DE3032934C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfas­ sung des Füllstandes im Einfüllschacht einer Schnecken­ presse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Verwertung von Tierkörpern bedarf es u.a. einer Entfettung des vorher sterilisierten und getrockne­ ten Materials. Die Entfettung erfolgt üblicherweise mechanisch mittels Schneckenpressen. Hierzu wird das Material über eine Dosierschnecke od.dgl. einem Ein­ füllschacht zugeführt, von dem es in die Schneckenpresse gelangt. Die Mengenregelung erfolgt üblicherweise manuell. Das in dem Einfüllschacht befindliche Material wird von dem Förderteil der Hauptzelle aufgenommen. In der anschließenden Kompressionszone wird es komprimiert und aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigen­ schaften von festen und flüssigen organischen Substanzen werden diese mechanisch getrennt, d.h. das flüssige tierische Fett wird durch die sogenannten Seiher­ felder herausgedrückt, und der als Schilfer bezeichnete feste Bestandteil bleibt innerhalb der Seiherfelder und gelangt durch einen Austrittsspalt in einen Aus­ fallschacht und von dort über Schilferschnecken od.dgl. zur Mahlanlage.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß es bei der Befül­ lung des Einfüllschachtes immer wieder zu Störungen kommt, da der materialabhängige optimale Füllstand in dem Einfüllschacht nicht eingehalten werden kann. Bei einer durch zu große Förderung der Dosierschnecke bedingten Überfüllung des Einfüllschachtes wird die Seitenwandreibung größer, so daß aufgrund der vergrößer­ ten Haftfläche das Material am Rutschen gehindert wird. Es wird daher schlechter eingezogen und die Fördermenge wird geringer, was wiederum ein schnelleres Ansteigen des Materials im Einfüllschacht zur Folge hat, bis eine Verstopfung eintritt. Hierbei läuft das Material einer­ seits am Einfüllschacht über, andererseits reißt der kontinuierliche Preßfilm ab. Dies führt zum Verstopfen der Mahlanlage, da das Zwischenprodukt durch den Schilfer­ austritt ungepreßt mit hinausgefördert wird. Bei Unter­ füllung des Einfüllschachtes infolge zu geringer Material­ zufuhr vermindert sich ebenfalls der Preßdruck und damit die Qualität des Schilfers, bis die Pressung endgültig abreißt. In beiden Fällen, sowohl bei Überfüllung als auch bei Unterfüllung des Einfüllschachtes können somit erhebliche Störungen der Anlage eintreten. Dies kann auch dann der Fall sein, wenn infolge manuellen Ein­ griffs die Füllstandshöhe zu langsam um den Sollwert pendelt.

Vorrichtungen zur Füllstandsregelung sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. So ist der DE-OS 22 29 171 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Füllstandsregelung zu entnehmen, die durch konti­ nuierliches Messen der Strahlungswärme eines Fördergutes und mit den hiermit erhaltenen Meßwerten eine kontinuier­ liche Füllstandsregelung durchführt. Weiterhin soll das Fördergut, insbesondere Kunststoffmaterial, qualitativ und quantitativ günstig entgast werden können. Die DE-AS 10 21 178 betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Füllstandes von Staubbunkern. Hier wird der Füll­ stand von feinem Staub innerhalb eines Staubbunkers mit Hilfe der Messung der Kapazitätsänderung gegenüber der Erde überwacht. Eine Mischmaschine, bei der ein Meß- und Regelkreis vorgesehen ist, der die Regelung über eine Steuerung einer Dosierschnecke vornimmt, geht aus der DE-AS 12 83 810 hervor. Die DE-OS 20 12 524 beschreibt ein Nachfüllgerät, welches mit Hilfe einer mechanischen Abtastung arbeitet.

