gewährleistet.

Andererseits können die Seitenplatten gerade auch aus einer elastischen oder nachgiebigen Folie oder dergleichen bestehen, die für den Transport an der Kesselwand anliegt, so daß der Kesselinhalt nahezu vollständig für den Guttransport ausgenutzt werden kann. In die Zylinderräume zwischen den "Seitenwänden" und der Kesselwand, also hinter die Folie, wird für die Entleerung des Kessels Luft eingeblasen, die die Folie von der Kesselwand abhebt, das Abfließen des Gutes aus dem Kessel begünstigt und am Ende die Kontur einnimmt, die bei der vorbeschriebenen Lösung die Seitenplatten 11,12 einnehmen. Die Folie kann dabei ungelocht nein, um ein rasches Aufrichten zu ermöglichen, oder sie kann

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mit einer Lochung versehen sein, die so bemessen ist, daß die Folie verzögert aufgerichtet wird, aber trotzdem der vorbeschriebene Effekt von Belüftungsflächen entsteht. Gegebenenfalls kann auch die Gesamtheit aus Seitenplatten und Boden ein entsprechend geformter Liner aus Folienmaterial sein, der sich unter der Wirkung eingeblasener Luft aufrichtet.

Die Strömungsquerschnitte bei den Belüftungsflächen können einen Mittelwert für eine Vielzahl von Ladegutarten haben, es können verschiedene Belüftungsflächen mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten vorrätig gehalten und bei einem Wechsel des Ladegutes gegebenenfalls ausgewechselt werden oder die Strömungsquerschnitte fest eingebauter Belüftungsfläche können veränderbar sein. Die einzelnen Strömunsquerschnitte innerhalb einer Belüftungsfläche können auch verschieden sein und schließlich können Bereiche verschiedener einzelner Strömungsquerschnitte geschaffen werden, beispielsweise Löcher unterschiedlicher Querschnitte vorgesehen sein oder eine unterschiedliche Anzahl von Löchern mit gleichen Querschnitten können je Flächeneinheit vorgesehen sein, wie es die Abschnitte 9b,9c des Bodens 9 in Fig. 1 erläutern. Die Luftzufuhr zu den einzelnen Bereichen 9b und 9c kann durch Ventile 14,15 im Luftzuführungssystem 16 unterschiedlich regelbar sein.

Die Platten, die die Belüftungsflächen bilden, können auch homogene Blöcke mit einer Vielzahl nahezu kapillarer Luftdurchlässe

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sein, beispielsweise aus porösem Sintermaterial, insbesondere Keramik sein.

Während der Lösung des Problemes des Umrüstens eines Flüssigkeitstankes in einen Kessel für pulver- oder rieselfähiges Gut, wobei der erfindungsgemäße Bausatz entwickelt wurde, hat sich ergeben, daß damit nicht nur eine besonders wirtschaftliche Umrüstung eines Flüssigkeitstanks möglich ist, sondern daß das Prinzip vorteilhaft auch bei der Neufertigung von Kesseln angewendet werden kann. Einzelne Schüsse werden mit den ihnen zugehörigen Teilen des Bausatzes zu Baugruppen vorgefertigt und dann zum Kesselmittelteil zusammengesetzt, an dessen Enden dann die Böden 2,3 angesetzt werden. Die Schüsse mit den Einbauten und der komplette Kessel können so besonders rationell gefertigt werden.

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Claims

Patentansprüche

1„ Einbausatz für einen liegenden, zylindrischen, dem Transport von pulverförmigem bzw. rieselfähigem Ladegut dienenden Behälter, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zur unteren Mantellinie angeordnete, zur unteren Mantellinie symmetrisch nach innen geneigte, mit der ZylinderInnenseite verbundene Seitenplatten (11,12), deren untere Kanten durch eine zickzackförmige Bodenplatte (9) miteinander verbunden sind, wobei die Umkehrlinien der Bodenplatte quer zur Zylinderlängsachse verlaufen und im Bereich der unteren Umkehrlinien Bodenöffnungen (5) angeordnet sind, an die sich die Zylinderwand durchsetzende Austragvorrichtungen anschließen.

2. Einbausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (9) mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist, durch die dem durch die Austragvorrichtungen austreten-

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den Ladegut zur Erleichterung des Austrittes aus dem Behälter Luft zugemischt wird, um ein von Feststoffen des Ladegutes gleichmäßig durchsetztes Fluid zu erhalten.

3. Einbausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (11,12) im Bereich der Bodenplatte (9) mit entsprechenden Luftdurchtrittsoffnungen versehen sind.

4. Einbausatz nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Luftdurchtrittsoffnungen in Sektionen (9b,9c) unterschiedlicher Strömungsbedingungen unterteilt ist.

5. Einbausatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsoffnungen in Platten vorgesehen sind, die aus zwei Deckplatten mit vorzugsweise gleichachsig angeordneten Löchern bestehen, zwischen denen eine Einlage aus einem Material mit einer extremen Vielzahl von Luftführungskanälen angeordnet ist.

6. Einbausatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage eine gewebte oder vliesartige Faserbahn ist.

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7. Einbausatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsöffnungen in Platten aus permporösem Sintermaterial, beispielsweise Keramik angeordnet sind.

8» Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Bodenplatte (9) im Bereich der oberen Umkehrlinien Behälterunterteilungswände aufgesetzt sind, die mehrere von einander getrennte oder miteinander in Verbindung stehende Behältersektionen schaffen.

9ο Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabschnitte zwischen der Behälterwand und den Seitenplatten (11,12) Stützelemente (13) für die Seitenplatten aufnehmen.

10. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabschnitte zwischen der Behälterwand und den Seitenplatten (11,12) ein temperaturisolierendes Material (13) aufnehmen.

11. Einbausatz nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabschnitte zwischen der Behälterwand und den Seitenplatten (11,12) mit einem temperaturisolierenden Starrschaum (13) ausgeschäumt sind.

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12. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (11,12) aus unter der Wirkung von Druckluft kontrolliert elastisch nachgiebigem Material bestehen.

13. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Seitenplatten und der Bodenplatte mit einer folienförmigen Behältereinlage gebildet wird, auf die einerseits das von der Behältereinlage umschlossene Ladegut, andererseits Druckluft einwirkt, die kontrolliert in den Bereich zwischen Behälterwand und Folie eingeführt wird.

14. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekenneichnet durch den nachträglichen Einbau der Bausatzteile in einen liegenden zylindrischen Behälter, um diesen vom bestimmungsgemaßen Einsatz des Transportes von Flüssigkeiten zum bestimmungsgemäßen Einsatz des Transportes von pulverförmiger!! oder rieselfähigem Ladegut umzurüsten.

15. Einbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch den Einbau der Bausatzteile während des Zusammenbaues eines liegenden zylindrischen, dem Transport von pulverförmiger! oder rieselfähigem Ladegut dienenden Behälters.

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16. Verfahren zum Zusammenbau eines Behälters mit einem Einbausatz gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Schüsse und die Deckel des Behälters vorgefertigt und dabei die den entsprechenden Behälterabschnitten zugehörigen Teile des Einbausatzes eingebaut werden und dann die so gebildeten Baugruppen zum Behälter zusammengefügt werden.

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