DE10221567A1

DE10221567A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Sackes mit Luftabsaugung

Info

Publication number: DE10221567A1
Application number: DE10221567A
Authority: DE
Inventors: Werner Schloesser
Original assignee: BMH Chronos Richardson GmbH
Current assignee: BMH Chronos Richardson GmbH
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: US20030230353A1; DE50304328D1; ATE334049T1; DE10221567B4; US7063111B2; CA2428057A1; EP1362787A1; EP1362787B1; CA2428057C

Abstract

Verfahren zum Befüllen eines Sackes mit schüttfähigem, insbesondere pulvrigem, Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren vertikalen Füllrohr 11, das Anflanschmittel 12 am oberen Ende und ein Verschlußorgan 13 am unteren Ende des Füllrohres aufweist, wobei aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans 13 über die Innenseite des Füllrohres 11 vor oder während dem Befüllen Luft abgesaugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Säcken mit schüttfähigem, insbesondere pulverigem Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren, vertikalen Füllrohr sowie eine Dosiervorrichtung für schüttfähiges, insbesondere pulveriges Material mit einem vertikalen Füllrohr, das ein Verschlußorgan am unteren Ende des Füllrohres aufweist. Das Füllrohr ist hierbei mit seinem oberen Ende an einem Aufgabetrichter angeordnet. Das Verschlußorgan umfaßt einen in Richtung des vertikalen Füllrohres verstellbaren Verschließkonus, der in einer Öffnungsstellung einen Ringspalt am unteren Ende des Füllrohes freigibt und in einer Schließstellung mit seiner Konusfläche an einer Ringfläche oder Ringkante am unteren Ende des Füllrohres anliegt. Der Verschließkegel kann dabei unmittelbar an einer koaxial einliegenden drehend antreibbaren Förderschnecke befestigt sein.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der DE 199 62 475 C2 bekannt.

Beim Befüllen von Säcken mit schüttfähigem Material ist einerseits ein schnelles Befüllen der Säcke erwünscht, um die Kapazität einer Abfüllanlage zu steigern, andererseits ist eine genaue Dosierung erforderlich, da Füllmengen unter Sollwert unzulässig sind und Füllmengen mit zu großer Streuung über dem Sollwert unwirtschaftlich sind. Die beiden Forderungen nach schnellem Befüllen einerseits und genauer Dosierung andererseits stehen im Gegensatz zueinander, da ersteres einen großen Mengenstrom und letzteres einen kleinen Mengenstrom bedingt. Daher werden die zu befüllenden Säcke bis zu einer bestimmten Füllmenge von 90 bis 95% der Sollmenge schnell mit einem großen Mengenstrom befüllt, wobei die Streuung des erzielten Ergebnisses relativ groß sein darf, und anschließend mit einem kleinen Mengenstrom eine genaue Befüllung sichergestellt, die nur wenige Prozentpunkte oberhalb der Sollmenge liegt.

Ein Problem bei bisherigen Befülltechniken besteht darin, daß pulverige Materialien sich während des Befüllvorgangs mit Luft anreichern, wobei dies auf selbsttätige Art auf dem Weg vom Bunker über eine Wägevorrichtung in den Aufgabetrichter erfolgt, insbesondere wenn im Aufgabetrichter ein Rührwerk eingesetzt ist, das die Fließfähigkeit erhalten soll. Dies zwingt in nachteiliger Weise dazu, das im Sack stehende abgemessene Material vor dem Verschließen des Sackes entlüften zu müssen. Entlüftungssonden für diesen Zweck sind beispielsweise aus der DE 34 14 218 C2 bekannt. Beim Entlüftungsvorgang reduziert sich das Volumen des eingefüllten Materials, so daß eine überlange Sackfahne entsteht, die vor dem Verschließen des Sackes zunächst gekürzt werden muß.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen eines Sackes bereitzustellen, das ein Entlüften des im Sack stehenden abgemessenen Materials entbehrlich macht. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren, bei dem vor der während dem Befüllen aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans über die Innenseite des Füllrohres Luft abgesaugt wird. Hiermit findet ein Entlüften des Materials unmittelbar vor dem Ausfließen des Materials aus dem Füllrohr statt, wobei sich dieses anschließend nicht mehr mit Luft anreichern kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das Füllrohr bereits in die Sacköffnung eingetaucht ist oder unmittelbar oberhalb der Sacköffnung endet. Das Entlüften kann bereits vor dem Öffnen des Verschließorgans erfolgen und/oder während des Ausfließens des Materials aus dem Füllrohr. Dies gilt insbesondere für den Vorgang der Grobdosierung und einen gegebenenfalls folgenden mittelgroben Materialstrom.

