DE3923241A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von granulaten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von granulaten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her­ stellung von aus mehreren Komponenten mit unterschiedlichen Anteilen bestehenden Granulaten vorgegebener und konstanter Rezeptur mit definierter Genauigkeit, wobei die einzelnen Ein­ gangskomponenten jeweils über Waagebehälter und zentral gesteu­ ersten Dosiereinrichtungen einem Extruder und einem sich anschlie­ ßenden Granulator zuführbar sind.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Fertigung von Kunststoffteilen mit bestimmten Merkmalen und Eigenschaften, wie beispielsweise Farbe und Festigkeit, ist es bekannt, Granulate herzustellen, welche nach einer vorgegebenen Rezeptur aus verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Anteilen bestehen. Insbesondere bei der Herstellung von Kunst­ stoffteilen in einer bestimmten und genau einzuhaltenden Farbe, sind die Mengenanteile der Komponenten sehr unterschiedlich, so daß deren Einhaltung besonders kritisch ist. Dies gilt entsprechend auch für andere Merkmale und Eigenschaften.
Für die kontinuierliche Herstellung eines Granulats zur Fertigung von Kunststoffteilen mit äußerst genau einzuhaltenden Rezepturen müssen daher die einzelnen aus Silos oder Behältern entnommenen Komponenten in sehr genauer Dosierung gemischt und einem Extruder zugeführt werden.
Während eines solchen Verfahrens kann es vorkommen, daß bei den Dosiervorrichtungen oder anderen Arbeitsgeräten Störungen auf­ treten, welche Abweichungen in der Rezeptur zur Folge haben. Besonders in der Anlaufphase der Produktion läßt es sich nicht vermeiden, daß die genaue Rezeptur bzw. die exakten Mischungs­ verhältnisse sich erst nach einer bestimmten Zeit einstellen, und das in dieser Zeit gefertigte Granulat notwendigerweise Abweichungen von den gewünschten Eigenschaften aufweist.
Ein solches Granulat, welches aus hochwertigen Komponenten be­ stehen kann, läßt sich dann nur noch für Ausweichprodukte oder Produkte einer "zweiten Wahl" verwenden. Dies ist insbesondere deswegen sehr nachteilig, weil die Abweichungen von der Rezeptur nicht gleichmäßig sind, sondern sich in jeder zeitlichen Phase einer Störung oder der Anlaufphase ändern. Die Ausweichprodukte oder die Produkte einer zweiten Wahl, fallen daher auch noch unterschiedlich aus. Die Abweichungen lassen sich nur dadurch "vereinheitlichen", daß das Granulat mit abweichenden Eigen­ schaften gesammelt und gemischt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Produktion von Ausweichprodukten oder Produkten einer "zweiten Wahl" aus einem Granulat, welches von der Rezeptur abweicht und in der Anlauf- oder in einer Störungsphase hergestellt wurde, vollständig zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach dem Verfahren der Erfin­ dung darin, daß die mit definierter Genauigkeit einzuhaltenden Eigenschaften oder Merkmale des Granulats in einer Analysensta­ tion fortlaufend gemessen und die Meßergebnisse einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Dosiereinrich­ tungen der Eingangskomponenten eingegeben werden, und daß eine Transportwegsteuerung des Granulats vom Rechner ansteuerbar ist, derart, daß bei einer vorgegebenen Sollwertabweichung der Meßwerte das vom Sollwert abweichende Granulat gesondert aufge­ fangen, mengenmäßig und mit seinen vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und als eine weitere (sekundäre) Eingangskompo­ nente parallel zu den (primären) Eingangskomponenten dem Eingang über einen Waagebehälter und einer Dosiervorrichtung rechnerge­ steuert zugeführt wird.
Durch diese Maßnahme nach der Erfindung wird jedes vom Sollwert abweichende Granulat gesondert aufgefangen und dem Eingang des Verfahrens erneut zugeführt. Da die Größen der Abweichungen und die Mengen, welche diese Abweichungen aufweisen, gemessen wurden, können diese Werte für die Steuerung der Dosiervorrichtung ver­ wendet werden.
