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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien, insbesondere pulverförmiger oder flüssiger Substanzeni, in Verpackungsbehälter, mit einem Füllrohr, das über eine Reguliervorrichtung an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Öffnungsbereich des Verpackungsbehälters (10) ein Abzugsrohr (20) angeordnet ist, so dass zwischen Abzugsrohr (20) und Füllrohr (11) ein Ringraum (25) entsteht, dessen untere Mündung innerhalb des Verpackungsbehälters (10) liegt und dessen obere Mündung von einer Abzugsglocke (26) umgeben ist, die über eine Abzugsleitung (27) und einen Filter (28) an einen Ventilator (30) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abzugsglocke (26) und dem Abzugsrohr (20) ein Ringspalt (29) vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil des Abzugsrohres (20) eine Verschlussplatte (21) angeordnet ist, gegen deren ringförmige Stirnfläche die Wand des Verpackungsbehälters (10) durch beweglich gelagerte Klemmbacken (18, 19) anpressbar ist, wobei die Verschlussplatte (21) mindestens eine Durchgangsbohrung (22) zum Druckausgleich innerhalb des Verpackungsbehälters (10) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, mit einer Waage (9) zum gewichtsabhängigen Dosieren der abzufüllenden Medien, dadurch gekennzeichnet, dass das Abzugsrohr (20), die Abschlussplatte (21) und die Klemmbacken (18, 19) über einen Tragrahmen (15) auf die Waage (9) abgestützt sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, zum Abfüllen pulverförmiger, zur Staubbildung neigender Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsleitung (27) in ein Staubfilter (28) mit textilem Staubsack (31) mündet, der über eine Leitung (32) mit einem pneumatischen Pulsator (33, 34, 35) verbunden ist, wobei unterhalb des Staubsackes (31) eine rotierende Schleuse (36) angeordnet ist, um den vom Staubsack (31) abfallenden Staub praktisch luftdicht wieder dem Verpackungsbehälter (10) zuzuführen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsack (31) an der Aussenseite eines luftdurchlässigen Korbes (40) befestigt ist, der seinerseits mit seinem oberen Ringflansch (42) in einem leicht ausbaubaren Rohrabschnitt (44) aufgehängt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (44) zwischen zwei Spannköpfe (45, 46) eingesetzt und mit dem oberen Spannkopf (46) über Kniehebelverschlüsse (48) leicht lösbar verbunden ist.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien, insbesondere pulverförmiger oder flüssiger Substanzen, in Verpackungsbehälter, mit einem Füllrohr, das über eine Reguliervorrichtung an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist.
Die industrielle Abfüllung pulverförmiger, zur Staubbildung neigender Medien stellt den Konstrukteur vor grosse Probleme, die bisher noch nicht zur Zufriedenheit gelöst werden konnten. So ist es zwar bekannt, dass man in der Nähe des abzufüllenden Verpackungsbehälters eine Absaugung einbaut, doch lässt sich der beim Einfüllen nach allen Seiten entweichende Staub mit den herkömmlichen Absaugeapparaturen nicht vollständig erfassen. Der zum Teil giftige Staub lagert sich somit in der Umgebung ab, schwebt teilweise auch ir der Umgebungsluft, und wird damit vom Bedienungspersonal eingeatmet, was zwangsläufig gesundheitliche Schädigungen nach sich zieht.
Auch ist es bisher nicht gelungen, ein Abscheidesystem vorzuschlagen, das die abgesaugte Luft nicht nur wirksam vom mitgeführten Staub befreit, sondern den häufig kostspieligen Staub auch wieder in den Abfüllprozess zurückleitet.
Ähnliche Probleme können auch beim Abfüllen von Flüssigkeiten auftreten, insbesondere wenn diese leicht flüchtige und giftige Substanzen enthalten.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien zu schaffen, welche selbst die zur Staubbildung neigenden und leicht flüchtigen Substanzen mit Sicherheit von der Umgebung fernhält und ausserdem die abgesaugten Anteile wieder ir. den Abfüllprozess zurückführt. Diese Einrichtung ist im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert.
Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittdarstellung einer zum Abfüllen eines staubförmigen Farbstoffes dienenden Einrichtung und
Fig. 2 bis 4 sind vereinfachte Schnittdarstellungen einzelner Abschnitte dieser Einrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Vorratsbehälter 1, von welchem das staubförmige, mit 2 bezeichnete Material über einen Schnekkenförderer 3 einem Zwischenbehälter 4 zugeführt wird. Innerhalb des Zwischenbehälters 4 fällt das Material von der Schnecke in Pfeilrichtung nach unten. Das Niveau des im Zwischenbehälter 4 befindlichen Materials wird durch eine Sonde 5, die auf den Antriebsmotor 6 des Schneckenförderers 3 wirkt, praktisch konstant gehalten.
Am Unterteil des Zwischenbehälters 4 ist eine Klappe 7 angeordnet, die durch einen Stellmotor 8 in Abhängigkeit vom Füllungsgrad eines auf einer Waage 9 befindlichen Verpackungsbehälters 10 regulierbar ist. Der Zwischenbehälter mündet in ein Füllrohr 11, von dem das in Pfeilrichtung herabfallende Material in den Verpackungsbehälter 10 geleitet wird. Details dieser Vorrichtung werden später noch anhand von Fig. 2 erläutert.
Die Waage 9 trägt ein auf Rollen gelagertes Transportband 12, und auch beidseits der Waage sind Transportbänder 13 und 14 angeordnet. Die abzufüllenden Verpackungsbehälter 10 können somit in Pfeilrichtung vom Transportband 13 auf das Transportband 12 der Waage geleitet und von dort, nach dem Abfüllvorgang, über das Transportband 14 einer autamatischen Verschlussvorrichtung zugeführt werden.
An der Waage 9 erstreckt sich ein aus vertikalen Profilen bestehender Rahmen 15 nach oben, auf dessen Oberteil zwei pneumatisch betätigte Stellmotoren 16 und 17 (Fig. 2) befestigt sind. Über das Gestänge 16a/17a dieser Stellmotoren lassen sich entsprechend geformte Klemmbügel 18 und 19 gegen die Aussenfläche am Oberteil des Verpackungsbehälters 10 pressen.
Am Oberteil des Rahmens 15 ist ferner in dessen mittlerem Bereich ein Abzugsrohr 20 aufgehängt, welches das Füllrohr 11 koaxial umgibt und gemäss Fig. 2 bis in die Öffnung des Verpackungsbehälters 10 hineinragt. Am unteren Abschnitt des Abzugsrohres 20 befindet sich ein beispielsweise scheibenförmiger Einsatz 21, der mit Lufteintrittslöchern 22 versehen ist. Beim Verschliessen des Verpackungsbehälters 10 wird dessen Oberteil, wie Fig. 2 zeigt, zwischen der äusseren Stirnfläche des Einsatzes 21 und den Klemmbacken 18 bzw. 19 eingeklemmt. Durch das Füllrohr wird dann nach öffnen der Regulierklappe 7 pulverförmiges Material in den Verpackungsbehälter 10 eingefüllt, bis sich die gewichtsabhängig gesteuerte Regulierklappe 7 wieder schliesst. Ein unterhalb der Regulierklappe 7 angeordneter Vibrator verhindert die Bildung von Materialbrücken innerhalb des Füll
rohres 11 und gewährleistet damit einen ungehinderten Ablauf des Füllvorganges.
Beim Einfüllen extrem feinkörniger Pulver, wie dies beispielsweise bei pulverförmigen Farbstoffen der Fall ist, lässt sich eine intensive Staubentwicklung nicht vermeiden. Da zahlreiche der zu verpackenden Medien gesundheitsschädlich oder gar giftig sind, ist es von grosser Bedeutung, dass der entstehende Staub möglichst innerhalb des geschlossenen Verpackungssystemes verbleibt. Zu diesem Zwecke ist das Abzugsrohr 20 in einem solchen Abstand vom Füllrohr 11 angeordnet, dass zwischen beiden ein Ringraum 24 verbleibt. Die obere Mündung 25 dieses Ringraumes ist von einer Abzugsglocke 26 umgeben, die über eine Abzugsleitung 27 mit einem Staubfilter 28 verbunden ist. Die Abzugsglocke 26 reicht mit ihrer Unterkante nicht ganz bis an das Abzugsrohr 20 heran, so dass ein Ringspalt 29 verbleibt.
