DE3506735A1

DE3506735A1 - Einrichtung zum dosieren von schuettbaren guetern

Info

Publication number: DE3506735A1
Application number: DE19853506735
Authority: DE
Inventors: Edi Unterstammheim Schmidt
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Current assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1985-10-10
Also published as: CH662995A5; GB2156322A; FR2566120A1; US4590977A; JPS60218214A; FR2566120B3; GB8507182D0; GB2156322B

Description

Einrichtung zum Dosieren von schüttbaren Gütern
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1.
Einrichtungen dieser Art müssen hohen Anforderungen bezüglich der Genauigkeit in der Dosierung und der Arbeitsgeschwindigkeit genügen. Sehr wesentlich ist, dass das spezifische Volumen des Fördergutes keine unkontrollierten Aenderungen erfährt. Das spezifische Volumen wird in der Dosiereinrichtung vom Luftinhalt und von mechanischen Einrichtungen, wie beispielsweise schroffen Richtungsänderungen, Beschleunigungen und Bremsungen erheblich beeinflusst.
Durch die CH-PS 595 241 ist eine Dosiereinrichtung bekannt geworden, die ein Rührwerk aufweist, das den Zufluss des Gutes zur Dosierschnecke unterstützt. Es hat sich gezeigt, dass der Rührwert bei einem empfindlichen Gut, wie beispielsweise Mehl, durch mechanische Einwirkung die gleichmässige Konsistenz des Fördergutes stören kann. Bei dieser Einrichtung wird der Produkte strom mit einer senkrecht nach unten gerichteten Dosierschnecke in die Packungen gelenkt. Das Gut erfährt von der Dosierschnecke eine Drehbewegung, die bewirkt, dass der an der Austrittsöffnung austretende Produkte strahl einen nach unten zunehmenden Querschnitt aufweist. Bei leichten Produkten tritt zudem noch eine erhebliche Staubentwicklung auf, was insbesondere die Versiegelung der Packungen beeinträchtigt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, bei der präzise Mengen des Gutes in rascher Folge und mit geringfügiger Staubentwicklung in offene Packungen abgefüllt werden können.
Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs erwähnten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur erläutert.
Die Figur zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemässen Einrichtung.
Auf einem Maschinengestell 1 ist ein Gehäuse 3 mit einem Träger 2 fest montiert. Auf dem Gehäuse 3 sind ein Zuführstutzen 4 und ein Zuführschacht 5 mit Flanschen 6, 7 und 8 befestigt. Am oberen Ende des Gehäuses 3 ist mit Abstandsstücken 59 ein Flanschgehäuse 11 festgeschraubt, das einen AntrIebsmotor 12 mit einem Winkelpositionsmessgerät 13 trägt.
Am Gehäuse 3 sind mit Flanschen 17 und 18 ein zylindrisches Schneckenführungsrohr 15 und ein konisches Schneckenführungsrohr 16 befestigt, in denen eine Dosierschnecke 19 angeordnet ist.
Die Dosierschnecke 19 besteht aus einer Welle 20 mit einer Wendel 21 und ist über einer von aussen lösbaren Kupplung 22 mit dem Antriebsmotor 12 verbunden. Der unmittelbar unterhalb des Zuführschachtes 4 befindliche Teil der Schnecke 19 wird als Einzugsbereich 23 bezeichnet. Im Einzugsbereich 23 weist die Schneckenwendel 21 eine konstante Steigung und einen in Förderrichtung gesehen von hinten nach vorne zunehmenden Aussendurchmesser auf. Die Durchmesseränderung ist so festgelegt, dass das Schüttgutvolumen, das die Schnecke 19 aus dem Zuführstutzen 4 aufnimmt, über den ganzen Einzugsbereich 23 gleichmässig verteilt ist.
Der sIch im konischen Schneckenführungsrohr 16 befindliche Abschnitt der Dosierschnecke 19 wird als Beschleunigungsbereich 25 bezeichnet. In diesem Bereich 25 besitzt die Wendel 21 ifl Förderrichtung gesehen eine zunehmende Steigung und einen abnehmenden Durchmesser. Die Wendel 21 ist im Bereich 25 so ausgelegt, dass ein Schüttgutvolumen, welches von der Welle 20 der Dosierschnecke 19 und zwei aufeinanderfolgende Windungen der Wendel 21 sowie einen Gedachten, die Dosierschnecke umhüllenden Kegelmantel begrenzt ist, im ganzen Beschleunigungsbereich 25 konstant ist.
Am Ausgang des konischen Schneckenführungsrohres 16 ist ein Mundstück 30 mit einem Flansch 31 befestigt. Die nach unten weisende Oeffnung 32 des Mundstückes 30 ist derart ausgebildet, dass s-ie mit einem Radiusschieber 35, der um eine waagrechte Achse 34 schwenkbar ist, verschliessbar ist. Im Mundstück 30 ist ein keilförmiges Füllstück 57 befestigt, das in Förderrichtung gesehen eine allmähliche Verkleinerung des Durchtrittsquerschnittes bewirkt. Die Verkleinerung des Durchtrittsquerschnittes wird auf die Eigenschaften des Gutes und die Abfüllgeschwindigkeit abgestimmt und beträgt etwa 2 bis 10%. Der Radiusschieber 35 wird in bekannter Weise von einer Kurvenscheibe 36 über eine Rolle 37 und einen Hebel 38 sowie eine Stossstange 39 betätigt. Eine ebenfalls bekannte Unterstelleinrichtung 40 sorgt dafür, dass der Radiusschieber 35 geschlossen bleibt, wenn keine abfüllbereite Packung 41 in der Transporteinrichtung 42 von der Tasteinrichtung 43 festgestellt wird.