Eine weitere Einrichtung zur Ermittlung einer Unter- oder Überschreitung einer bestimmten Füllungshöhe in einem allseitig geschlossenen Behälter mit lichtdurch­ lässiger Flüssigkeit, und zwar unter Benutzung einer aus Lichtquelle und Fotozelle bestehenden, zur Anzeige und/oder Einleitung eines Regelvorganges dienenden licht­ elektrischen Anordnung ist durch die DE-PS 6 90 755 bekannt. Bei dieser Einrichtung sind die Lichtquelle innerhalb des Behälters in der Höhe der Mindestfüllung und die eben­ falls im Behälterinnern untergebrachte lichtempfind­ liche Fotozelle in der Höhe der Höchstfüllung oder umgekehrt angeordnet, wobei die Lichtstrahlen durch den Flüssigkeitsspiegel derart abgelenkt bzw. total reflek­ tiert werden, daß sie die Fotozelle nicht treffen, solange der Flüssigkeitsspiegel zwischen der Lichtquelle und der Fotozelle liegt. Diese Einrichtung ist jedoch nur anwendbar, wenn eine lichtdurchlässige Flüssigkeit sich in dem Behälter befindet. Die Einrichtung ist jedoch nicht verwendbar für lichtundurchlässiges Gut, wie z.B. Fleischbrei, zumal auch dabei zu berücksichtigen ist, daß Fleischbrei pastös ist und keine Fließgeschwindigkeit wie eine Flüssigkeit aufweist. Hinzu kommt, daß bei der Einrichtung die Lichtquelle innerhalb des Behälters in Höhe der Mindestfüllung angeordnet ist. Wird anstelle von Flüssigkeit Fleischbrei verwendet, der ein sehr agressives Verhalten auf Metalle zeigt, so würde die Lichtquelle infolge Berührung und hiermit zusammen­ hängender Verschmutzung und Korrosion des Tasters in kürzester Zeit gestört und beschädigt werden, was auch für die Fotozelle bei Höchstfüllstand gilt.

Nach der DE-PS 8 71 532 ist eine fotoelektrisch gesteuerte Vorrichtung zur Regelung der Flüssigkeits­ zufuhr zu einem Behälter bekannt, wobei ein lichtempfind­ liches Organ die Regelung des Flüssigkeitsstromes zum Behälter in Verbindung mit einer Lichtquelle bestimmt, deren Strahlen auf der Flüssigkeitsoberfläche im Behäl­ ter gesammelt werden. Darüber hinaus sind Einrichtungen vorgesehen, die eine Reflexion dieser Strahlen durch Spiegelung von dieser Oberfläche zur lichtempfindlichen Zelle hin verhindern und die diffus von dieser Ober­ fläche reflektierten Strahlen zu den lichtempfindlichen Einrichtungen hinleiten, wobei eine Blende od.dgl. dieses zur lichtempfindlichen Einrichtung geleitete Strahlenbündel auf eine vorbestimmte Bahn derart be­ schränkt, daß die durchgeleitete Lichtintensität durch die Höhe des Flüssigkeitsspiegels bestimmt ist. Es soll somit eine fotoelektrisch gesteuerte Ventilregelvor­ richtung für die Zufuhr eines hochviskosen Stoffes zu einem Behälter geschaffen werden, mit der es möglich ist, den Flüssigkeitsspiegel im Behälter innerhalb vor­ gegebener Grenzen zu halten. Darüber hinaus soll die Vorrichtung die gewünschte Steuerung über einen weiten Bereich von Reflexionswinkeln der reflektierten Strah­ len ausführen. Da die Vorrichtung für fest eingestellte Füllhöhen vorgesehen ist, ist eine Einstellbarkeit einer gewünschten Füllhöhe nicht möglich. Die bekannte Vorrichtung ist nicht genügend variabel und nicht anpas­ sungsfähig. Außerdem dient die Vorrichtung ausschließlich zum Erfassen des Füllstandes und zur Regelung der Flüssig­ keitszufuhr von hochviskosen Flüssigkeiten, während dagegen die Vorrichtung nicht verwendbar ist , wenn pastöses Gut vorliegt, da bei der Verwendung pastösen Gutes die Füllhöhe wellenartig schwankt. Eine Störung des Bildes würde somit durch Fehlsignale erfolgen. Hinzu kommt, daß die bei der Vorrichtung verwendeten Linsen durch Fettdämpfe beschlagen werden, wenn ein pastöses Gut mit dieser Vorrichtung erfaßt werden soll, welches z.B. aus Fleischbrei besteht. Eine Reinigung einer der­ artigen Vorrichtung ist darüber hinaus schwierig, zumal auch der Reinigungsgrad nur schwer zu überprüfen ist. Die Reflexion auftretender Wellen an der Gutoberfläche ist undefinierbar und würde zu Störungen führen. Eine einwandfreie Regelung wäre bei der Anwendung von pastösem Gut, wie z.B. Fleischbrei, nicht möglich.