Durch einen oberhalb des Staubfilters 28 angeordneten Ventilator 30 wird in der Abzugsleitung 27 ein Sog erzeugt, der den entstehenden Staub sowohl durch den Ringraum 25 als auch über den Ringspalt 29 absaugt. Auf diese Weise kann sich in der Umgebung des Verpackungsbehälters 10 überhaupt kein Staub ansammeln.
Zum Druckausgleich innerhalb des Verpackungsbehälters 10 sind im Einsatz 21 die Löcher 22 vorgesehen, durch die beim Betrieb der Anlage Luft in Pfeilrichtung einströmen kann.
Der Staubfilter 28 weist einen Filtersack 31 auf (Fig. 1), der von der staubhaltigen Luft in Pfeilrichtung durchströmt wird und an dessen Aussenfläche sich der in der Luft mitgeführte Staub absetzt. In die Verbindungsleitung zwischen dem Staubfilter 28 und dem Ventilator 30 mündet eine Impulsleitung 32, an die ein zeitgesteuertes Ventil 33, ein Druckluftbehälter 34 und ein Kompressor 35 angeschlossen sind. Durch periodisches Öffnen des Ventils 33 in einstellbaren Zeitabständen werden somit auf den Filtersack 31 Druckluftimpulse ausgeübt, wodurch der an der Aussenseite des Filtersackes anhaftende Staub abgeschüttelt wird und nach unten in eine Schleuse 36 fällt (vgl. auch Fig. 3). Diese Schleuse weist einen Getriebemotor 37 auf, der über eine Kupplung 38 ein Flügelrad 39 kontinuierlich antreibt.
Auf diese Weise wird der gemäss Fig. 3 in Pfeilrichtung herabfallende Staub in den Zwischenbehälter 4 eingebracht, ohne dass auf diesen der in der Leitung 27 herrschende Unterdruck einwirken könnte. Die Schleuse 36 wirkt somit gleichzeitig als Transportorgan und als Abdichtung.
Durch die beschriebene Anordnung lässt sich zwar eine relativ gute Reinigung des Staubsackes 31 (Fig. 3) erzielen.
Erfahrungsgemäss ist es aber dennoch notwendig, den Staubsack von Zeit zu Zeit gründlich ausserhalb der Anlage zu reinigen, was eine rasche Austauschmöglichkeit des Staubsackes 31 voraussetzt. Auch ist es bei jedem Produktwechsel notwendig, den Filtersack auszuwechseln. Zu diesem Zwecke ist der Staubsack 31 an der Aussenseite eines luftdurchlässigen Korbes 40 (Fig. 4) angeordnet und an dessen Oberseite durch einen elastischen O-Ring 41 verklemmt. Der Korb 40 ragt mit seinem waagrechten, oberen Ringflansch 42 zwischen zwei Dichtungsringe 43, die in der oberen Schulter 44a eines Rohrabschnittes 44 gelagert sind. Dieser Rohrabschnitt 44 ist zwischen den beiden Einspannköpfen 45 und 46, die über Stangen 47 miteinander verbunden sind, leicht lösbar eingespannt.
Eine in ihrer Gesamtheit mit 48 bezeichnete Kniehebelanordnung gestattet es, den oberen Spannkopf 46 bei Bedarf nach oben abzuheben, worauf der Rohrabschnitt 44 mit dem gesamten Staubfilter herausgenommen und somit ersetzt werden kann.
Die beschriebene Anordnung gewährleistet nicht nur die Absaugung des entstehenden Staub es im Umgebungsbereich des Verpackungsbehälters, sondern auch deren sichere Rückführung in den Verpackungsproz & s, ohne dass auch nur Spuren des zu verpackenden Mediums nach aussen gelangen könnten. Von einer Schalttafel 49 (Fig. 1) aus lässt sich der gesamte Verpackungsvorgang, der weitgehend automatisiert werden kann, überwachen und steuern.