Nach der Erfindung führt die vom Rechner angesteuerte Trans­ portwegsteuerung das rezeptmäßig und mit vorgegebener Genauigkeit hergestellte Granulat, bei dem daher die Sollmeßwerte genau einge­ halten wurden, einem Ausgangsspeicher zur bestimmungsgemäßen Verwertung zu.
In vorteilhafter Weise ist dem Ausgangsspeicher zur Aufnahme des rezeptmäßig hergestellten Granulats ein Mischer zugeordnet, welcher als statischer Mischer ausgebildet ist.
Die (primären) Eingangskomponenten bestehen aus Grund- und Zu­ schlagsstoffen in flüssiger Form, pulver- und/oder granulatform, wobei jede Eingangskomponente einem Waagebehälter mit einer rechnergesteuerten Dosiervorrichtung zugeordnet ist.
Die Messungen der Analysenstation werden während des gesamten Produktionsablaufs durchgeführt und Chargen mit unterschiedlichen Sollwertabweichungen werden jeweils gesondert gelagert, mengen­ mäßig und mit ihren vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und als weitere (sekundäre) Eingangskomponenten parallel zu den (primären) Eingangskomponenten dem Eingang jeweils über einen Waagebehälter und einer Dosiervorrichtung rechnergesteuert zuge­ führt.
Nach der Erfindung ist ein mit definierter Genauigkeit einzuhal­ tendes Merkmal des Granulats seine Farbe, welche in der Analysen­ station fortlaufend gemessen wird, wobei die Meßergebnisse einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Trans­ portwegsteuerung und der Dosiervorrichtungen zugeführt werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Extruder auf, dem zur Zuführung einer Mischung aus verschiedenen (primären) Eingangskomponenten mit unterschiedlichen Anteilen und (sekundären) Eingangskomponenten als Granulate mit unter­ schiedlichen Sollwertabweichungen parallel zueinander eine Reihe Waagebehälter mit jeweils einer nachgeordneten rechnergesteuerten Dosiervorrichtung vorgeschaltet sind. Für jede Komponente ist ein Waagebehälter mit Dosiervorrichtung vorgesehen. Dem Extruder schließt sich ein Granulator an, welcher das von ihm hergestell­ te Granulat einer pneumatisch arbeitenden Transportanlage zuführt, die das Granulat über mindestens eine rechnergesteuerte Trans­ portwegsteuerung einer Reihe von Ausgangsbehältern oder Rück­ führungsbehältern zuführt. Zwischen dem Granulator und der ersten Transportwegsteuerung ist vorteilhaft eine Analysenstation ange­ ordnet.
In Weiterbildung der Erfindung weist jeder Rückführungsbehälter einen Waagebehälter auf, dessen Ausgang über eine Dosiervor­ richtung mit einer pneumatischen Transportanlage verbunden ist, welche über eine Transportwegsteuerung zu mindestens einem Ein­ gangsbehälter führt.
Die Erfindung wird anhand der Figur, in der eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Form dargestellt ist, näher beschrieben.
Mit Hilfe transportabler Gefäße 1 und 2 oder auch anderer Trans­ portmittel werden die parallel zueinander angeordneten Behälter 4, 5 und 6 in Richtung des Pfeiles 3 mit Grund- und Zuschlags­ stoffen zur Herstellung eines Kunststoffproduktes beschickt. Jedem Behälter 4, 5 und 6 ist ein Waagebehälter 7, 8 und 9 nach­ geschaltet, welcher jeweils mit einer automatisch arbeitenden rechnergesteuerten Dosiervorrichtung 10, 11 und 12 ausgerüstet ist. Die Steuerung der Dosiervorrichtungen und Registrierung der Dosierwerte erfolgt mittels eines nicht näher dargestellten Rechners.
Die aus den Dosiervorrichtungen gelangenden Grund- und Zuschlags­ stoffe werden einem Extruder 14, gegebenenfalls über einen Mischer 13, zugeführt, dem sich ein Granulator 15 anschließt. Das hier aus den Grund- und Zuschlagsstoffen erzeugte Granulat wird über einen Zwischenbehälter 16 mit Hilfe einer pneumatisch arbeitenden Transporteinrichtung 17 über eine Transportwegsteuerung 18 ent­ weder einem Vorbehälter 20 mit einem sich anschließenden Waage­ behälter 21 oder über eine weitere Transportwegsteuerung 19 den Ausgangsbehältern 22 und 23 zugeleitet.
