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Vorrichtung zum Austragen von Schüttgütern
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen von Schüttgütern, insbesondere von hochpolymerem Schnitzelgut, aus unter Vakuum stehenden oder mit einer Schutzgasfüllung versehenen Behältern.
Es ist bekanntlich sehr schwierig, Schüttgüter aus unter Vakuum oder einer Schutzgasfüllung stehenden Behältern auszutragen und dabei Störungen im Vakuum bzw. Verunreinigung der Schutzgasfüllung zu vermeiden. Dies gilt besonders für kontinuierlich ablaufende Prozesse, die zudem oft gegen Zusammenbrechen desVakuums bzw. Verunreinigung der Schutzgasatmosphäre durch eindringenden Sauerstoff besonders empfindlich sind.
Wegen der sehr grossen Schwierigkeiten, die einer kontinuierlich arbeitenden Austragvorrichtung entgegenstehen, ist es üblich, in solchen Fällen Einrichtungen zu verwenden, die in kleinen Chargen quasikontinuierlich austragen. Die allgemein bekannten Einrichtungen dieser Art, beispielsweise das Zellenrad, sind für diese Zwecke jedoch schlecht geeignet, da sie das Eindringen von Luft, etwa mit dem sich nach oben drehenden Teil des Rades, nicht verhindern können.
Der vielfach gewählte Lösungsweg, einen Zwischenbehälter zwischen einem Auslassventil und einem Ventil am Boden des unter Vakuum oder einer Schutzgasatmosphäre stehenden Behälter anzuordnen, welcher jeweils beispielsweise nach seiner Entleerung und dem Schliessen des Auslassventils wieder evakuiert bzw. mit einer reinen Schutzgasfüllung versehen wird, ist sehr aufwendig und in vielen Fällen nicht anwendbar ; ausserdem ist mit einem solchen Behälter ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich.
Aufgabe der neuerungsgemässen Austragvorrichtung ist es nun, einen kontinuierlichen Betrieb möglich zu machen und gleichzeitig zu verhindern, dass beim Austragen des Gutes die die Austrittsöffnung umgebende Gasatmosphäre, im allgemeinen Luft, in den Behälter eindringen kann.
Neuerungsgemäss wird dies durch eine Vorrichtung zum Austragen von Schüttgütern, insbesondere von hochpolymerem Schnitzelgut, aus unter Vakuum stehenden oder mit einer Schutzgasfüllung versehenen Behältern, welche sich dadurch auszeichnet, dass einer ersten, das Schüttgut aufnehmenden und dosierenden Austragvorrichtung zwei in einem gemeinsamen oder in zwei senkrecht zueinander stehenden Zylindern sich bewegende Kolben nachgeschaltet sind, die durch Koppeleinrichtungen an sich bekannter Art mit der ersten Austragvorrichtung und untereinander verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die erste Dosiereinrichtung aus einem um 1800 schwenkbaren Gefäss mit einer Öffnung an der in Normallage oben liegenden Seite. In dieses wird aus dem unter Vakuum oder einer Schutzgasatmosphäre stehenden Behälter entweder direkt oder über eine an sich bekannte Fördereinrichtung kontinuierlich das Schüttgut eingefüllt. In regelmässigen Abständen und im Takt mit den beiden der ersten Austragvorrichtung nachgeschalteten Kolben wird das Gefäss um 1800 gedreht und entleert sich in den darunter liegenden Zylinder, während der erste Kolben in seiner hinteren Stellung steht.
Der Transport des Schüttgutes zwischen Behälter und erster Austragvorrichtung wird dabei
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nicht unterbrochen ; durch entsprechende Formung des Kippgefässes wird dafür gesorgt, dass das während des Entleerungsvorganges zuströmende Material an beiden Seiten desselben vorbei ebenfalls in den Zylinder gelangen kann. Der Materialfluss in den ersten Zylinder hört auf, sobald das kippbare Gefäss der ersten Austragvorrichtung wieder in seiner Normallage ist und nun das zuströmende Schüttgut aufnehmen kann. Darauf beginnt die Tätigkeit der beiden im Takt arbeitenden Kolben.
