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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks
in ein Behältnis aus
verformbarem Werkstoff – insbesondere
in einen Sack –,
das in einem Behältnis
aus starrem Werkstoff angeordnet sowie zeitweise einem einen Handschuhkasten
enthaltenden Schleusensystem vorgesetzt wird, nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1. Zudem erfasst die Erfindung ein mit dieser Vorrichtung
durchführbares
Verfahren.
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Es
sind verschiedene Systeme bekannt, mit denen man toxische Pulver
kontaminationsarm aus mit Plastiksäcken ausgestatteten Fässern entleeren kann.
Eine der gebräuchlichsten
Methoden ist der Einsatz von Isolationssystemen. Das Fass wird durch eine
Schleuse in den Isolator eingeführt,
mit einer mechanischen Vorrichtung angehoben, worauf der mit dem
Produkt gefüllte
Plastiksack von einer Bedienperson mit Handschuhen geöffnet wird.
Das Produkt wird danach manuell in einen Trichter entleert, der
am unteren Teil des Isolators angeschlossen ist. Der Nachteil dieser
Isolationssysteme ist, dass sie für spezifische Anwendungen konzipiert
sind und deshalb nur über
sehr geringe Flexibilität
verfügen.
Der Platzbedarf sowie die Investitionskosten solcher Systeme sind
erheblich. Außerdem
ist die Staubentwicklung innerhalb des Isolators beträchtlich,
so dass die Filter schnell verstopfen, die Anlage häufig gereinigt werden
muss und ein Risiko von Produktverlust besteht.
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Auch
gibt es ein System, das eine durchsichtige zylindrische sog. Glove
Box mit seitlichen Öffnungen
für Handschuhe
enthält.
Ein Edelstahlring mit flacher Dichtung ist am unteren Teil der Glove
Box befestigt und gewährleistet
die Abdichtung zum Fass. Von oben wird eine bewegliche Sauglanze
eingeführt,
die durch eine Abdichtungsmanschette mit der Glove Box verbunden
ist. Das System ist an eine pneumatische Hebevorrichtung angeschlossen,
welche das Heben bzw. Senken der Glove Box über dem Fass ermöglicht.
Die Fassentleerung wird von einer Bedienperson mit Hilfe der Sauglanze
durchgeführt, welche
mit einem pneumatischen Fördersystem
verbunden ist. Das Pulver wird unter Vakuum gefördert und auf völlig geschlossene
Weise in den zu füllenden
Behälter
entleert.
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Im
Vergleich zu einem herkömmlichen
Isolator sind die Vorteile eines solchen Systems geringer Platzbedarf
sowie eine niedrige Investitionssumme. Je nach Produktart kann sich
der Umgang mit der Sauglanze jedoch als anstrengend und zeitraubend erweisen.
Zudem ist es manchmal schwierig, den Plastiksack völlig zu
entleeren. Zudem kann das System auch nicht für klumpenhaltige Produkte eingesetzt
werden. Beim Entleeren einer großen Anzahl von Fässern (> 10 Fässer) kann
sich die Entleerungszeit für
eine Produktionseinheit als sehr lang und unzulänglich erweisen (10–15 min/Fass).
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Angesichts
dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die
erkannten Probleme zu beseitigen. Insbesondere sollen mit Plastiksäcken ausgestattete
Fässer,
die toxische Pulver enthalten, praktisch kontaminationsfrei (< 1 μg/m3) und halbautomatisch entleert werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe führt
die Lehre des unabhängigen
Anspruches; die Unteransprüche geben
günstige
Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle
Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung
und/oder den Ansprüchen
offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch
innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart
und beliebig einsetzbar sein.
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Erfindungsgemäß lagert – bevorzugt
an zumindest zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordneten,
einen Hauptrahmen bildenden Seitengestellen – in Abstand zu einem Stellboden
eine drehbare Welle, an welcher zumindest eine als Handschuhkasten
ausgebildete Haube – oder
ein Haubentrog bzw. ein Haubensystem – festliegt. An längenveränderlichen
Kolben/Zylinder-Einheiten ist zudem in veränderlichem Abstand zur Welle
wenigstens eine zur Wellenlängsachse
parallele Tragplatte als Halteboden für den starren Behälter angebracht;
dieser ist andernends an ein in die Haube, den Haubentrog bzw. das
Haubensystem einragendes Verbindungsrohr dicht anschließbar ausgebildet.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Haube bzw. der Haubentrog – oder der
Außenbereich
des Haubensystems – aus
metallischem Werkstoff, bevorzugt aus Edelstahl, geformt und zumindest
im bodenfernen Teil mit einem Fensterelement versehen; an einem
Frontbereich sind in Durchbrüchen
Handschuhe oder handschuhartige Einrichtungen vorgesehen, in die
eine Bedienungsperson eingreifen kann, um Innensäcke der Fässer oder Behältnisse
kontaminationsfrei zu öffnen.