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PATENT CLAIMS
1. Device for filling flowable media, in particular powdery or liquid substances, into packaging containers, with a filling tube which is connected to a storage container via a regulating device, characterized in that an extraction tube (20) is arranged in the opening area of the packaging container (10), So that between the discharge pipe (20) and filler pipe (11) an annular space (25) is created, the lower mouth of which lies within the packaging container (10) and the upper mouth of which is surrounded by a discharge bell (26) which is connected to a discharge line (27) and a filter (28) is connected to a fan (30).
2. Device according to claim 1, characterized in that an annular gap (29) is provided between the discharge bell (26) and the discharge pipe (20).
3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that a closure plate (21) is arranged on the lower part of the exhaust pipe (20), against the annular end face of which the wall of the packaging container (10) by movably mounted clamping jaws (18, 19) can be pressed, the closure plate (21) having at least one through hole (22) for pressure equalization within the packaging container (10).
4. Device according to claim 3, with a balance (9) for weight-dependent dosing of the media to be filled, characterized in that the discharge pipe (20), the end plate (21) and the clamping jaws (18, 19) on a support frame (15) the scales (9) are supported.
5. Device according to claim 1, for filling powdery, dust-forming substances, characterized in that the discharge line (27) opens into a dust filter (28) with a textile dust bag (31) via a line (32) with a pneumatic pulsator (33, 34, 35) is connected, a rotating lock (36) being arranged below the dust bag (31) in order to feed the dust falling off the dust bag (31) back to the packaging container (10) practically airtight.
6. Device according to claim 5, characterized in that the dust bag (31) on the outside of an air-permeable basket (40) is attached, which in turn is suspended with its upper ring flange (42) in an easily removable pipe section (44).
7. Device according to claim 6, characterized in that the tube section (44) between two clamping heads (45, 46) is inserted and is easily detachably connected to the upper clamping head (46) via toggle locks (48).
The invention relates to a device for filling flowable media, in particular powdery or liquid substances, into packaging containers, with a filling tube which is connected to a storage container via a regulating device.
The industrial filling of powdery media that tend to form dust presents the designer with major problems that have not yet been satisfactorily solved. So it is known that a suction device is installed in the vicinity of the packaging container to be filled, but the dust escaping on all sides during filling cannot be completely detected with the conventional suction devices. The partially toxic dust is thus deposited in the environment, sometimes also hovers in the ambient air, and is thus inhaled by the operating personnel, which inevitably causes health damage.
So far, it has not been possible to propose a separation system that not only effectively removes the dust from the extracted air, but also returns the often expensive dust back into the filling process.
Similar problems can also arise when filling liquids, especially if they contain volatile and toxic substances.
It is therefore the object of the present invention to provide a device for filling flowable media which reliably keeps even the volatile substances that tend to form dust away from the environment and also returns the extracted portions to the filling process. This device is defined in independent claim 1.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 is a schematic sectional view of a device for filling a dust-like dye and
2 to 4 are simplified sectional views of individual sections of this device.
1 shows a storage container 1, from which the dust-like material, designated by 2, is fed to an intermediate container 4 via a screw conveyor 3. Within the intermediate container 4, the material falls downward from the screw in the direction of the arrow. The level of the material in the intermediate container 4 is kept practically constant by a probe 5, which acts on the drive motor 6 of the screw conveyor 3.
A flap 7 is arranged on the lower part of the intermediate container 4 and can be regulated by a servomotor 8 depending on the degree of filling of a packaging container 10 located on a scale 9. The intermediate container opens into a filling tube 11, from which the material falling in the direction of the arrow is directed into the packaging container 10. Details of this device will be explained later with reference to FIG. 2.
The scale 9 carries a conveyor belt 12 mounted on rollers, and conveyor belts 13 and 14 are also arranged on both sides of the scale. The packaging containers 10 to be filled can thus be guided in the direction of the arrow from the conveyor belt 13 to the conveyor belt 12 of the balance and from there, after the filling process, can be fed via the conveyor belt 14 to an automatic closure device.