Der erste Kolben bewegt sich soweit nach vorne, bis er die Öffnung der Verbindung zwischen der ersten Austragvorrichtung und dem Zylinder gasdicht verdeckt. Hierauf gibt der zweite Kolben die Ausstossöffnung für das Schüttgut frei.
AnStelle der beschriebenen ersten Austragvorrichtung kann auch jede andere an sich bekannte Einrichtung, wie beispielsweise das Zellenrad, benutzt werden, sofern es zum chargenweisen Einfüllen des Gutes in den ersten Zylinder geeignet ist.
Um einen reibungslosen Ablauf des Austragvorganges zu gewährleisten, müssen die Kolben sowohl untereinander als auch mit der ersten Austragvorrichtung in ihrer Bewegung fest gekoppelt sein. Dies kann durch übliche Mittel, wie beispielsweise Kurbeltriebe, Steuerscheiben. oder vermittels pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Steuereinrichtung oder auch durch Kombination zweier oder mehrerer solcher Mittel geschehen.
An Hand der Zeichnungen wird die Neuerung näher erläutert. Fig. l zeigt eine Ausführungsform der neuerungsgemässen Austragvorrichtung im senkrechten Schnitt, Fig. 2 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie A-B der Fig. 1 und Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Anordnung der Kolben nach der ersten Austragvorrichtung.
Das durch das Rohr 1 auf beliebige Weise, beispielsweise mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Schnecke, geförderte Schüttgut strömt in das Kippgefäss 2 ein, welches die Form eines an seiner oberen Seite abgeschnittenen Zylinders oder an der oberen Seite abgeflachte Kugelform zeigt. Das Kippgefäss befindet sich in einem kleinen Behälter 3, welcher sich an seinem unteren Ende 4 konisch bis zum in den Zylinder 6 führenden Verbindungsrohr 5 verjüngt. In dem Zylinder 6, welcher quer zum Austrittsrohr 5 angeordnet ist, bewegt sich gasdicht der Kolben 7.
Sobald das Kippgefäss 2 gefüllt ist bzw. die mit Hilfe der Steuereinrichtung vorwählbare Füllmenge erreicht hat, wird es um 180 gekippt, während die Materialzufuhr durch das Rohr 1 weitergeht. Das Gefäss 2 entleert sich durch das Verbindungsstück 5 in den Zylinder 6 ; das durch das Rohr 1 weiter zuwandernde Material gelangt an beiden Seiten vorbei ebenfalls durch das Verbindungsstück 5 in den Zylinder 6. Nachdem das Kippgefäss 2 wieder in seiner Normallage zurückgekehrt ist, wird der Kolben 7 nach einer an die Fliesseigenschaften des Schüttgutes angepassten Zeitspanne, welche gewährleistet, dass der Behälter 3 vollständig leergelaufen ist, soweit nach vorne geschoben, dass die Mündung der Verbindung 5 gasdicht abgeschlossen ist.
Zwischen der Stirnfläche 8 des Kolbens 7 und dem in einem senkrecht zum Zylinder 6 angeordneten, einen grösseren Durchmesser als dieser aufweisenden Zylinder 10 sich bewegenden Kolben 9 verbleibt ein Volumen, welches die eingebrachte Menge Schüttgut aufnehmen kann. Darauf wird der Kolben 9 zurückgezogen und gibt die Durchdringungsöffnung zwischen dem Zylinder 6 und dem Zylinder 10 frei. Der Kolben 7 wandert ganz nach vorne, bis er die Durchdringungsöffnung vollständig und mit seiner Stirnfläche mit der Zylinderwandung abschneidend ausfüllt. Der Kolben 9 wird nun wieder soweit nach vom geschoben, dass er die Durchdringungsöffnung vollständig verdeckt. Dabei reinigt er gleichzeitig die Stirnfläche 8 des Kolbens 7 von anhaftendem Gut. Nun wird der Kolben 7 wieder in seine Ausgangslage zurückgezogen.
Steht der Behälter, aus welchem das Gut gefördert wird, unter einer Schutzgasatmosphäre, so wird gleichzeitig durch einen Anschluss 11 Schutzgas zugeführt.