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Als
günstig
hat es sich erwiesen, den starren Behälter bzw. das Fass durch seitlich
angebrachte pneumatische Kolben mit der Haube bzw. dem Haubentrog
oder dem Haubensystem zu verbinden. Diese Kolben dichten das System
ab, indem sie das Fass gegen die mit einer Dichtung versehene benachbarte
untere Platte der Vorrichtung drücken.
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Nach
einem anderem Merkmal der Erfindung ist die Haube bzw. der Haubentrog
bzw. das Haubensystem in einem Aufnahmekasten der Welle angebracht,
von der die erwähnten
Kolben/Zylindereinheiten für
die Tragplatte abragen.
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Dieses
System ist auf einem sog. Hauptrahmen installiert, der ein Paar
von den Wellenlagern an Seitengestellen für die Welle anbietet sowie
diesen Wellenlagern nahe – etwa
radiale – Stirnwände des Aufnahmekastens,
von denen jeweils achsparallele Längswände abragen; zwei miteinander
fluchtende Längswände sind
als Anschlusselemente für
die Kolben/Zylinder-Einheiten ausgebildet.
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Als
günstig
hat es sich erwiesen, an den den Kolben/Zylinder-Einheiten fernen
Längswänden des Aufnahmekastens
die Haube bzw. den Haubentrog festzulegen. Zudem soll die Haube
bzw. den Haubentrog zumindest eine achsparallele Platte durchspannen,
welche vom Verbindungsrohr durchsetzt ist.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem Verbindungsrohr ein
Spanngestell zugeordnet, mit dem an der Außenfläche der Rohrwandung ein Pressdruck
erzeugt werden kann, dank dessen das freie Ende des Sackes am Verbindungsrohr
festgelegt zu werden vermag. Dazu soll an die Rohrwandung ein Druckring
des Spanngestells anzulegen sein, der radial und/oder achsparallel
verschiebbar ausgebildet ist; dieser Druckring wird bevorzugt als flexibles
und aufblasbares Profil angeboten. Der Druckring wird vorteilhafterweise
durch zumindest einen ihn führenden
Schubfuß gehalten,
der einen achsparallelen Spannarm des Spanngestells umgibt und an
diesem achsparallel verschiebbar sowie an einer auszuwählenden
Stelle festzulegen ist.
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Vorteilhafterweise
kann zwischen Spanngestell und Verbindungsrohr der Mündungsbereich
des Behältnisses
aus verformbarem Werkstoff – also
des Sackes – festgelegt
werden. Letzterer soll zur Aufnahme des pulverförmigen Haufwerks als Innensack in
einem ihn als Hülle
umgebenden äußeren Sack angeordnet
werden; beide Säcke
befinden sich in dem erwähnten
starren Behälter,
also dem Fass der Vorrichtung. Der Mündungsbereich des Hüll- oder Außensackes
wird bevorzugt an einer einen – dem starren
Behälter
oder Fass zuge ordneten – Durchbruch
der Haube bzw. des Haubentroges oder Haubensystems umgebenden ringartigen
Befestigungseinrichtung festgelegt. Diese ist ein den Durchbruch umfangender
Profilring, dessen Außenfläche wenigstens
ein Druckprofil als Klemmelement für den Mündungsbereich des Außensackes
zugeordnet ist. Dem Profilring soll nach außen hin ein Fußsteg angeformt sein
als Auflage für
ein Druckprofil.
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Erfindungsgemäß ist das
Verbindungsrohr mittels eines Verbindungselementes an ein pneumatisches
Fördersystem
angeschlossen, wobei sich das Verbindungselement vom Verbindungsrohr
weg bevorzugt trichterartig verjüngt.
Zudem soll das Verbindungselement mit einer gegebenenfalls vorhandene Verklemmungen
oder Verklumpungen im pulverförmigen
Haufwerk brechenden Einrichtung ausgestattet sein, etwa einem Mahlwerk.