Nach der DE-AS 12 07 103 ist ferner eine Vorrich­ tung zur Messung der Lage einer reflektierenden Fläche unveränderlicher Richtung bekannt, wobei diese Vorrichtung insbesondere für die Ermittlung und/oder die Regelung des Niveaus der freien Oberfläche einer Flüssigkeit anwendbar sein soll, und zwar beispielsweise zur Messung des Niveaus eines flüssigen Moderators bei bestimmten Kernreaktoren, bei denen das Moderatorniveau sehr genau und aus größerer Entfernung gemessen werden muß. Die Vorrichtung ist hierzu ausschließlich ausgelegt, die freie Oberfläche einer Flüssigkeit zu messen und zu erfassen. Hierzu ist die Vorrichtung in der Weise ausgebildet, daß die Lichtquelle aus zwei im wesentlichen gleichen lichtaussendenden Objekten besteht, die in einer vorbestimmten Frequenz wechselweise Licht aus­ strahlen, wobei der Spalt des Schirmes derart angeordnet ist, daß bei jeder Abweichung der reflektierenden Fläche aus einer vorbestimmten Lage eines der Bilder mehr oder weniger verdeckt wird und wobei eine durch das licht­ empfindliche Element gespeiste Vorrichtung, die auf die Frequenz der wechselweisen Lichtausstrahlung an­ spricht, zur Anzeige jeder Lagenänderung der reflektie­ renden Fläche aus ihrer vorbestimmten Stellung dient. Auch bei dieser Meßvorrichtung ist Voraussetzung eine Flüssigkeit mit glatter Oberfläche im Gegensatz z.B. zu pastösem Gut, wie Fleischbrei mit "Wellenbildung". Hinzu kommt, daß diese Vorrichtung ausschließlich auf gut reflektierende Oberflächen ausgerichtet ist und gut reflektierende Oberflächen sind nur bei Flüssig­ keiten gegeben, jedoch nicht bei pastösem Gut, wie Fleischbrei. Fleischbrei reflektiert sehr schlecht und unterschiedlich, so daß diese Meßvorrichtung nicht dort angewendet werden kann, wo pastöses Gut, wie Fleischbrei, verarbeitet wird. Hinzu kommt, daß die Lage des Oberflä­ chenniveaus bei dieser Vorrichtung, bei der die Bilder symmetrisch zur Achse eines Spaltes liegen, bei der Verwendung von Fleischbrei nicht definierbar ist, und zwar wegen des Vorhandenseins von Klumpen und einem unterschiedlichen Reflexionsgrad infolge Feuchte-, Fett- und Farbschwankungen. Im Einfüllschacht herabfallendes Material führt fernerzu Fehlimpulsen.

Eine Flüssigkeitsniveau-Anzeigevorrichtung ist durch die DE-OS 29 20 199 bekannt. Diese Flüssigkeits­ niveau-Anzeigevorrichtung ist durch ein Glied mit einem Oberflächenteil, welches angeordnet ist entweder zum Brechen eines Lichtstrahles, der in das Glied eingetreten ist, in die Flüssigkeit am Oberflächenteil oder aber welches den Strahl zu einer Anzeigefläche auf der Ober­ fläche des Glieds reflektiert, und zwar abhängig davon, ob die Flüssigkeit an dem Oberflächenteil vorhanden ist oder nicht, gekennzeichnet, wobei des weiteren die Anzeigevorrichtung ferner Mittel aufweist, die eine Anzeige vorsehen, welche für die Helligkeit der Anzeige­ fläche eine Anzeige bildet, und zwar an einer Position entfernt von der Anzeigefläche. Da diese Flüssigkeits­ niveau-Anzeigevorrichtung mit einem fotoempfindlichen Element arbeitet, das in der Nähe der Anzeigefläche, also am Sollpunkt, angeordnet sein muß wegen Verstopfungs­ gefahr und eine Flüssigkeitsberührung erforderlich ist, ist diese Anzeigevorrichtung nicht einsetzbar dort, wo zerkleinertes, agressives Gut, wie Fleischbrei, ver­ arbeitet wird.

Die DE-PS 8 48 866 betrifft ein Verfahren zur Über­ wachung von Flüssigkeitsständen in geschlossenen Behäl­ tern, insbesondere bei Hochdruckgefäßen, und zwar in der Weise, daß man an der Außenseite eines beleuchteten Flüssigkeitsstandsglases eine oder mehrere Fotozellen anbringt, deren Lichteinstrahlung vom wechselnden Flüs­ sigkeitsstand durch die verschiedene Lichtreflexion bei Reflexionsanzeigern oder durch Lichtabsorption bei durchleuchtbaren Flüssigkeitsstandanzeigern beeinflußt wird , und die durch dabei infolge der wechselnden Licht­ einstrahlung in wechselnder Intensität auftretenden fotoelektrischen Kräfte über an sich bekannte Ver­ stärkungsvorrichtungen ein in der Flüssigkeitszuleitung oder -ableitung liegendes Ventil öffnen oder schließen. Ebenfalls eine Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern ist dem DE-GM 18 69 563 zu entnehmen, bei der zur Auf­ nahme des Licht- oder Strahlenimpulses an dem Standrohr ein Halbleiter angesetzt ist. Auch diese Vorrichtung ist nur anwendbar, wenn eine lichtdurchlässige bzw. eine durchsichtige Flüssigkeit verwendet wird.