Unterhalb des Einzugsbereiches 23 der Schnecke 19 ist eine Vakuumkammer 44 angeordnet, die durch ein Sieb 45 vom Schneckenraum getrennt ist. Mit Hilfe einer Vakuumpumpe 46 wird über die Leitungen 47 und 48 und über einen handbetätigten Regler 49 ein einstellbarer Unterdruck in der Vakuumkammer 44 erzeugt.
Um bei einem Stillstand der Schnecke eine übermässige Verdichtung des Fördergutes und damit auch ein zu hohes Anlaufdreho7lent des Motors 12 zu vermeiden, kann das Vakuum mit Hilfe eines elektromagnetischen Ventils 50 ein- und ausgeschaltet werden. Zum Beispiel derart, dass das Vakuum beim zurückziehen der Unterstelleinrichtung 40 eingeschaltet wird, und das Vakuum ausgeschaltet wird, wenn die Unterstelleinrich,~ng 40 nach Beendigung des Abfüllzyklus vorgeschoben wird.
Der handbetätigte Regler 49 kann durch ein elektromagnetisch oder elektronisch betätigtes Regelventil ersetzt werden, das von ener elektrischen Steuereinrichtung 52 so gesteuert wird, dass das Vakuum gleichzeitig mit dem Motor 12 ein- und ausgesonaltet wird. Ferner wird das Vakuum in Abhängigkeit von zur Motorenbelastung so geregelt, dass das Vakuum erhöht wird, enn die Motorenbelastung sinkt und vermindert wird, wenn die Motorenbelastung steigt. Als Regelgrösse kann die vom =tor 12 aufgenommene Strommenge oder eine andere, der Motornbelastung proportionale Messgrösse verwendet werden.
Das abzufüllende Gut wird durch eine hier nicht dargestellte Transporteinrichtung in den Zuführschacht 5 eingefüllt und das Füllniveau durch eine an sich bekannte Einrichtung konstant gehalten. Im Zuführschacht 5 und im Zuführstutzen 4, die einen nach unten zunehmenden Querschnitt und gerundete Ecken aufweisen, bewegt sich die Produktesäule mit minimaler Antreibung abwärts.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Sobald die Transporteinrichtung 42 eine abfüllbereite Packung bereit stellt, meldet die Tasteinrichtung 43 dies der Steuerung 52 über die Leitung 53, womit ein Abfüllzyklus eingeleitet ist. Ueber Leitungen 54 und 55 bekommen die Unterstelleinrichtung 40 und das Magnetventil 50 Strom, wodurch die Unterstellung aufgehoben und das Vakuum eingeschaltet wird.
Durch die Kurvenscheibe 36 wird der Radiusschieber 35 in Richtung des Pfeiles 60 weggeschwenkt und gleichzeitig dem Antriebsmotor 12 über die Leitung 56 Strom zugeführt.
Der Motor 12 treibt nun über die Kupplung 22 die Schnecke 19 an, die, unterstützt von der Vakuumpumpe 46 bzw. der Vakuumkammer 44 eine über den Einzugsbereich 23 gleichmässig verteilte Fördergutmenge aufnimmt. Durch die gleichmässige Aufnahme des Gutes wird die Strömungsgeschwindigkeit im Zuführstutzen 4 und im Zuführschacht 5 über den ganzen Querschnitt gleichmässig verteilt und damit die innere Reibung im Fördergut wesentlich verkleinert. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass die Neigung zur Brückenbildung wesentlich vermindert ist. Dank der konstanten Zufuhr des Gutes, der Gestaltung der Schnecke sowie der Verwendung der Vakuumkammer 44 wird der Schneckenfüllgrad sowie das spezifische Volumen des Fördergutes weitgehend konstant gehalten.
Das aufgenommene Fördergut wird nun von der Schnecke 19 zum Beschluigungsbereich 23 transportiert, wo das Fördergut so weit eingeengt wird, dass ein austretender Produktestrahl sich in eine bereit gestellte Packung 41 einlenken lässt.
Der Produkte strahl tritt mit einer der Querschnittsverminderung im Beschleunigungsbereich entsprechend erhöhten Geschwindigkeit in das Mundstück 30 ein und wird darin in eine annähernd senkrechte Strömungsrichtung umgelenkt. Durch die Umlenkung wird erstaunlicherweise die von der Schnecke 19 erzeugte Drehbewegung des Gutes weitgehend aufgehoben.
Zur Anpassung an unterschiedliche Produktekonditionen kann die Schnecke 19 durch Verlängerung oder Verkleinerung der Distanzstücke 59 in Richtung ihrer Längsachse verschoben werden. Durch die Umlenkung im Mundstück 30 wird der Produktestrahl auf seiner Innenseite etwas abgeflacht. Es entsteht an dieser Stelle ein Leerraum und damit die Gefahr, dass vom Prduktestrahl Luft mitgerissen wird, was zu einer erhöhten Staubentwicklung führen würde. Um dies zu vermeiden, wird in das Umlenkstück 30 das den Strahlaustrittsuerschnitt angenasste Füllstück 57 befestigt.