Die Koppelung der Bewegungen kann in an sich bekannter Weise über Kurbeltriebe, Kurvenscheiben u. dgl., aber auch mit Hilfe von pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Steuermechanismen oder mit Hilfe von Kombinationen solcher Mittel erfolgen. Mit ihrer Hilfe wird die Bewegung der beiden Kolben zueinander und mit der ersten Austragvorrichtung 2 so gekoppelt, dass sich in ständigem Wechsel das Entleeren des Kippgefässes 2, die Vorwärtsbewegung des Kolbens 7 bis zum Abdecken der Öffnung des Verbindungsrohres 5, das Zurückgehen des Kolbens 9 unter gleichzeitigem Einschieben des Gutes in den Zylinder 10 mit Hilfe des Kolbens 7, das Ausschieben des Gutes mit Hilfe des Kolbens 9 durch die Öffnung 12 des Zylinders 10 unter gleichzeitigem Säubern der Stirn- fläche 8 des Kolbens 7,
das Zurückziehen des Kolbens 7 in Ausgangsstellung unter etwaiger Zugabe von Inertgas in den Zylinder 6 bei 11 und das anschliessende erneute Entleeren des Kippgefässes 2 folgen.
Fig. S gibt eine Kolbenanordnung wieder, bei welcher die beiden Kolben 14 und 15 in demsel-
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ben Zylinder 13 angeordnet sind. Sie werden mit Hilfe der in den Zylindern 16 und 17 zu bewegenden, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolben 18 und 19 bewegt. In den Zeichnungen befindet sich der Kolben 14 in seiner hinteren, die Öffnung 20 des Verbindungsstückes 5 und den Inertgasanschluss 22 freigebenden, der Kolben 15 in seiner vorderen, die Ausströmöffnung 23 in der Wand des Zylinders 13 gasdicht abdeckenden Stellung. Gleichzeitig wird an der der in das Auslaufrohr 24 mündenden Ausströmöffnung 23 gegenüberliegenden Seite eine Öffnung 21 zum Anschluss einer Pressgasleitung abgedeckt.
Nachdem in der dargestellten Kolbenstellung der Kippbehälter sich entleert bzw. eine andere Dosiereinrichtung eine Charge eingefüllt hat, bewegt sich der Kolben 14 soweit nach vorne, dass er die Öffnung 20 gasdicht abschliesst. Der Kolben 15 bewegt sich nunmehr in seine hintere Stellung zurück und gibt die Ausströmöffnung 23, gleichzeitig die Pressgasöffnung 21 frei, während sich der Kolben 14 nun weiten soweit nach vorne bewegt, dass Ausströmöffnung und Pressgaseintritt freibleiben.
Nach einer zum Reinigen derKolbenoberflächen und zum vollständigen Austragen des in dem Zwischenraum zwischen den beiden Kolben befindlichen Gutes ausreichenden Zeitspanne bewegt sich der Kolben 15 soweit nach vorne, bis sich die beiden Kolben berühren, worauf beide sich zunächst zusammen so lange in Richtung der Einströmöffnung 20 bewegen, bis der Kolben 15 seine vordere Lage wieder erreicht hat. Der Kolben 14 bewegt sich weiter bis in seine Endlage. Die Abmessungen der Auslassöffnung 23 einerseits und der Pressgasöffnung 21 anderseits sind so bemessen, dass die Auslassöffnung 23 früher als die Pressgasöffnung geöffnet und später als diese geschlossen wird.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Pressgasöffnung beim Zusammentreffen der beiden Kolbenoberflächen bereits gasdicht abgeschlossen ist, so dass auch beim Austragen eines unter Vakuum stehenden Behälters das Eindringen von Gas in einem das Vakuum gefährdenden Umfang vermieden wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Austragen von Schüttgütern, insbesondere von hochpolymerem Schnitzelgut, aus unter Vakuum stehenden oder mit einer Schutzgasfüllung versehenen Behältern, dadurch ge- kennzeichnet, dass einer ersten, das Schüttgut aufnehmenden und dosierenden Austragvorrichtung (1, 2,3) zwei in einem gemeinsamen (13) oder in zwei senkrecht zueinander stehenden Zylindern (6,10) sich bewegende Kolben (7, 9 ; 14,15) nachgeschaltet sind, die durch Koppeleinrichtungen an sich bekannter Art mit der ersten Austragvorrichtung (1, 2,3) und untereinander verbunden sind.
