DE19711889A1 - Verfahren zur Handhabung von Schüttgütern und Schüttgutbehälter zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Handhabung von Schüttgütern und Schüttgutbehälter zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung von
Schüttgütern und geeigneten Behälterkonstruktionen zur
Durchführung des Verfahrens, insbesondere für schwerflie
ßende Schüttgüter nach der Gattung der Verfahrens- und
der Vorrichtungsansprüche.
Es ist bereits eine Behälterkonstruktion für Dosiervor
richtungen aus der DE-AS 10 30 574 bekannt, bei der ein
flexibler Wiegebehälter als Innenteil des Behälters aus
Kunststoff hergestellt ist. Dieser Kunststoffbehälter ist
mittels Klemmleisten unten verschließbar.
Bei der Handhabung von Schüttgütern werden häufig bereits
verwogene bzw. dosierte Chargen des Schüttgutes in einem
Behälter gelagert und zu einem späteren Zeitpunkt ent
leert, oder es werden in einem Behälter abwechselnd
Schüttgüter verschiedener Zusammensetzungen oder Farbe
gelagert und entleert. Das exakte Einwiegen und die voll
ständige Befüllung und Entleerung des Behälters ist hier
bei die Voraussetzung für eine hohe Produktqualität des
Schüttgutes und der daraus gegebenenfalls weiterzuverar
beitenden Gegenstände.
In all den oben beschriebenen Fällen ist eine Restlosent
leerung des Behälters notwendig, sei es um die genauen
Chargengewichte einzuhalten oder um Farb- oder Material
vermischungen bei nachfolgenden Arbeitsgängen zu vermei
den. Bei leichtfließenden Schüttgütern kann dies bereits
in vielen Fällen mit einem metallischen Behälter erreicht
werden.
Probleme gibt es in dieser Hinsicht jedoch bei schwer
fließenden und an den Behältermaterialien anhaftenden
Schüttgütern, insbesondere bei sehr feinkörnigen, adhesi
ven, fetthaltigen oder elektrostatisch aufgeladenen Ma
terialien. Bei diesen Materialien stellt der oben erwähn
te, bekannte flexible Innenbehälter eine bessere Lösung
gegenüber Behältern dar, die nur eine metallische Ober
fläche aufweisen. Zur Restlosentleerung ist es notwendig,
daß flexible Behälter möglichst allseitig und gleichmäßig
aktiviert werden. Bei kleineren Behältern kann dies bei
spielsweise durch pneumatische Klopfer oder elektromoto
rische Rüttler erreicht werden. Bei größeren Behältern
wird diese Art der Aktivierung deshalb problematisch,
weil die Anzahl der Aktivatoren aus Kostengründen nicht
beliebig vermehrt werden kann und darüber hinaus eine
gleichmäßige Aktivierung nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und einen Behälter der eingangs angegebenen Art so fort
zubilden, daß auf einfache Weise eine Restentleerung
des Behälters auch bei schwerfließendem Material gewähr
leistet ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter
Weise eine gute Restentleerung durch die Luftströmung
zwischen der festen Außenwand des Behälters und dem fle
xiblen Innenteil erreicht werden. Die, durch die vorzugs
weise tangential eingebrachte Luftströmung hervorgerufe
ne, mechanische Aktivierung des Innenteils erfolgt im ge
samten Bereich zwischen der Außenwand und dem Innenteil
gleichmäßig. Die Luftströmung pulsiert mit relativ hoher
Frequenz, so daß anhaftende Schüttgutteilchen am Innen
teil zuverlässig entfernt werden und der Behälter als
solcher nahezu rückstandsfrei auch bei schwerfließendem
Schüttgut entleert wird.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah
rens läßt sich die Intensität dieser Aktivierung durch
den Luftstrom auf einfachste Weise durch ein in die Luft
zuführung eingebautes, bevorzugt handbetätigtes, Drossel
ventil regulieren. Die Luftzuführung und -abführung kann
dabei in vorteilhafter Weise in einem geschlossenen Sy
stem erfolgen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsge
mäßen Verfahrens wird der Behälter für das Schüttgut als
eine Saugwaage betrieben, bei der es besonders darauf an
kommt, daß eine restlose Entleerung des Schüttgutes nach
jedem Wiegevorgang gewährleistet ist. Hierbei wird der
Behälter, welcher vorzugsweise auf Wägezellen, Meßdosen
oder in einem Wiegerahmen gelagert ist, mittels einer
pneumatischen Förderanlage im Saug- oder Druckbetrieb be
füllt und bei Erreichen des gewünschten Sollgewichts die
Förderung in an sich bekannter Art und Weise mittels Ven
tile und Steuerungen abgeschaltet. Dieser Vorgang kann
für ein oder mehrere Komponenten durchgeführt werden.