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Von
besonderer Bedeutung ist, dass die Vorrichtung mit einer manuellen
oder automatischen Kippeinrichtung ausgerüstet ist, mit welcher die Anlage
um 180° gekippt
werden kann. Der obere Teil des Systems mag – je nach Anwendung – mit verschiedenen
Verbindungen ausgestattet werden. Das System besteht in jedem Fall
aus einem Verbindungsrohr mit aufblasbarer Dichtung, an welchem
der Innensack zu befestigen ist.
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Um
zu vermeiden, dass der Innensack beim Kippen des Fasses herunterfällt und
somit eine vollständige
Entleerung des Fasses hintanhält,
müssen beim
Befestigen des Sackes gewisse Abläufe berücksichtigt werden. Der zuvor
geöffnete
Innensack wird zuerst mit Hilfe eines O-Ringes an einem auf der Sackhalterung
angeschweißten
Ring befestigt. Der obere Teil des Sackes wird danach am Verbindungsrohr
befestigt, welches oben im System mit einer aufblasbaren Dichtung
installiert ist. Da der Raum zwischen dem Sack und dem Fass geschlossen
ist, wird der Sack bei der Entleerung normalerweise zurückgehalten.
Es ist auch möglich,
diesen Raum unter leichten Unterdruck zu setzen, um den sicheren
Halt des Sacks zu gewährleisten.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Welle ein mit dieser
drehbarer Prozessapparat angeordnet, von dem radial zur Welle das
Verbindungsrohr ausgeht; eine letzteres haltende Kastenhälfte des
Prozessapparates ist dem Aufnahmekasten der Vorrichtung zugeordnet,
die andere Kastenhälfte
mit einem verschließbaren
Einfüllelement
versehen. Dazu ist zumindest eine sich von der Welle weg querschnittlich
verjüngende
Kastenhälfte
besonders günstig;
zwischen der sich zum Verbindungsrohr hin verjüngenden Kastenhälfte und
dem Verbindungsrohr soll ein Verschlussorgan angeordnet sein.
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An
die Kastenhälften
schließt
beidseits jeweils eine gemeinsame die Welle umgebende Büchse an,
an welcher ein radiales Tafelelement zur Verbindung mit dem Aufnahmekasten
festliegt. Insbesondere an die Welle dieser Vorrichtung ist ein
Motor angeschlossen.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verbindungstrichter, der durch
einen Schlauch mit einem pneumatischen Fördersystem verbunden sowie
im oberen Teil der Haube am Verbindungsrohr befestigt ist. Nachdem
das Fass am System angeschlossen wurde, wird es gekippt und durch
das Fördersystem automatisch
entleert. Bei schwer fließenden
Produkten, kann eine Hin- und Herbewegung angewendet werden, um
mögliche
Pulverbrücken
zu brechen. Vorteilhafterweise kann die untere Platte der Haube aus
einem porösen
Werkstoff hergestellt werden, um den Filter des Ansaugtrichters
zu ersetzen.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt ein Verfahren zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks
in ein Behältnis
aus verformbarem Werkstoff, bei dem der das Haufwerk aufnehmende
Sack in einen weiteren Sack eingesetzt und mit diesem im starren
Behälter
angeordnet wird, wonach der starre Behälter an eine als Handschuhkasten
ausgebildete Haube bzw. einen Haubentrog bzw. ein Haubensystem dicht
angeschlossen sowie der Mündungsbereich
des geöffneten
Innensackes mit einem Verbindungsrohr verbunden wird. Das Haufwerk
wird einem Reaktor oder dosiert einem anderen Innensack zugeführt.
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Das
erfindungsgemäße System
kann also dazu benutzt werden, beispielsweise rotierende Prozessapparate – bikonische
Trockner, Mischer od.dgl. – in
geschlossener Weise zu füllen
und zu entleeren. Die Haube ist ständig an den Prozessapparat
angeschlossen. Ein mit Rohstoff gefülltes Fass wird an das System
angefügt
und durch Schwerkraft in den Apparat geladen, nachdem es um 180° gekippt
worden ist. Am Ende des – Trocken-
und Mischvorgänge enthaltenden
Prozessverfahrens wird das Pulver in ein neues Fass geladen.
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Das
erfindungsgemäße System
mag auch als Dispensierungseinheit benutzt werden; in der Pharmaindustrie
ist es oft gebräuchlich,
ein Fass mit Rohstoff in kleinere, präzise Ladungen abzufüllen.