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Device for discharging bulk goods
The innovation relates to a device for discharging bulk goods, in particular high-polymer cuttings, from containers that are under vacuum or provided with a protective gas filling.
It is known that it is very difficult to discharge bulk goods from containers under vacuum or a protective gas filling and to avoid disturbances in the vacuum or contamination of the protective gas filling. This is especially true for continuously running processes, which are also often particularly sensitive to the breakdown of the vacuum or contamination of the protective gas atmosphere by penetrating oxygen.
Because of the very great difficulties that stand in the way of a continuously operating discharge device, it is common in such cases to use devices which discharge in small batches quasi-continuously. The generally known devices of this type, for example the cellular wheel, are, however, poorly suited for these purposes, since they cannot prevent the ingress of air, for example with the part of the wheel rotating upwards.
The frequently chosen solution of arranging an intermediate container between an outlet valve and a valve at the bottom of the container under vacuum or in a protective gas atmosphere, which is evacuated again or provided with a pure protective gas filling, for example after it has been emptied and the outlet valve is closed, is very complex and in many cases not applicable; in addition, continuous operation is not possible with such a container.
The task of the discharge device according to the invention is to make continuous operation possible and at the same time to prevent the gas atmosphere surrounding the outlet opening, generally air, from penetrating into the container when the material is discharged.
According to the innovation, this is achieved by a device for discharging bulk goods, in particular high-polymer chips, from containers under vacuum or with a protective gas filling, which is characterized by the fact that a first discharge device which receives and doses the bulk goods has two in one joint or in two perpendicular mutually standing cylinders are connected downstream of moving pistons which are connected to the first discharge device and to one another by coupling devices of a known type.
In a preferred embodiment, the first metering device consists of a vessel which can be pivoted through 1800 and has an opening on the side that is at the top in the normal position. The bulk material is poured into this from the container under vacuum or a protective gas atmosphere either directly or continuously via a conveyor device known per se. At regular intervals and in step with the two pistons downstream of the first discharge device, the vessel is turned through 1800 and emptied into the cylinder below, while the first piston is in its rear position.
The bulk material is transported between the container and the first discharge device
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not interrupted; By appropriately shaping the tilting vessel, it is ensured that the material flowing in during the emptying process can also get past both sides of the same into the cylinder. The flow of material into the first cylinder stops as soon as the tiltable vessel of the first discharge device is back in its normal position and can now receive the incoming bulk material. Then the action of the two pistons, working in time, begins.
The first piston moves forward until it covers the opening of the connection between the first discharge device and the cylinder in a gas-tight manner. The second piston then opens the discharge opening for the bulk material.
Instead of the described first discharge device, any other known device, such as the cellular wheel, can be used, provided that it is suitable for batch-wise filling of the goods into the first cylinder.
In order to ensure that the discharge process runs smoothly, the movement of the pistons must be firmly coupled both to one another and to the first discharge device. This can be done by conventional means, such as crank drives, control disks. or by means of pneumatic, hydraulic or electrical control devices or by combining two or more such means.
The innovation is explained in more detail using the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the discharge device according to the invention in vertical section, FIG. 2 shows a section along the line A-B of FIG. 1 and FIG. 3 shows a further possible arrangement of the pistons after the first discharge device.
The bulk material conveyed through the pipe 1 in any way, for example with the help of a screw (not shown) flows into the tilting vessel 2, which has the shape of a cylinder cut off on its upper side or a spherical shape flattened on the upper side. The tilting vessel is located in a small container 3 which tapers conically at its lower end 4 up to the connecting pipe 5 leading into the cylinder 6. In the cylinder 6, which is arranged transversely to the outlet pipe 5, the piston 7 moves in a gas-tight manner.