Durch das pneumatische Einfördern des zu verwiegenden
Schüttgutes, der daraus resultierenden Verdichtung und
wegen der möglichst hohen Verwiegegenauigkeit, stellen
Saugwaagen, wie bereit erwähnt, besonders hohe Anforde
rungen in bezug auf die Restlosentleerung.
Bei der zuletzt beschrieben Ausführungsform können die
durch ein Gebläse bewirkten Luftkreisläufe für den Saug- oder
Druckvorgang in vorteilhafter Weise mit dem weiter
oben beschriebenen Luftkreislauf für die Restentleerung
durch eine entsprechende Ventilsteuerung kombiniert wer
den.
Andere vorteilhafte Ausführungsformen, insbesondere ge
eignete Behälterkonstruktionen zur Durchführung des er
findungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Ausführungsbeispiele von Behältern und die mit ihnen
durchführbaren erfindungsgemäßen Verfahrensschritte bei
der Handhabung von Schüttgütern werden anhand der Zeich
nung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Behäl
ters für Schüttgut mit einem Luftkreislauf;
Fig. 2 eine ebenfalls schematische Draufsicht auf
den Behälter nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Aus
führungsbeispiels eines als Saugwaage aufgebauten
Behälters für Schüttgut.
In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Be
hälterkonstruktion gezeigt, die einen Behälter 1 für die
Dosierung von Schüttgut mit einem nahezu kreisförmigen
Behälterquerschnitt von < 1 m2 aufweisen soll.
Der hier dargestellte Behälter 1 besteht aus einem zylin
drischen Oberteil 2 und einem konischen Unterteil 3 und
ist mit einem flexiblen Innenteil aus Gummi 4 ausgeklei
det in das ein, hier nicht dargestelltes, zum Beispiel
schwerfließendes Schüttgut eingebracht werden kann. Das
Innenteil 4 ist vollkonisch ausgebildet, so daß sich im
Ruhezustand ein Luftraum 5 zwischen dem flexiblen Innen
teil 4 und der Außenwand (Teile 2, 3) des starren Behäl
ters 1 bildet.
Beim Befüllen der Behälterkonstruktion mit dem Schüttgut
legt sich das flexible Innenteil 4 an die starren Behäl
terteile 2, 3 an, so daß der gesamte Inhalt des Behälters
1 genutzt werden kann. Befüllt wird der Behälter 1 über
einen oder mehrere Einlaufstutzen 6 an einem Deckel 7.
Selbstverständlich kann der Behälter auch offen betrieben
werden, sofern es das zu handhabende Material zuläßt. Der
Behälter 1 kann unten an einem Auslaß 8 mit einem Ab
sperrorgan 9, welches als Schieber, als Drehklappe, oder
als Quetschventil ausgebildet sein kann, verschlossen
werden.