Vor der ersten Transportwegsteuerung 18 befindet sich eine Ana­ lysenstation 24, von der aus fortlaufend Proben des Granulats aus der Transportvorrichtung entnommen werden.
Von dem Ausgang des Waagebehälters 21 führt eine Transportleitung 25 über eine Transportwegsteuerung 26 zu den Behältern 27 und 28, welche zu den Behältern 4, 5 und 6 parallel geschaltet sind. Der Behälter 27 ist ebenfalls mit einem Waagebehälter 28 ausge­ rüstet, dem sich eine Dosiervorrichtung anschließt, welche eben­ falls rechnergesteuert ist.
Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet danach wie folgt.
Die in den Behältern 4, 5 und 6 befindlichen Stoffe, nämlich Naturgranulate als Grundstoffe sowie Zuschlagstoffe werden über die Behälter 7, 8 und 9 und über die sich anschließenden Dosier­ vorrichtungen dem Extruder 14 zugeführt. Die Dosiervorrichtungen werden hierbei von einem nicht näher dargestellten Rechner auf­ grund des eingegebenen Rezepts gesteuert. In dem Extruder 14 wird ein Granulat hergestellt, welches anschließend über einen Granu­ lator 15 ein Produkt abgibt, welches über den Behälter 16 in die pneumatisch betriebene Transportvorrichtung 17 eingeschleust wird. Diese pneumatische Transportvorrichtung 17 fördert das Gut in einen Zwischenbehälter 20, wo das Produkt verwogen und gelagert werden kann. Auf dieser Zwischenstrecke erfolgt bei der Analy­ senstation eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Proben­ kontrolle des Materials. Die Kontrollwerte werden zu jedem Zeit­ punkt an den Rechner übertragen, so daß dieser den Zustand des Produktes kontrolliert und die Zusammensetzung über die ihm ebenfalls eingegebenen Rezepte selbständig ändert. Dieses im Behälter 20 aufgefangene Vormaterial, was noch nicht dem Sollzu­ stand entspricht, wird solange im Behälter 20 oder in noch wei­ teren Behältern abgefüllt, bis der Rechner das Produkt als gut und brauchbar beurteilt. Dieser Rechner wird durch einen Farb­ computer unterstützt, der während der Kontrolle auch die Farbzu­ sammensetzung mißt und speichert und die Werte an den übergeord­ neten Rechner weitergibt. Dieser übergeordnete Rechner stellt nunmehr eine Mischung mit dem Anfahrmaterial oder den primären Eingangskomponenten so zusammen, daß ein Endprodukt produziert werden kann, was den vorgegebenen Vorschriften entspricht. Hierbei errechnet er die Steuergrößen für alle Dosiervorrichtungen und bewirkt deren Betätigung.
Wenn die Produktion ein als gut erkanntes Produkt herstellt, wird dieses durch die Ansteuerung der Transportwegsteuerungen 18 und 19 in die Behälter 22 und 23 gefördert, dort registriert und anschließend einem Homogenisier-Mischsilo 30 zugeführt, welcher als statischer Mischer ausgebildet ist.
Sollte aus irgendwelchen Gründen während der Produktion durch Ausfall von Waagen oder anderen Aggregaten ein Produkt erzeugt werden, welches von der Analysenstation als schlecht angesehen wird, so wird dieses Material durch Beaufschlagung der Transport­ wegsteuerung wieder dem Behälter 20 und 21 zugeführt, der es den Eingangsbehältern 27 und 28 oder anderen Pufferbehältern über die Transportleitung zuleitet. Der Rechner verfügt über alle hierzu erforderlichen Daten, insbesondere die Merkmale und Eigen­ schaften der aus dem Prozeß herausgeführten Anteile, ihre Menge und ihren Lagerplatz, so daß er hiervon ausgehend sämtliche Dosiervorrichtungen derart steuert, daß mit der rückgeführten sekundären Eingangskomponente und den primären Eingangskomponenten ein Endprodukt herstellbar ist, welches dem Sollzustand voll entspricht. Damit wird das gesamte dem Eingang zugeführte Mate­ rial für die Erzeugung eines rezeptgemäßen Endproduktes verwen­ det.