As soon as the tilting vessel 2 is filled or has reached the filling quantity that can be preselected with the aid of the control device, it is tilted by 180 while the material feed through the pipe 1 continues. The vessel 2 empties through the connecting piece 5 into the cylinder 6; the material migrating further through the pipe 1 passes on both sides, also through the connecting piece 5, into the cylinder 6. After the tilting vessel 2 has returned to its normal position, the piston 7 is activated after a period of time which is adapted to the flow properties of the bulk material that the container 3 has run completely empty, pushed forward so far that the mouth of the connection 5 is sealed gas-tight.
Between the end face 8 of the piston 7 and the piston 9 which is arranged perpendicular to the cylinder 6 and has a larger diameter than the cylinder 10, a volume remains which can accommodate the introduced quantity of bulk material. The piston 9 is then withdrawn and the penetration opening between the cylinder 6 and the cylinder 10 is free. The piston 7 moves all the way forward until it fills the penetration opening completely and with its end face cutting off the cylinder wall. The piston 9 is now pushed forward so far that it completely covers the penetration opening. In doing so, it simultaneously cleans the end face 8 of the piston 7 from adhering material. Now the piston 7 is pulled back into its starting position.
If the container from which the material is conveyed is under a protective gas atmosphere, protective gas is supplied at the same time through a connection 11.
The coupling of the movements can be carried out in a manner known per se via crank mechanisms, cams and the like. Like., But also with the help of pneumatic, hydraulic or electrical control mechanisms or with the help of combinations of such means. With their help, the movement of the two pistons to each other and to the first discharge device 2 is coupled in such a way that the emptying of the tilting vessel 2, the forward movement of the piston 7 until the opening of the connecting pipe 5 is covered, the retreat of the piston 9 are constantly changing Simultaneous pushing of the goods into the cylinder 10 with the aid of the piston 7, the pushing out of the goods with the aid of the piston 9 through the opening 12 of the cylinder 10 while at the same time cleaning the end face 8 of the piston 7,
the retraction of the piston 7 into the starting position with any addition of inert gas into the cylinder 6 at 11 and the subsequent renewed emptying of the tilting vessel 2 follow.
Fig. S shows a piston arrangement in which the two pistons 14 and 15 in the same
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ben cylinder 13 are arranged. They are moved with the aid of the hydraulically or pneumatically actuated pistons 18 and 19 to be moved in the cylinders 16 and 17. In the drawings, the piston 14 is in its rear position, releasing the opening 20 of the connecting piece 5 and the inert gas connection 22, and the piston 15 is in its front position, covering the outflow opening 23 in the wall of the cylinder 13 in a gas-tight manner. At the same time, on the side opposite the discharge opening 23 opening into the outlet pipe 24, an opening 21 for connecting a compressed gas line is covered.
After the tilting container has been emptied in the illustrated piston position or another metering device has filled in a batch, the piston 14 moves forward so far that it closes the opening 20 in a gas-tight manner. The piston 15 now moves back into its rear position and releases the outflow opening 23, at the same time the compressed gas opening 21, while the piston 14 now moves forward so far that the outflow opening and compressed gas inlet remain free.
After a period of time sufficient to clean the piston surfaces and completely discharge the material located in the space between the two pistons, the piston 15 moves forward until the two pistons touch, whereupon both initially move together in the direction of the inflow opening 20 until the piston 15 has reached its front position again. The piston 14 continues to move into its end position. The dimensions of the outlet opening 23 on the one hand and the compressed gas opening 21 on the other hand are dimensioned such that the outlet opening 23 is opened earlier than the compressed gas opening and is closed later than this.
In this way it is achieved that the compressed gas opening is already sealed gas-tight when the two piston surfaces meet, so that even when a container under vacuum is discharged, the ingress of gas to an extent that could endanger the vacuum is avoided.
PATENT CLAIMS:
1. Device for discharging bulk goods, in particular high-polymer chips, from containers under vacuum or provided with a protective gas filling, characterized in that a first discharge device (1, 2, 3) which receives and doses the bulk goods is two in one (13) or pistons (7, 9; 14, 15) moving in two mutually perpendicular cylinders (6, 10) are connected downstream, which are connected to the first discharge device (1, 2, 3) and with one another by coupling devices of a known type are connected.
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