Beim Entleeren des Behälters 1 setzt der Materialfluß des
Schüttgutes aufgrund der Schwerkraft, oder mit Unterstüt
zung eines hier nicht gezeichneten zusätzlichen Vibra
tors, ein. Nähert sich die Entleerung dem Ende, so wird
eine Restlosentleerung dadurch erzielt, daß ein Gebläse
10 über eine Luftzuführung 11 ruft in einen Luftein
trittsstutzen 12 hineinbläst. Aus einem Luftaustritts
stutzen 13 tritt diese wieder aus und wird über die Luft
zuführung 11 dem Gebläse 10 in einem geschlossenen Kreis
lauf wieder zugeführt.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine Luftströmung 14 im
Luftraum 5 zwischen dem Behälter 1 und dem Innenteil 4
aktiviert wird, welche durch die tangentiale Lage des
Lufteintrittsstutzens 12 einen tangentialen Eintritt und
eine tangentiale Fortpflanzung im Luftraum 5 bis zum
ebenfalls tangential oben angeordneten Luftaustrittsstut
en 13 erfährt. Wenn die Luftströmung 14 in dieser Weise
ebenfalls tangential auf das in Grenzen flexibel nachge
bende Innenteil 4 trifft, so bildet sich eine im Luftraum
5 umlaufende Schwingung der Luftströmung 14 an der äuße
ren Wand des Innenteils 4 heraus, die zu einer mechani
schen Aktivierung des Innenteils 4 führt.
Diese mechanische Aktivierung des Innenteils 4 erfolgt
gleichmäßig umlaufend mit relativ hoher Schwingungsfre
quenz, so daß auch anhaftende schwerfließende Schüttgut
teilchen an der Innenseite des Innenteils 4 zuverlässig
entfernt werden und der Behälter 1 als solcher nahezu
rückstandsfrei auch unter schwierigen Verhältnissen ent
leert wird. Die Intensität dieser Aktivierung läßt sich
beispielsweise durch ein in die Luftzuführung 11 einge
bautes, handbetätigtes Drosselventil 15 regulieren. Die
Frequenz der Schwingung, die zu dieser Aktivierung führt,
ergibt sich aus den Bemessungsregeln eines mechanischen
Schwingkreises, wobei neben den Abmessungen insbesondere
auch die Materialeigenschaften des Innenteils 4 und des
noch anhaftenden Schüttguts eine Rolle spielen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Behälter
konstruktion als eine Saugwaage 21 ausgeführt. Diese be
steht aus einer metallischen Behälterwand 22, einem fle
xiblen Innenteil 23 (vergleichbar mit dem Innenteil 4
nach Fig. 1), einem eingebauten Filter 24 und einer
pneumatisch betätigten Auslaßklappe 25. Die metallische
Behälterwand 22 der Saugwaage 21 ist hier auf mindestens
3 Druckmeßdosen 26 gelagert und über eine Förderleitung
27 mit einem nicht gezeigten Vorratssilo oder auch mit
mehreren Silos für das zuzuführende Schüttgut verbunden.
Die nach diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 gebil
dete Saugwaage ist über eine Reinluftleitung 28 mit einem
Gebläse 29 verbunden. Die Ausblasleitung 30 des Gebläses
29 führt über ein Ventil 31 ins Freie oder über ein Ven
til 32 in den Luftraum 33 (vergleichbar dem Luftraum 5
nach Fig. 1) zwischen der Behälterwand 22 und dem Innen
teil 23. Von diesem Luftraum 33 führt eine Rückluftlei
tung 34 zum Gebläse 29. Alle vorgehend beschriebenen
Luftleitungen 28, 30, 34 sind jeweils mit elastischen Ver
bindungselementen 35 an den zu wiegenden Behälter 21 an
geschlossen, so daß keine Beeinträchtigung der Verwiegung
erfolgt.
In das Luftleitungssystem dieses Ausführungsbeispiels ist
desweiteren ein Bypassventil 36, ein Belüftungsventil 37
und ein Absperrventil 38 eingebaut. Im Folgenden soll der
Betrieb der Saugwaage mit der erfindungsgemäßen Restent
leerung erläutert werden.