Der aus dem Mundstück 30 austretende, kompakte Produktestrahi wird annähernd senkrecht in die Packung 41 gelenkt. Der Produktestrahl wird vorzugsweise entlang einer Schmalseite der Packung 41 eingebracht, derart, dass eine möglichst grosse Oeffnung für die aus der Packung 41 verdrängte tut frci bleibt. Damit wird erreicht, dass die entweichende Lurt wen g Staub aufwirbelt.
Die Anzahl Umdrehungen der Schnecke 19 in einem Abfüllzyklus wird vom Winkelpositionsmessgerät 13 laufend registriert und in Fon von elektrischen Impulsen an die elektrische Steuerung 53 weitergegeben. Die eingehenden Impulse werden in der Steuervorrichtung 52 mit einem vorgewählten Wert verglichen und der Motor 12 derart gesteuert, dass die vorgewählte Anzahl Impulse bzw. Umdrehungen der Scheibe 19 erreicht wird.
Nach Stillsetzung des Motors 12 wird das Vakuum über das Magnetventil 50 abgeschaltet. Die Kurvenscheibe 36 schwenkt den Raaiusschieber 30 zurück und die Unterstelleinrichtung blockiert den Radiusschieber 30 bis zum nächsten Abfüllzyklus. Nachdem eine neue, leere Packung 41 in Füllstellung gekommen ist, wiederholt sich der beschriebene Abfüllzyklus.
Beim Abfüllen von empfindlichen Schüttgütern, wie beispielsweise Mehl, kann zusätzlich die Vakuumintensität in Abhängigkeit von der Motorenbelastung geregelt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Dosieren von schüttbaren Gütern mit einer von einem Motor (2) angetriebenen Dosierschnecke (19), welche in jedem Arbeitszyklus das Gut aus einem unten offenen Schacht (4, 5) einer zu füllenden Packung (41) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnekke (19) in Förderrichtung gesehen, nach unten geneigt ist, und dass am vorderen Ende der Dosierschnecke (19) ein nach unten gebogenes Mundstück (30) angeordnet ist, welches den Güterstrom etwa senkrecht nach unten in die Packung (41) lenkt.
2 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnecke (19) um einen Winkel von 15 bis 450 geneigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnecke (19) in einem Gehäuse aus einem hinteren, zylindrischen Teil (15) und einem daran befestigten konischen Teil (16) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnecke (19) in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeöffnung (32) des Mundstückes (30) mit einem Radiusschieber (35) verschliessbar ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnecke (19) in einem Einzugsbereich (23) eine konstante Schraubensteigung und in der Förderrichtung gesehen, einen nach vorne zunehmenden Wendeldurchmesser aufweist, derart, dass das Schüttgutvolumen, das die Dosierschnecke (19) aus dem Schacht (4, 5) aufnimmt, über die ganze Länge des Einzugsbereiches (23) gleichmässig verteilt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierschnecke (19) in einem Beschleunigungsbereich (25) in Förderrichtung gesehen, nach vorne eine zunehmende Steigung und einen abnehmenden Wendeldurchmesser aufweist, derart, dass das Volumen, welches von der Welle (20) der Dosierschnecke (19) und zwei aufeinanderfolgenden Windungen (26, 27) der Wendel sowie einem Gedachten, die Dosierschnecke (19) umhüllenden Mantel begrenzt wird, längs der Schneckenachse konstant ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Einzugsbereiches (23) der Dosierschnecke (19) eine von dieser durch ein Sieb (45) getrennte Vakuumkammer (44) angeordnet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumleitung (47, 48) ein Ventil (50) zum Einstellen des Unterdruckes und ein Regelventil (49) zum Konstanthalten des Unterdruckes in der Vakuumkammer (44) vorgesehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (52) vorgesehen ist, die den Unterdruck in der Vakuumkammer (44) koordiniert mit dem Arbeitszyklus ein- und ausschaltet.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in der Vakuumkammer (44) in Abhängigkeit von der Belastung des Antriebsmotors (12) geregelt wird.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Mundstück (30) ein Füllstück (57) angeordnet ist, das den Hohlraum ausfüllt, der durch die Umlenkung im Güterstrom entsteht.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut aussermittig, beispielsweise einer Schmalseite des Paketes (41) entlang, in das Paket (41) gelenkt wird.