Claims (9)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von aus mehreren Komponenten mit unterschiedlichen Anteilen bestehenden Granulaten vorgegebener und konstanter Rezeptur mit defi­ nierter Genauigkeit, wobei die einzelnen Eingangskomponenten jeweils über Waagebehälter und zentral gesteuerten Dosier­ einrichtungen einem Extruder und einem sich anschließenden Granulator zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit definierter Genauigkeit einzuhaltenden Eigenschaften oder Merkmale des Granulats in einer Analysenstation fort­ laufend gemessen und die Meßergebnisse einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Dosiereinrich­ tungen der Eingangskomponenten eingegeben werden, und daß eine Transportwegsteuerung des Granulats vom Rechner an­ steuerbar ist, derart, daß bei einer vorgegebenen Sollwertab­ weichung der Meßwerte das vom Sollwert abweichende Granulat gesondert aufgefangen, mengenmäßig und mit seinen vom Soll­ wert abweichenden Meßwerten erfaßt und als eine weitere (sekundäre) Eingangskomponente parallel zu den (primären) Eingangskomponenten dem Eingang über einen Waagebehälter und einer Dosiervorrichtung rechnergesteuert zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einhaltung der Sollmeßwerte die vom Rechner angesteuerte Transportwegsteuerung das rezeptmäßig hergestellte Granulat einem Ausgangsspeicher zuführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsspeicher zur Aufnahme des rezeptmäßig herge­ stellten Granulats ein Mischer zugeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die (primären) Eingangskomponenten aus Grund- und Zu­ schlagsstoffen in flüssiger Form, Pulver- und/oder Granulat­ form bestehen, wobei jede Eingangskomponente einem Waage­ behälter mit einer rechnergesteuerten Dosiervorrichtung zugeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen der Analysenstation während des gesamten Produktionsablaufs durchgeführt werden und Chargen mit unterschiedlichen Soll­ wertabweichungen jeweils gesondert gelagert, mengenmäßig und mit ihren vom Sollwert abweichenden Meßwerten erfaßt und als weitere (sekundäre) Eingangskomponenten parallel zu den (primären) Eingangskomponenten dem Eingang jeweils über einen Waagebehälter und einer Dosiervorrichtung rechner­ gesteuert zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit definierter Genauigkeit einzuhaltendes Merkmal des Granulats seine Farbe ist, welche in der Analysenstation fortlaufend gemessen wird, wobei die Meßergebnisse einem Rechner zur Ermittlung von Steuergrößen zur Steuerung der Transportwegsteuerung und der Dosiervorrichtungen zugeführt werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den voran­ stehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß einem Extruder zur Zuführung einer Mischung aus verschiedenen (primären) Eingangskomponenten mit unterschiedlichen Anteilen und (sekundären) Eingangskomponenten als Granulate mit unterschiedlichen Sollwertabweichungen parallel zueinander eine Reihe Waagebehälter mit jeweils einer nachgeordneten rechnergesteuerten Dosiervorrichtung vorgeschaltet sind, wobei für jede Komponente ein Waagebehälter mit Dosiervor­ richtung vorhanden ist, und sich dem Extruder ein Granula­ tor anschließt, welcher das von ihm hergestellte Granulat einer pneumatisch arbeitenden Transportanlage zuführt, die das Granulat über mindestens eine rechnergesteuerte Trans­ portwegsteuerung einer Reihe von Ausgangsbehältern oder Rückführungsbehältern zuführt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Granulator und der ersten Transportwegsteuerung eine Analysenstation angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rückführungsbehälter einen Waagebehälter aufweist, dessen Ausgang über eine Dosiervorrichtung mit einer pneu­ matischen Transportanlage verbunden ist, welche über eine Transportwegsteuerung zu mindestens einem Eingangsbehälter führt.
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