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Auch
ist es möglich,
eine präzise
Menge Pulver von einem Fass in ein zweites Fass zu dosieren, indem
man zwei Haubensysteme, die durch ein Dosierungsventil getrennt
sind, auf Waagen stellt.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in schematischen Skizzen in
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1, 2, 4, 6 bis 8, 10 bis 14:
eine Einrichtung in unterschiedlichen Betriebsstellungen mit einem
Fass oder Behälter
zur Aufnahme von Säcken;
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3, 5:
einen vergrößerten Ausschnitt aus 2 nach
deren Pfeil III bzw. aus 4 nach deren Pfeil V;
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9, 15:
einen vergrößerten Ausschnitt
aus 8 und 10 nach
deren Pfeil IX bzw. aus 14 nach
deren Pfeil XV;
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16:
eine teilweise geschnittene Wiedergabe einer Aufnahmevorrichtung
für die
Einrichtung nach 1 bis 15 zu
deren Betätigung;
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17:
einen Teilschnitt durch 16 in
deren Radialebene R;
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18:
einen vergrößerten Ausschnitt
aus 16;
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19:
die Aufnahmevorrichtung der 16 in
anderer Betriebsstellung und mit einem angeschlossenen Reaktor in
Seitenansicht;
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20, 21, 23:
jeweils eine Seitenansicht anderer Ausgestaltungen der Aufnahmevorrichtung;
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22:
einen vergrößerten Ausschnitt
aus 21;
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24 bis 37:
jeweils eine etwa der Darstellung in 16 entsprechende
Skizze der Vorrichtung zu unterschiedlichen Verfahrensschritten, wobei über jeder
der Figuren dieser eine symbolische Verfahrensskizze zugeordnet
ist;
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38:
eine Schemaskizze einer verfahrbaren Aufnahmevorrichtung;
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39:
den Querschnitt durch 38 in deren Radialebene R1.
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Ein
fassartiger Behälter 10 des
Durchmessers d sowie der Höhe
h ist mit seiner – an
eine Behälterwand 12 angeformten – Bodenplatte 14 einem Rost 16 aufgesetzt. Über der
nach oben weisenden Mündungsöffnung 18 des
Fasses oder Behälters 10 ist
koaxial zu dessen Vertikalachse A an einem Vertikalrohr 34 des
Durchmessers c eine auf ihn in Schließrichtung z absenkbare Haube 22 der
Höhe h1 aus Edelstahl mit einem in der Zeichnung
nicht erkennbaren Glasfenster im oberen Bereich angeordnet.
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Nach
dem Absenkvorgang lagert gemäß 4 ein
ringförmiger,
querschnittlich abwärts
nach innen gestufter Umfangsrand 24 der Haube 22 mit seinem
unteren Dichtungsabschnitt 25 auf der die Mündungsöffnung 18 umfangenden
Oberkante 19 der Behälterwand 12.
Das Fass bzw. der Behälter 10 ist
durch pneumatische Kolben, die seitlich am System ange bracht sind,
mit der Haube 22 verbunden. Diese Kolben dichten das System
ab, indem sie das Fass 10 gegen den – wie gesagt mit einer Dichtung versehenen – Umfangsrand 24 des
Systems drücken. Über dem
Umfangsrand 24 ist hier ein Abfallsack 27 zu erkennen,
der weiter unten beschriebene Spannflächen 54, 48 nach
deren Abnahme aufnimmt. Nicht dargestellt sind in 4 zwei
Handschuhen 26, die beide an der Vorderseite der Haube 22 in
Durchbrüchen
angebracht sind. Gegenüber
den Handschuhen 26 sind im übrigen zwei Filter 32 des sog.
Typs "Push Through" vorgesehen (17).
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Insbesondere 3, 5 ist
zu entnehmen, dass vom Umfangsrand 24 ein Profilring 28 winkelartigen
Querschnittes der Höhe
i nach unten hin abragt, dessen – an einem angeformten, nach
außen gerichteten
Fußsteg 29 endender – Außenseite
ein Spannband 30 im Radialabstand a gegenüberliegt.
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Dem
Vertikalrohr 34 ist oberhalb seines Mündungsrandes 36 ein
Spanngestell 38 zugeordnet, dessen Aufbau besonders deutlich
in 9 dargestellt ist; von einem – in mittigem Abstand b zur
Wandung 35 des Vertikalrohrs 34 an einem Radialstab 39 angeordneten – achsparallelen
Spannarm 40 ragt zum Vertikalrohr 34 hin ein Druckprofil 42 ab,
das dank eines den Spannarm 40 umfangenden Schubfußes 43 an
ersterem – durch
Betätigung
eines Stellgriffes 41 – achsparallel
verschoben werden kann und mit dem ein Druckring 44 aus
elastischem Werkstoff als – gegebenenfalls
aufblasbares – Dichtorgan gegen
das Vertikalrohr 34 geführt
zu werden vermag.