On the scale 9, a frame 15 consisting of vertical profiles extends upwards, on the upper part of which two pneumatically actuated servomotors 16 and 17 (FIG. 2) are fastened. Correspondingly shaped clamps 18 and 19 can be pressed against the outer surface on the upper part of the packaging container 10 via the linkage 16a / 17a of these servomotors.
On the upper part of the frame 15, a draw-off tube 20 is also suspended in the central area thereof, which coaxially surrounds the filling tube 11 and projects into the opening of the packaging container 10 according to FIG. 2. At the lower section of the exhaust pipe 20 there is, for example, a disk-shaped insert 21 which is provided with air inlet holes 22. When the packaging container 10 is closed, its upper part, as shown in FIG. 2, is clamped between the outer end face of the insert 21 and the clamping jaws 18 and 19, respectively. Powdery material is then poured into the packaging container 10 through the filling tube after the regulating flap 7 has been opened, until the regulating flap 7, which is controlled as a function of the weight, closes again. A vibrator arranged below the regulating flap 7 prevents the formation of material bridges within the filling
tube 11 and thus ensures an unimpeded flow of the filling process.
When filling extremely fine-grained powders, as is the case with powdery dyes, for example, intensive dust generation cannot be avoided. Since many of the media to be packaged are harmful to health or even toxic, it is very important that the dust that is created remains within the closed packaging system as far as possible. For this purpose, the discharge pipe 20 is arranged at such a distance from the filling pipe 11 that an annular space 24 remains between the two. The upper mouth 25 of this annular space is surrounded by an exhaust bell 26 which is connected to a dust filter 28 via an exhaust line 27. The trigger bell 26 does not reach all the way to the exhaust pipe 20 with its lower edge, so that an annular gap 29 remains.
By means of a fan 30 arranged above the dust filter 28, a suction is generated in the exhaust line 27, which sucks off the dust that is produced both through the annular space 25 and via the annular gap 29. In this way, no dust can accumulate in the vicinity of the packaging container 10 at all.
For pressure equalization within the packaging container 10, the holes 22 are provided in the insert 21, through which air can flow in the direction of the arrow during operation of the system.
The dust filter 28 has a filter bag 31 (FIG. 1) through which the dust-laden air flows in the direction of the arrow and on the outer surface of which the dust carried in the air settles. A pulse line 32 opens into the connecting line between the dust filter 28 and the fan 30, to which a time-controlled valve 33, a compressed air tank 34 and a compressor 35 are connected. By periodically opening the valve 33 at adjustable time intervals, compressed air pulses are thus exerted on the filter bag 31, as a result of which the dust adhering to the outside of the filter bag is shaken off and falls down into a lock 36 (cf. also FIG. 3). This lock has a geared motor 37 which continuously drives an impeller 39 via a clutch 38.
In this way, the dust falling in the direction of the arrow in FIG. 3 is introduced into the intermediate container 4 without the negative pressure prevailing in the line 27 being able to act on it. The lock 36 thus acts both as a transport member and as a seal.
A relatively good cleaning of the dust bag 31 (FIG. 3) can be achieved by the arrangement described.
Experience has shown, however, that it is nevertheless necessary to clean the dust bag thoroughly from time to time outside the system, which requires the dust bag 31 to be exchanged quickly. It is also necessary to change the filter bag with every product change. For this purpose, the dust bag 31 is arranged on the outside of an air-permeable basket 40 (FIG. 4) and is clamped on the upper side by an elastic O-ring 41. The basket 40 projects with its horizontal, upper ring flange 42 between two sealing rings 43 which are mounted in the upper shoulder 44a of a pipe section 44. This pipe section 44 is easily detachably clamped between the two clamping heads 45 and 46, which are connected to one another via rods 47.
A toggle lever arrangement designated in its entirety with 48 allows the upper clamping head 46 to be lifted upwards if necessary, whereupon the tube section 44 with the entire dust filter can be removed and thus replaced.
The arrangement described ensures not only the suction of the resulting dust in the surrounding area of the packaging container, but also its safe return to the packaging process without even traces of the medium to be packaged being able to get to the outside. The entire packaging process, which can be largely automated, can be monitored and controlled from a control panel 49 (FIG. 1).