Während der anschließenden Feindosierung kann nach einer bevorzugten Ausführungsform über die Innenseite des Füllrohres Luft in das Material eingeleitet werden, um die Fließfähigkeit zu erhöhen. Da hierbei nur noch absolut geringe Mengen an Material zugeführt werden, ist auch der Luftanteil entsprechend vernachlässigbar. Dies bedeutet, daß ein Entlüften dieses geringen Luftanteils anschließend nicht mehr erfolgen muß.

In äußerst vorteilhafter Weise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kleinere Säcke für eine bestimmte Füllmenge verwenden, die auf das kompakte luftarme Volumen des Materials abgestellt bzw. zugeschnitten sind. Hiermit ergibt sich ein entsprechender Kostenvorteil beim Einkauf der Säcke. Das Kürzen von zunächst überdimensionierten Säcken nach dem Entlüften entfällt dementsprechend, so daß eine weitere Einsparung im Hinblick auf die Schneidvorrichtung und die Kosten des Schneidvorganges wirksam wird. Die Standfestigkeit der mit luftarmem Material befüllten Säcke ist von Anfang an verbessert, so daß sie freistehend auf einem Transportband einer Verschließ- oder Versiegelungsvorrichtung zugeführt werden können. Gleichfalls ist die Stapelfähigkeit aufgrund des dichteren luftarmen Materials verbessert.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das Füllrohr ein Außenrohr und ein Siebrohr umfaßt, die koaxial ineinander liegen, wobei der Ringraum zwischen Außenrohr und Siebrohr mit Luftabsaugmitteln verbindbar ist. Das Siebrohr soll hierbei nahe am Austritt des Verschlußorgans angeordnet und wirksam sein, wobei es sich über die ganze Länge des Füllrohres oder aber auch nur über einen Teil der Länge erstrecken kann. In letzterem Fall kann das Siebrohr durch ein geschlossenes Innenrohr axial ergänzt werden. Die Luftabsaugung bzw. die Luftaufgabe findet bevorzugt in Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr statt. In einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, daß das Siebrohr unmittelbar oberhalb des Verschlußorgans liegt und sich an das Siebrohr oben ein Innenrohr mit etwa gleichem Durchmesser anschließt. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Siebrohr aus mehreren Lagen von Drahtgeflecht besteht. Hierbei ist vorgesehen, daß die Maschengröße der Lagen von Drahtgeflecht von innen nach außen zunimmt und daß die Maschengröße der inneren Lage einen Mindestwert von 1 µm hat und insbesondere zwischen 1 und 5 µm beträgt. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß das Siebrohr mittels Distanzringen im Außenrohr gehalten ist, die axiale Durchbrüche aufweisen. Zwischen dem Siebrohr und dem Außenrohr können axiale Stützkörper für das Siebrohr liegen. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Verschlußorgan einen Verschließkonus mit nach oben weisender Konusfläche umfaßt, der gegen einen am unteren Ende des Füllrohres angebrachten Abschlußring höhenverstellbar anliegt. Wie erwähnt, ist innerhalb des Füllrohres eine Förderschnecke angeordnet, wobei der Verschließkonus auf der Oberfläche eine Beschaufelung trägt. Hiermit kann eine Feindosierung durch drehendes Antreiben des Verschließkonus bewirkt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Ein Füllrohr 11 mit vertikaler Achse A hat am oberen Ende Anflanschmittel 12 und am unteren Ende ein Verschlußorgan 13. Die Anflanschmittel 12 bestehen aus einem Stutzen 14, einem Flansch 15 und einer Abdichtplatte 16. Stutzen 14 und Abdichtplatte 16 bilden eine Trichterfläche 17. Flanschplatte 15 und Abdichtplatte 16 können