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Im
Innenraum 20 des Fasses oder Behälters 10 ist ein um
die Vertikalachse A angeordneter Sack 46 angedeutet, dessen
oberer Mündungsbereich 47 in
geöffnetem
Zustand nach 2, 4, 6 bis 12 an
jenen Profilring 28 der Haube 22 durch ein Rundprofil 31 angeschlossen
ist und dessen Innenraum 48 einen Innensack 50 für pulverförmige Produkte
Q aufnimmt. Befindet sich die Haube 22 gemäß 1, 2 in
Abstand zur Oberkante 19 des Behälters 10, wird ein
vom Spannrahmen 28 begrenzter Haubendurchbruch 23 von
einer Spannfläche 54 verschlossen,
die gemäß 3 ihrerseits
mit einem O-Ring oder Rundprofil 31 an die Außenfläche des Profilringes 28 gepresst
wird. Diese Spannfläche 54 kann
beispielsweise durch einen Abschnitt des Mündungsbereiches 47 des
zuvor behandelten – und dann
abgeschnittenen – äußeren Hüllsackes 46 gebildet
und mit einer zentralen Klammer 56 verspannt werden.
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Dank
der beiden auf der Haubenfront angebrachten Handschuhe 26 kann
der Innensack 50 im geschlossenen Fass oder Behälter 10 von
außen durch
eine Bedienperson gefahrlos geöffnet
und sein Mündungsbereich
51 dem Druckring 44 zugeführt werden. Gemäß 6 bis 10 wird
der Mündungsbereich 51 des
Innensacks 50 nach dem Anheben des Schubfußes 43 am
Spannarm 40 in Pfeilrichtung x durch den erwähnten Druckring 44 an
die Außenfläche der
Wandung 35 des Vertikalrohres 34 gepresst und
dieses so mit dem Sackraum 52 verbunden. Ist letzterer
durch Einbringen des pulverförmigen
Produktes Q gefüllt,
wird sein Mündungsbereich 51 abgetrennt
und entsprechend 10 durch eine Klammer 56 verspannt;
er dient dann als Spannfläche
58 zum Verschließen
des Vertikalrohres 34. Eine weitere Klammer 56a verschließt den verbleibenden Innensack 50.
Letzterer wird in den Behälterinnenraum 20 gedrückt. In 14 ist
das erwähnte
Flachprofil oder Spannband 30 zu erkennen, welches gelöst wird,
um den O-Ring 31 nach unten zu verschieben.
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Dank
einer in 16, 18 skizzierten Drehvorrichtung 60 als
Hauptgestell wird der Innensack 50 auf einfache Weise schnell
entleert. Diese Drehvorrichtung 60 weist in einem lichten
Abstand e zueinander zwei Seitengestelle 62 auf, die auf
einem Stellboden B festliegen und mit jeweils einem Wellenlager 63 versehen
sind, zwischen denen sich an einer Welle 64, dessen Längsachse
N in Abstand n zum Stellboden B verläuft, ein drehbarer Aufnahmekasten 66 befindet;
dieser weist an zwei radialen Stirnwänden 67 jeweils zwei
wellen parallele Längswände 68 auf
und enthält
einen Haubentrog 80, in den in 16 von
oben her das Verbindungsrohr 34a eingreift.
Im kastenartigen Haubentrog 80 ist an achsprallelen Schultern 81 der
Seitenwand 82 eine zur Längsachse N der Welle 64 parallele
Querplatte 84 aus Fensterglas festgelegt und vom Verbindungsrohr 34a durchsetzt. Letzteres ist von einem
mit der Glas- oder Querplatte 84 einheitlichen sowie i.w.
oben beschriebenen Spanngestell 38a umgeben.
Von dessen achsparallelem Spannarm 40a ragt
am freien Ende rechtwinkelig ein Querarm 45 ab, in dessen
rinnenartigem Druckprofil 42 der Druckring 44 lagert
sowie in 18 den Mündungsbereich 51 des
Innensackes 50 gegen die Rohrwandung 35 drückt. Dieser
Innensack 50 durchgreift den – hier in einer zu zwei Firstprofilen 86 des
Haubentroges 80 parallelen Bodenplatte 87 befindlichen – Haubendurchbruch 23,
den der Profilring 28 umgibt. Auf dessen Fußsteg 29 ist der
Mündungsbereich 47 des äußeren Sackes 46 befestigt.