Bei einem Einschalten des Gebläses 29 sind die Ventile 31
und 36 geöffnet und die Ventile 32 und 38 geschlossen. In
diesem Leerlaufbetrieb saugt das Gebläse 29 Luft aus der
Atmosphäre an und gibt diese Luft über das Ventil 31 an
die Atmosphäre ab. Wird nun das Absperrventil 38 geöffnet
und das Belüftungsventil 37 sowie das Bypassventil 36 ge
schlossen, so entsteht in der Reinluftleitung 28 ein För
derluftstrom bzw. -sog, der sich über den Filter 24 in
den Behälter 21 und in die Förderleitung 27 fortsetzt, so
daß hierdurch eine pneumatische Befüllung des Behälters
21 der Saugwaage bewirkt wird.
Während dieses Befüllvorgangs herrscht im Luftraum 33 ein
um den Luftwiderstand des Filters 24 größerer Unterdruck
als im Inneren des Behälters 21, bzw. des Innenteils 23.
Dadurch und durch das Gewicht des eingebrachten Schüttgu
tes, wird das flexible Innenteil 23 eng an die Behälter
wand 22 angepreßt und es wird so während der Befüllung
das Behältervolumen optimal ausgenutzt.
Wenn im Betrieb der Saugwaage mehrere Komponenten eines
Schüttgutes während eines Wiegezyklusses in den Behälter
21 eingebracht werden, so wird beim Umschalten von einer
Komponente zur nächsten Komponente die Saugwaage kurz in
den oben erwähnten Leerlaufbetrieb geschaltet und danach
eine neue Komponente über hier nicht näher beschriebene
Ventile aufgeschaltet.
Am Ende der Verwiegung des gesamten Schüttgutes wird
ebenfalls der vorerwähnte Leerlaufbetrieb aufgeschaltet.
Zum Entleeren der Saugwaage werden nunmehr das Auslauf
ventil 25, das Belüftungsventil 37 und das Ventil 32 ge
öffnet und es werden das Absperrventil 38, das Ventil 36
und das Ventil 31 geschlossen. Dann bewirkt der nun über
die Belüftungsleitung (vergleichbar mit dem Lufteintritt
8 nach Fig. 1) im unteren Ende des Konus des Behälters
21 eintretende Luftstrom eine starke Vibration des ela
stischen Innenteils 23, wodurch die Entleerung des Behäl
ters 21 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbei
spiel unterstützt wird.
Nach der Restlosentleerung der Saugwaage kann ein neuer
Wiegezyklus mit den oben beschriebenen Schaltstellungen
der Ventile gestartet werden. Auch eine pneumatische Rei
nigung des Filters 24 kann im Verlauf dieser Zyklen durch
eine entsprechende Schaltstellung der Ventile in an sich
bekannter Weise erfolgen.
1
Behälter für Schüttgut
2
oberes Behälterteil
3
unteres Behälterteil
4
flexibles Innenteil
5
Luftraum
6
Einlaufstutzen
7
Deckel
8
Auslaß für das Schüttgut
9
Absperrorgan
10
Gebläse
11
Luftzuführungen
12
Lufteintrittsstutzen
13
Luftaustrittsstutzen
14
Luftströmung
15
Drosselventil
21
Behälter (Saugwaage)
22
Behälterwand
23
flexibles Innenteil
24
Filter
25
Auslaßklappe
26
Druckmeßdosen
27
Förderleitung
28
Reinluftleitung
29
Gebläse
30
Ausblasleitung
31
(Ausblas-)Ventil
32
Ventil
33
Luftraum
34
Rückluftleitung
35
elastische Verbindungselemente
36
Bypassventil
37
Belüftungsventil
38
Absperrventil
Claims (11)
1. Verfahren zur Handhabung von Schüttgütern in einem Be
hälter, bei dem
- - das jeweilige Schüttgut in ein, im Behälter (1; 21) lie gendes, flexibles Innenteil (4; 23) gelangt und über einen verschließbaren Auslaß (8; 25) nach unten entweichen kann, dadurch gekennzeichnet, daß