Sowohl bei dem Verfahren zur Überwachung von Flüssigkeitsständen in geschlossenen Behältern, ins­ besondere bei Hochdruckgefäßen, als auch bei der Vorrich­ tung zum Regeln und/oder Steuern ist eine horizontale Durchstrahlung des Gutes vorgesehen, die sich wegen mangelnder Verstellbarkeit der Füllhöhe nicht universell einsetzen läßt. Hinzu kommt, daß eine Anordnung der einzelnen Vorrichtungsteile innerhalb des Einfüllschachtes nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Füllstand im Ein­ füllschacht einer Schneckenpresse bei schwer zu handhaben­ dem, agressivem und lichtdurchlässigem sowie Konsistenz und Beschaffenheit ständig wechselndem Gut, wie zu verwertenden Tierkörpern od.dgl. erfaßbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Mit einer derartigen Vorrichtung ist die Steuerung der Umdrehung einer der Schneckenpresse vorgeschalteten Dosierschnecke in Abhängigkeit von dem verwendeten und durch den Einfüllschacht geführten Gut, und zwar unter Berücksichtigung der Eigenschaften, die dieses Gut besitzt, und zwar insbesondere auch unter Berücksichtigung der ständig wechselnden Konsistenz und Beschaffenheit des Gutes, möglich, welches kein einheitliches Medium, wie eine Flüssigkeit, darstellt. Das hier zu verwertende Gut ist von besonderer Beschaffenheit, da es sich um Fleischmassen handelt, die aus der Verwertung von Tier­ körpern stammen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schneckenpresse mit der Vorrichtung zum Erfassen des Füllstandes im Einfüllschacht, teils in einer Seitenansicht, teils in einem Schnitt und

Fig. 2 den Einfüllschacht mit der Dosierein­ richtung, einem Sender und einem Meßwertgeber in einer schematischen Seitenansicht.

In Fig. 1 ist eine Schneckenpresse 1 dargestellt, wie sie beispielsweise bei der Verwertung von Tierkörpern Anwendung findet. In einem Maschinenrahmen 2 ist eine aus einer Förderschnecke 3 und einer Kompressionsschnecke 4 bestehende Schneckenwelle gelagert, die mit einem Hauptantrieb 9 in Verbindung steht. Unterhalb der Förder­ schnecke 3 und der Kompressionsschnecke 4 ist ein Fettsam­ melbehälter mit einem konischen Ausflußtrichter angeord­ net, durch dessen Fettaustrittsöffnung 6 ausgepreßtes, flüssiges Tierfett ausfließen kann. Neben dem Fett­ sammelbehälter 5 ist eine Schilfersammelkammer 7 angeord­ net, in deren Boden eine Schilferaustrittsöffnung 8 vorgesehen ist. Die Förderschnecke 3 wird über einen Einfüllschacht 10 mit dem aus der Verwertung von Tier­ körpern bestehenden Gut beschickt. Der Einfüllschacht 10 steht mit einer Dosiereinrichtung 11 in Verbindung, die aus einer in einem Gehäuse 13 gelagerten Do­ sierschnecke 14 besteht, die über einen Einfüllstutzen 12 mit Zwischenprodukten beschickt werden kann. Diese Zwischenprodukte werden dann von der Dosierschnecke 14 in den Einfüllschacht 10 gefördert. Die Dosierschnecke 14 wird mittels eines Dosierschneckenantriebs 17 vorzugs­ weise elektromotorisch angetrieben.

Zwischen der Dosierschnecke 14 und dem Dosierschnecken­ antrieb 17 ist ein Getriebe 16 angeordnet, das stufen­ los verstellbar ist und zur Einstellung der Drehzahl der Dosierschnecke 14 dient. Zur Verstellung des Getrie­ bes 16 ist an diesem ein Servomotor 15 vorgesehen. An dem Einfüllschacht 10 ist ein Meßwertgeber 30 angeordnet, der zum Messen der Füllstandshöhe des im Bereich des Füllraumes 32 im Einfüllschacht 10 befindlichen Gutes dient. Der Meßwertgeber 30 steht mit einem Regler 25 einer Regeleinrichtung 20 in Wirkverbindung, die auf den Servomotor 15 einwirkt.