Oberhalb der mit der Seitenwand 82 verschraubten Bodenplatte 87 wird
der Profilring 28 durch einen Aufsatzring 85 fortgesetzt,
der an seinem Außenumfang
Klemmelemente 85a für den Innensack 50 anbietet.
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Das
Verbindungsrohr 34a mündet andernends
in einen Verbindungstrichter 70, von dem radial ein Anschlussrohr 71 mit
Schließmechanismus und
Filter 72 abragt. Auf dem Verbindungstrichter 70, der
durch einen Schlauch mit einem pneumatischen Fördersystem verbunden wird,
ist ein Filter installiert, der es erlaubt, die Förderluft
des Pulvers anzusaugen. Wahlweise kann ein Deckel 75 des
Trichters 70 als Platte aus einem porösen Werkstoff ausgebildet werden,
um den Filter des Ansaugtrichters zu ersetzen.
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Von
den in 16 bodenwärtigen radialen Längswänden 67 des
Aufnahmekastens 66 ragen achsparallele Kolben/Zylinder-Einheiten 76 ab,
die andernends mit einer Tragplatte 78 verbunden sind, deren
lichter Wellenabstand n1 veränderlich
ist. Diese Tragplatte 78 sitzt in Ausgangsstellung mit
Stellfüßen 79 dem
erwähnten
Stellboden B auf und dient als Tragfläche für das Fass bzw. den Behälter 10.
Dessen Säcke 46, 50 sind
in der oben beschriebenen Weise mit dem Haubentrog 22a verbunden, so dass der Sackraum 52 an
das Verbindungsrohr 34a anschließt. Im Querschnitt
der 17 ist mit 33 ein Filter für das Pulver
kenntlich gemacht; letzterer ist – in der Zeichnung nicht erkennbar – an den
oberen Teil des Verbindungstrichters 70 angeschlossen.
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Der
zuvor geöffnete
Innensack 50 wird zuerst mit Hilfe des Rundprofils oder
O-Ringes 31 an einem auf der Sackhalterung angeschweißten Ring
befestigt. Der obere Teil des Innensacks 50 wird danach am
Vertikal- oder Verbindungsrohr 34a festgelegt, welches
im Firstbereich des Systems mit einer aufblasbaren Dichtung installiert
ist. Durch Betätigung der
Kolben/Zylinder-Einheiten 76 und deren Verkürzung wird
der Raum zwischen dem Innensack 50 und dem Fass 10 für die Entleerung
geschlossen. Es ist auch möglich,
diesen Raum unter leichten Unterdruck zu setzen, um den sicheren
Halt des Innensacks 50 zu gewährleisten.
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Nach
dem Drehen der Welle 64 um 180° durch Betätigung eines Handrades 65 mit
zur Welle 64 hin nachgeschaltetem Antriebsorgan 65a wird das Anschlussrohr 71 des
Verbindungstrichters 70 mit einem Förderschlauch 88 an
eine Reaktoreinheit 90 angeschlossen und zwar an einen
seitlichen Ansatzstutzen 96 eines von einem Reaktor 92 aufragenden Zylinderrohres 94 aus
elektrolytisch poliertem Edelstahl, dessen Innenraum 95 als
Pumpkammer dient; diese ist mit dem als Zuführleitung dienenden Förderschlauch 88 – Förderrichtung
y – verbunden.
Jener Ansatzstutzen enthält
ein sog. Schmetterlingsventil 89 als Sperrorgan in einem
Anschlussflansch für
den Förderschlauch 88.
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Über dem
Deckel 93 des Reaktors 92 sind ein Ventilgehäuse 98 und
ein Antriebselement 99 für ein Schmetterlingsventil
angedeutet. Nach oben hin endet das Zylinderrohr 94 an
einem Filtereinsatz 100, der von einem – axial mit einem T-förmigen Anschlussrohr 102 versehenen – Domdeckel 104 überspannt
wird. Dieser ist mit einer Verriegelungseinrichtung an Zughaken
des Zylinderrohres 94 festgelegt. Vom Anschlussrohr 102 geht
zum einen eine Vakuumleitung 106 mit Vakuumventil 107 für eine diesem vorgeordnete
Vakuumpumpe ab sowie anderseits eine – ein Sperrventil 109 enthaltende – Fördergasleitung 108 für eine Fördergasquelle.