gemeinsam an einem Aufgabetrichter angeschraubt werden. In den Stutzen 14 ist eine Gewindebuchse 19 eingesetzt, die mit Sicherungsstiften 20 verdrehsicher im Stutzen 14 fixiert ist. Auf ein Außenrohr 21 des Füllrohres 11 ist eine Gewindebuchse 18 aufgesetzt, die in die Gewindebuchse 19 eingeschraubt ist. In das Außenrohr 21 ist ein Innenrohr 22 eingesetzt, das kürzer ist als das Außenrohr 21. Das Innenrohr 22 ist im Außenrohr 21 mittels Zentrierringen 23, 24 zentriert. Die Zentrierringe haben jeweils axiale Durchbrechungen 25, 26 in gleichmäßiger Umfangsverteilung. Das Innenrohr 22 trägt am oberen Ende einen Anschlußring 29 und am unteren Ende einen Anschlußring 30. Zwischen dem Innenrohr 22 und dem Verschlußorgan 13 erstreckt sich im Außenrohr 21 ein erfindungsgemäßes Siebrohr 28 von etwa gleichem Durchmesser wie das Innenrohr 22. Das Siebrohr 28 ist zwischen einem oberen Anschlußring 31 und einem unteren Anschlußring 32 gehalten, die mit dem Außenrohr 21 Ringspalte 33 und 34 bilden. Das Siebrohr 28 wird durch umfangsverteilte Druckstäbe 35, 36, die zwischen den Anschlußringen 31, 32 eingesetzt sind, im Außenrohr 21 zentriert und axial entlastet. Mittels eines Abschlußringes 27, der im Außenrohr 1 zentriert einsitzt und der Teil des Verschlußorgans ist, werden das Innenrohr 22 und das Siebrohr 28 beim Einschrauben der Gewindebuchse 18 axial in die Gewindebuchse 19 gegen den Stutzen 14verspannt. Hierbei sind zwischen dem Stutzen 14 und dem Anschlußring 29, zwischen den Anschlußringen 30 und 31 und zwischen dem Anschlußring 32 und dem Abschlußring 27 jeweils Dichtungen 45, 46 und 47 eingelegt. Im Abschlußring 27 sitzt ein mehrteiliger Verschlußkonus 37 mit nach oben weisender Konusfläche ein, der eine Dichtung 48 trägt, die unmittelbar gegen den Ring 27 anliegt. Aus seiner Konusoberfläche weist der Konus 37 eine Beschaufelung 39 auf. Der mehrteilige Konus 37 umfaßt einen unteren Haltezapfen 40, eine Haltescheibe 41, einen Sicherungssplint 42 und eine Abdeckscheibe 43 für den Sicherungssplint 42. Der Konus 37 ist fest mit einer Förderschnecke 44 verbunden, die drehend antreibbar und axial verstellbar im Füllrohr 11 gehalten ist. Die Förderschnecke 44 ist oben abgebrochen dargestellt. Das Füllrohr 11 ist im Bereich des Innenrohres 22 und des Außenrohres 21 unterbrochen dargestellt. Durch Absenken des Verschlußkonus 37 mittels der Förderschnecke 44 wird ein Ringspalt am unteren Ende des Füllrohrs 11 geöffnet, durch den Material ausfließen kann. Durch Drehen des Antreiben der Förderschnecke 44 wird dabei das Material feindosierbar gefördert. In den Stutzen 14 ist ein Luftabsaugstutzen 38 radial eingesetzt. Bereits vor dem Öffnen und/oder während des drehenden Antreibens der Förderschnecke 44 wird Luft über den inneren Ringraum zwischen Siebrohr 28 und Innenrohr 22 einerseits und Außenrohr 21 andererseits abgesaugt. In einer späten Phase der Feindosierung kann Luft durch Druckaufgabe zugeführt werden. Bezugszeichenliste 11 Füllrohr
12 Anflanschmittel
13 Verschlußorgan
14 Stutzen
15 Flanschring
16 Dichtungsring
17 Trichterfläche
18 Gewindebuchse
19 Gewindebuchse
20 Sicherungsstift
21 Außenrohr
22 Innenrohr
23 Distanzring
24 Distanzring
25 Durchtritt
26 Durchtritt
27 Anschlußring
28 Siebrohr
29 Anschlußring
30 Anschlußring
31 Anschlußring
32 Anschlußring
33 Ringspalt
34 Ringspalt
35 Stutzstab
36 Stutzstab
37 Abschlußkonus
38 Absaugstutzen
39 Beschaufelung
40 Zapfen
41 Scheibe
42 Splint
43 Abdeckplatte
44 Förderschnecke
45 Dichtung
46 Dichtung
47 Dichtung