Der Aufbau der Regeleinrichtung 20 ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Als Meßwertgeber 30 ist ein Reflexionslichttaster 21 oberhalb der Einfüllöffnung 29 des Einfüllschachtes 10 vorgesehen. Der Re­ flexionslichttaster 21 ist so ausgerichtet, daß die Mittelachse 23 seines Objektives in einem Winkel α von etwa 20° zur Senkrechten 22 angeordnet ist. In der Wand des Einfüllschachtes 10 ist zwischen dem Re­ flexionslichttaster 21 und dem Füllraum 32 eine Licht­ quelle 24 schiefwinklig zur Mittelachse 23 des Objektives des Reflexionslichttasters 21 angeordnet. Die Lichtquelle 24 strahlt im infraroten Wellenbereich. Der Reflexions­ lichttaster 21 ist mit einem Regler 25 verbunden und weist einen Sollwertgeber 27 auf, mittels dem material­ abhängig durch axiale Verschiebung des Reflexionslicht­ tasters 21 die optimale Füllstandshöhe in dem Einfüll­ schacht 10 eingestellt werden kann. Es ist auch möglich, die optimale Füllstandshöhe durch Einstellung der Tast­ weite mittels eines Potentiometers od.dgl. einzustellen. Da das Material von der Dosierschnecke 14 häufig klumpen­ weise dem Einfüllschacht 10 zugeführt wird, können hier­ durch Meßwertschwankungen des Reflexionslichttasters 21 entstehen, die ein Pendeln des Reglers 25 verursachen können. Um dies zu vermeiden, ist der Regler 25 mit einem Taktgeber 26 verbunden, so daß dieser nur taktweise Meßwerte aufnimmt oder Stellsignale abgibt. Ferner ist der Regler 25 mit einem Handsteller 28 verbunden. Der Handsteller 28 dient dazu, bei besonderen Betriebsfällen unter Umgehung des Reglers 25 direkt manuell in den Betrieb der Dosiereinrichtung 11 eingreifen zu können. Der Regler 25 ist ausgangsseitig mit einem Servo­ motor 15 verbunden, der als Antriebseinrichtung für das stufenlose Getriebe 16 dient. Dieses kann z.B. als Planetengetriebe ausgebildet sein.

Bei Abweichungen des durch den Reflexionslichttaster 21 gemessenen Istwertes von dem eingestellten Sollwert wird mittels des Reglers 25 der Servomotor 15 derart betätigt, daß durch Veränderung der Drehzahl der Dosier­ schnecke 14 die Abweichungen von der optimalen Füll­ standshöhe im Einfüllschacht 10 beseitigt werden. Als weitere Sicherheitsmaßnahme ist ein Sicherheitsschalter 18 an dem im Bereich des Einfüllschachtes 10 ausgebil­ deten Wellenzapfen der Dosierschnecke 14 angeordnet. Dieser verhindert insbesondere ein Überschwingen der Füllhöhe beim Anfahrvorgang der Schneckenpresse 1, da der Regler 25 für diesen Vorgang zu träge eingestellt ist.

Durch die mögliche Drehzahlregelung der Dosierschnecke 14 wird es möglich, die optimale Füllhöhe in dem Ein­ füllschacht 10 einzuhalten. Hierdurch kann die Schnecken­ presse 1 mit einer höheren Durchsatzleistung betrieben werden, ohne daß Störungen wegen Überfüllung oder Unter­ füllung im Einfüllschacht 10 eintreten.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Erfassung des Füllstandes im Ein­ füllschacht einer Schneckenpresse zum Pressen und Trennen schwer zu handhabenden, agressiven und lichtundurchlässigen Gutes, wie Tierkörper u.dgl., für die Verwendung in einer mit einem Meßwert­ geber in Verbindung stehenden Füllstandsregelein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sender vorgesehen ist, der in den Einfüllschacht (10) einen Lichtstrahl im infra­ roten Wellenbereich sendet und als Meßwertgeber (30) ein Reflexionslichttaster (21) dient, der die re­ flektierten Strahlen in ein Signal umwandelt und mit einer Hintergrundausblendung versehen ist, wobei die Helligkeit der reflektierten Strahlen der Füllstandshöhe zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionslichttaster (21) ein Objektiv besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Objektives des Reflexions­ lichttasters (21) in einem Winkel α von etwa 20 Grad zur Senkrechten (22) angeordnet ist und daß die Lichtquelle (24) schiefwinklig zum Reflexionslichttaster (21) in der Wand des Ein­ füllschachtes (10) zwischen dem Reflexionslicht­ taster (21) und dem Füllraum (32) angeordnet ist.