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Während einer
Ansaugphase öffnet
sich das Schmetterlingsventil 89 der Zuführleitung 88,
die Austragsleitung bleibt geschlossen. Nun füllt sich die Pumpkammer 95 dank
des Aufbaues eines Vakuums über
die Vakuumleitung 106 bis zu einer gewünschten Füllhöhe, gegebenenfalls auch gänzlich.
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Nach
einer vorbestimmten Zeitspanne wird die Zuführleitung 88 geschlossen
und die Austragsleitung geöffnet.
Das Pulver Q wird mittels Druck – beispielsweise von Stickstoff
zur Filterreinigung – nach
dem Öffnen
des Sperrventils 109 in der Fördergasleitung 108 ausgestoßen. Am
Ende der Ansaugphase bleibt die Vakuumleitung 106 während einer gewissen
Zeit offen, bevor das Schmetterlingsventil der Austragsleitung geöffnet wird,
um den Sauerstoff aus der Pumpkammer 95 zu entfernen.
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Von
besonderer Bedeutung ist bei diesem Vorgang das Filter im Filtereinsatz 100,
welches das Pulver zurückhält und gleichzeitig
die Saugkapazität des
Systems bewahrt. Dank seiner Lage zwischen Pumpkammer 95 und
Fördergasquelle
wird das Filter bei jedem Zyklus gereinigt und behält darum
seine volle Filtrationskapazität.
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Die
Sperrelemente 89, 107, 109 und das Schmetterlingsventil
der Austragsleitung sind miteinander an einem Steuerkasten steuertechnisch
verbunden. Während
einer Ansaugphase öffnet
sich das Schmetterlingsventil 89 der Zuführleitung 88,
wohingegen die Austragsleitung geschlossen bleibt. Dank des dabei
offenen Vakuumventils 107 saugt sich die Pumpkammer 95 voll;
nach einer vorausbestimmten Zeitspanne schließt die Zuführleitung 88 und die
Austragsleitung wird freigegeben. Das Fördergut wird durch Druck – Druckluft
oder Stickstoff zur Filterreinigung – ausgestoßen. Das Filter im oberen Teil
des Zylinderrohres 94 hält
die feinsten Partikel zurück und
reinigt sich bei jedem Entleerungszyklus.
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Vor
der Einführung
des Pulvers in den nachgeordneten Reaktor 92 werden Luft
und Pulver voneinander getrennt, indem das Schließen des
Vakuum-Absperrventils 107 gegenüber dem Öffnen des Förderguteinlaufes verzögert wird.
Damit bei Freigabe der Austragsleitung keine Gase des Reaktors 92 angesaugt
werden, wird das Zylinderrohr 94 zuerst unter Druck gesetzt
und erst dann das Entleerungsventil geöffnet. Im übrigen kann die Vakuumleitung 106 nur
bei geschlossener Austragsleitung geöffnet werden.
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Das
an den Haubentrog 80 angeschlossene und gekippte Fass 10 wird
durch das Fördersystem automatisch
entleert. Bei schwer fließenden
Produkten kann eine Hin- und Herbewegung angewendet werden, um mögliche Pulverbrücken zu
brechen.
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Wenn
das zu entleerende Produkt Q Klumpen enthält, kann ein bei 74 in 20 angedeutetes Klumpenbrecher-System
in den Ansaug- oder Verbindungstrichter 70 integriert werden.
Bei dieser Ausgestaltung sind die Seitenwände 82a rechteckigen Querschnitts
und – wie
die Seitenwände 82 der 16, 19 – mit den
Längswänden 68 und
der Firstplatte 86 durch Schrauben 69 verbunden.
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Das
erfindungsgemäße System
kann auch benutzt werden, um beispielsweise rotierende Prozessapparate 110 – bikonische
Trockner, Mischer od.dgl. – auf
geschlossene Weise zu füllen
und zu entleeren. In 21 ist das in der Vertikalachse
A der Vorrichtung 61 liegende Haubensystem 80a permanent an den Prozessapparat 110 angeschlossen
und wird durch Schwerkraft in die Vorrichtung 61 geladen, nachdem
es um 180° gekippt
wurde. Am Ende des Prozessverfahrens – trocknen, mischen – wird das Pulver
in ein neues Fass 10 geladen. Die Welle 64 der
Vorrichtung 110 einer Gesamthöhe f von hier beispielsweise
2200 mm sowie einer Länge
g von etwa 2500 mm wird durch einen Motor M angetrieben, der außerhalb
der Seitengestelle 62 angebracht ist; zwischen letzteren
durchsetzt die Welle 64 jenen Prozessapparat 110,
der zwei – sich
jeweils von der Welle 64 weg verjüngende – Kastenhälften 112, 112t enthält, beidseits deren die Welle 64 umgebende
Büchsen 113 anschließen. An
letzteren ist jeweils ein radiales Tafelelement 114 für einen
Aufnahmekasten 66a festgelegt,
mit welchem das Haubensystem 80a verbunden
ist.