Claims

1. Verfahren zum Befüllen eines Sackes mit schüttfähigem, insbesondere pulverigem Material, mittels einer Dosiervorrichtung mit einem in den Sack eintauchbaren vertikalen Füllrohr (11), das Anflanschmittel (12) am oberen Ende und ein Verschlußorgan (13) am unteren Ende des Füllrohres aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Material oberhalb des Verschlußorgans (13) über die Innenseite des Füllrohres (11) vor oder während dem Befüllen Luft abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Befüllen bei geöffnetem Verschlußorgan (13) zeitweise über die Innenseite des Füllrohres (11) Luft ins Material eingebracht wird.

3. Dosiervorrichtung für schüttfähiges, insbesondere pulveriges Material, mit einem vertikalen Füllrohr mit Anflanschmitteln (12) zum Befestigen an einem Aufgabetrichter und einem Verschlußorgan (13) am unteren Ende des Füllrohres (11), dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (11) ein Außenrohr (21) und ein Siebrohr (28) umfaßt, die koaxial ineinander liegen, wobei der Ringraum zwischen Außenrohr (21) und Siebrohr (28) mit Luftabsaugmitteln verbindbar ist.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zwischen Außenrohr (21) und Siebrohr (28) mit Luftzufuhrmitteln verbindbar ist.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebrohr (28) unmittelbar oberhalb des Verschlußorgans (13) liegt und sich an das Siebrohr oben ein Innenrohr (22) mit etwa gleichem Durchmesser anschließt.

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebrohr (28) aus mehreren Lagen von Drahtgeflecht besteht.

7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschengröße der Lagen von Drahtgeflecht von innen nach außen zunimmt.

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschengröße der inneren Lage mindestens 1 µm beträgt, und insbesondere zwischen 1 und 5 µm liegt.

9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, daß das Siebrohr (28) mittels Distanzringen (31, 32) im Außenrohr (21) gehalten ist, die axiale Durchbrüche (33, 34) aufweisen.

10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Siebrohr (28) und Außenrohr (21) axiale Stützkörper (35, 36) für das Siebrohr liegen.

11. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Füllrohres (11) eine Förderschnecke (44) angeordnet ist.

12. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (13) einen Verschließkonus (37) mit nach oben weisender Konusfläche umfaßt, der gegen einen am unteren Ende des Füllrohres (11) angebrachten Abschlußring (27) höhenverstellbar anliegt.

13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkonus (37) mit der Förderschnecke (44) fest verbunden ist.

14. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkonus (37) auf der Konusfläche eine Beschaufelung (39) trägt.