- - während der Entleerung des Behälters (1; 21) zwischen das flexible Innenteil (4; 23) und der Behälterwand (2, 3; 22) des Behälters (1; 21) ein Luftstrom derart hin eingeblasen wird, daß sich ein Luftraum (5; 33) ausbildet in dem sich eine pulsierende Luftströmung (14) von einem Lufteintrittsstutzen (12) zu einem Luftaustrittsstutzen (13) fortpflanzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - der Lufteintritt am Lufteintrittsstutzen (12) im unte ren Bereich des Luftraumes (5; 33) tangential zum nahezu kreisförmigen Innenteil (4; 23) und spiralförmig anstei gend zum ebenfalls tangentialen Luftauslaß am Luft austrittsstutzen (13) erfolgt, wobei das Innenteil (4; 21) und die Behälterwände (1; 21) sich konisch zum Aus laß (9; 25) für das Schüttgut hin verengen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß
- - die Luftzuführung und die Luftabführung in den Luftraum (5; 33) durch ein, in einem geschlossenen Luftkreislauf liegenden Gebläse (10 ; 29) durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß
- - die Luftzuführung und die Luftabführung in den Luftraum (5; 33) mittels eines zuschaltbaren, für die Beschickung und Entleerung bereits vorhandenen Gebläse (10; 29) durch geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - bei einem Betrieb des Behälters (1; 21) als Saugwaage
folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
- a) die Luft des Gebläses (29) wird über Ventile (31, 32, 36, 37) derart gesteuert, daß in einem Leer laufbetrieb Reinluft aus der Atmosphäre gefördert und wieder an die Atmosphäre abgegeben wird;
- b) in einem oder mehreren Befüllvorgängen nach dem Leerlaufbetrieb werden Ventile (38, 37, 36) so betä tigt, daß mittels des Gebläses (29) ein Förderluft strom durch den Filter (24) und das Innenteil (23) entsteht und somit Schüttgut über eine Förderleitung (27) angesaugt wird;
- c) zur Entleerung des Behälters (21) nach einem er neut zwischengeschalteten Leerlaufbetrieb wird das Gebläse (29) über entsprechende Ventilstellungen so geschaltet, daß der pulsierende Luftstrom vom Lufteinlaß (12) zum Luftauslaß (13) strömt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Intensität der pulsierenden Luftströmung im Luft raum (5; 33) über eine Leistungsregelung des Gebläses (10; 29) verändert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß
- - es nur zur Restentleerung des nach einem vorangegange nen, mit anderen Mitteln ausgeführten Entleerungsvorgang für am Innenteil (4; 23) noch anhaftende Restschüttgutpar tikel angewandt wird.
8. Behälter für die Mischung, Dosierung oder Wiegung von
Schüttgut zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
- - der oben nahezu zylindrische Behälter (1; 21) im unteren Teil ein konisches metallisches Behälterteil (3) aufweist und das in vorgegebenen Grenzen flexible Innenteil (4; 23) oben an dem Behälterrand befestigbar ist und unten direkt in den verschließbaren Auslaß (8; 25) am unteren Behäl terteil (3) geführt ist, daß
- - unten im Bereich des Auslasses (9; 25) ein rohrförmiger Lufteinlaß (12) tangential zwischen das Innenteil (4; 23) und die Behälterwand (3; 22) und oben ein ebenfalls rohr förmiger Luftauslaß (13) ebenfalls tangential zwischen das Innenteil (4; 23) und die Behälterwand (2; 22) gelegt ist und daß
- - der Lufteintrittsstutzen (12) und der Luftaustritts stutzen (13) über ein Gebläse (10; 29) miteinander ver bindbar sind.
9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
- - das flexible Innenteil (4; 23) an Flansche am oberen Be hälterrand und am Auslaß (8; 25) an- und abklemmbar ist.
10. Behälter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß
- - der Behälter (1; 21) mit seinen metallischen Behälter teilen (2, 3; 22) auf Druckmeßdosen (26), Wägezellen oder einem Wiegerahmen aufliegt.
11. Behälter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - die Luftzuführungen (11; 34, 27, 28) über flexible Rohr stücke (35) an den Behälter (1; 21) angeschlossen sind.
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