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Der
obere Kastenteil 112 weist einen verschließbaren Einfüllstutzen 111 auf.
Vom unteren Kastenteil 112t geht – unter
Zwischenschaltung eines Verschlusses 116 – in der
Vertikalachse A das Verbindungsrohr 34a aus
und durchgreift auch hier ein Spanngestell 38.
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Das
erfindungsgemäße System
kann auch als Dispensiereinheit eingesetzt werden. In der Pharmaindustrie
ist es oft gebräuchlich,
ein Fass mit Rohstoff in kleinere, präzise Ladungen abzufüllen. Mit
der Vorrichtung 120 nach 23 ist
es möglich,
eine präzise
Menge Pulver Q von einem Fass 10 in ein zweites Fass 10a zu dosieren, indem man zwei – axial
in Abstand q zueinander stehende – Haubensysteme 80b – die
durch ein Dosierventil 122 getrennt sind – mit Waagen
verbindet. Diese – beiden
Haubensystemen 80b zugeordneten – Wiegeorgane
sind in 23 mit 124 bezeichnet.
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Die 24 bis 37 verdeutlichen
vierzehn Schritte des Verfahrens; die jeweils über der dort gezeigten Vorrichtung 120 erkennbaren
Skizzen sollen die einzelnen Schritte verdeutlichen, beispielsweise
das Einsetzen zweier Säcke 46, 50 in
ein Fass 10 im ersten Schritt (24). Das
Festlegen des Mündungsbereiches 47 des äußeren Hüllsackes 46 am
Profilring 28 im zweiten Schritt zeigt 25,
dann 26 das Verkürzen
der Kolben-/Zylinder-Einheiten 76 – und Anheben des Fasses 10 – im dritten Schritt.
Das Entfernen der Spannfläche 54,
das Öffnen
des Innensackes 50 und das klemmende Festlegen von dessen
Mündungsbereich 51 mittels
des Druckringes 44 ist in den 27 bis 29 zu
erkennen, das Drehen der Welle 64 – samt Absenken der nunmehr
bodennahen Tragplatte 78 auf den Stellboden B – in 30.
Das Einsetzen eines zwei Säcke
enthaltenden Fasses 10 in die bodennahe Tragplatte 78 entnimmt
man 31, das Öffnen
des Sackes 46, 50 als neunter Schritt der 32.
Das Dosieren des Pulvers Q im oben liegenden Innensack 50 bei
teilweiser Übergabe
an den unten stehenden Innensack 50 zeigt 33 und
dessen Verschließen
die 34. Es folgen die Schritte des Verschließens des äußeren Hüllsackes 46 und
dessen Abtrennen von der am Profilring 28 verbleibenden Spannfläche 58.
Schließlich
zeigt 37 das Verschließen des – die dosierte
Pulvermenge enthaltenden – Fasses 10.
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In 38, 39 wird
verdeutlicht, dass man mit einem erfindungsgemäßen System 128 nicht
nur Fässer 10 zu
entleeren vermag, sondern auch einen sog. Big Bag 130 mit
eingeklebtem Doppelliner. Hier ist ein bodenwärts offener Fülltrichter 70a in einem Fahrrollen 132 aufweisenden
fahrbaren Traggestell 134 angeordnet. Vom Fülltrichter 70a geht ein Anschlussrohr 71a für
eine Förderleitung 88 aus, die
beispielsweise zu dem Reaktor 92 nach 18 führt. Am
oberen Trichterrand 73 setzt ein Filter 136 für die Förderung
an. Einer aufblasbaren Dichtung 138 sitzt der Mündungsrand 140 des
Big Bag 130 auf, der von einer horizontalen Glasscheibe 84a umgeben ist; diese übergreift
das Haubensystem 80a .
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Über dem
fahrbaren Traggestell 134 ist eine Förderschiene 142 für einen
Laufwagen 144 mit Hängeeinrichtung 146 zum
vereinfachten Transport des an diese anhängbaren Big Bag 130 zu
erkennen.
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Der
Querschnitt der 39 verdeutlicht am Haubensystem 80a ein Filter 32, zwei Paare
von Handschuhen 26 und eine Abfallöffnung 148.