CN105073381B - 用于挤塑装置中材料更换的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在用于制造挤塑产品(100)的挤塑装置(10)中从原材料至后续材料的材料更换的方法，具有下述步骤：‑识别材料更换需求；‑执行用于材料更换的至少一个准备步骤；‑在该至少一个准备步骤结束之后执行材料更换。

Description

用于挤塑装置中材料更换的方法
技术领域
本发明涉及一种用于挤塑装置中从原材料至后续材料的材料更换的方法，以及涉及用于制造挤塑产品的挤塑设备。
背景技术
基本上，挤塑设备是已知的。其用于制造挤塑产品。这样的挤塑产品可以是注塑产品，特别是薄膜产品。挤塑产品的可能性是所谓的吹塑薄膜。对此，挤塑装置通常设有具有挤出机螺杆的至少一个挤出机。该挤出机被提供挤塑材料。应用于当前设置的配方的相应的材料也可被称为原材料。通常已知运输装置如例如预备容器和/或预备秤用于运输原材料。其能够用于将原材料定量地输送至挤出机螺杆。
在已知的挤塑设备中，在结束制造第一挤塑产品之后且在开始制造第二挤塑产品之前，必须以不同的材料成分实现材料更换。这意味着，代替所使用的原材料，输入挤塑装置的后续材料。在已知的挤塑设备中完全手动执行该材料更换。对此，在制造第一挤塑产品时，在结束执行第一配方之后，通常执行对挤塑设备的完全清洁。也已知的是，在已知的挤塑设备中在过渡阶段期间，新的后续材料被填入预备容器或预备秤中。在一定的过渡时间之后，后续材料、原材料被完全从预备容器、预备秤和挤出机中被挤出。然而，所制造的挤塑产品在该过渡时间期间没有根据设置的配方的限定特性。相应地，在该过渡时间期间，所制造的挤塑产品涉及废件。在该方法中，缺点是制造出的废件以及在手动执行材料更换时的高时间成本。可选进行的挤塑设备的完全内部清洁同样是非常耗费时间的，且由此产生高成本和停机时间。
发明内容
本发明的目的在于，至少部分地消除上述缺点。特别地，本发明的目的在于，可通过低成本和简单的方式特别自动地执行材料更换。
上述目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求10的特征的挤塑设备实现。在从属权利要求、说明书以及附图中给出本发明的其他特征和细节。在此，与根据本发明的方法相关联地描述的特征和细节当然也与根据本发明的挤塑设备相关联地是适用的且反之亦然，使得关于针对各个发明点方面的公开内容始终可相互参考。
根据本发明的方法用于在用于制造挤塑产品的挤塑装置中从原材料至后续材料的材料更换。根据本发明，这样的方法具有下述步骤：
-识别材料更换需求；
-执行用于材料更换的至少一个准备步骤；
-在该至少一个准备步骤结束之后执行材料更换。
现在，基于根据本发明的方法，对于材料更换，不再等待关于挤塑产品的第一配方的制造的执行的结束。而是，现在根据本发明，借助于至少一个准备步骤而实现准备。该准备在材料更换之前，且特别在执行以原材料制造挤塑产品的期间已经完成。换而言之，通过并行的方式执行对材料更换的准备。该并行工作导致时间优势，因为并行执行的工作导致挤塑设备或挤塑装置的更短的停机时间或没有停机时间。此外特别地，在用于挤塑装置的材料更换期间，可通过根据本发明的方法完全消除停机时间。
在本发明的意义下，可通过不同的方式形成准备步骤。然而不同的是，该准备在材料更换前的时间点已经开始。特别地，准备步骤也已经在执行材料更换之前结束。
在本发明的意义下，原材料可被理解成材料或材料成分，其用于在挤塑装置中产生挤塑产品的第一配方。在本发明的意义下，后续材料可被理解成材料或材料成分，其应在制造另一、第二挤塑产品时用于后续的配方。即，在材料更换之后，相对于此后再次进行的材料更换，后续材料变成下一个原材料。
特别地，根据本发明的方法是自动的或部分自动的。优选地，自动特别是涉及这样的准备步骤，即，其已经与执行用原材料制造挤塑产品并行地被执行。因此可以通过预定材料更换需求，在用原材料制造期间自动执行该准备。那么手动或特别同样自动地进行实际的材料更换，使得通过自动(化)确保可以实现根据本发明的针对材料更换的缩短时间的优点。此外，材料更换的质量通过准备步骤以自动的方式如下地被改进，即，原材料和后续材料仅最小化地相互混合。
在根据本发明的方法中基本上不重要的是，挤塑装置是同时被供给唯一的原材料还是被供给不同的原材料。特别地，在两种或更多种原材料中，例如可使用颜料形式的颜色成分作为附加的原材料。因此，可在挤塑装置中使用单一的原材料或不同原材料的混合物。此外，根据本发明的准备步骤总是涉及单一原材料的材料更换。若在制造挤塑产品的情况下更换配方时必须更换两种或更多种原材料，则当然可对于整体待更换的材料并行地执行根据本发明的方法。
对于本方法或准备步骤的非自动而必须手动执行的部分，优选设置操作人员引导器。因此例如可借助于挤塑装置上的应用软件或光学显示装置，显示准备步骤的当前状态或材料更换的当前状态。附加地，可以通过这样的软件或显示装置给出提示或详细的工作指令，其引导操作人员执行准备步骤和/或材料更换。
优选地，对于挤塑装置上的各原材料存在至少一个预备容器和预备秤。预备容器和预备秤例如借助于排放管相互连接，使得在根据本发明的方法中可动用从传感器装置至该单个部件的数据。特别地，传感器装置具有单个传感器，其确定预备秤的料位、预备容器的料位以及实际运行状态和/或排放管的料位。这样的传感器也可被称为起始器。因此针对在以该配方制造挤塑产品时的另一运行，可以进行原材料的实际配方状态与待预期的配方状态之间的推断。特别地，可以进行预先计算在何时以及在何种条件下结束以第一配方制造挤塑产品。基于该认识和该预先计算，可更精确地执行准备步骤，如下文中描述的那样。
本发明的目标中的一个在于，尽可能短暂地形成原材料与后续材料的过渡。在本申请的摘要中描述的过渡阶段应相应地尽可能短暂。这导致特别短的时间，其不提供挤塑产品的可使用的方式和方法。此外，通过该方式减少在材料更换期间的废料。特别地，准备步骤在此被设置成最小化或完全避免吸入管、预备容器、排放管和/或预备称中的原材料与后续材料之间的材料混合。相应地，材料混合减少至挤出机自身，使得其不会以高可靠性地空转。由此，可在执行原材料与后续材料之间的材料更换时实现特别边界分明的(Scharfkantig)分开。对此也在下文中进一步描述。
当在根据本发明的方法中清空挤塑装置的预备容器且用后续材料填装预备容器作为准备步骤时可以是有利的。在该类型的准备步骤中，实现预备容器中的原材料与后续材料之间的精确分开。清空预备容器可例如通过预先计算配方而实现。因此可确保预备容器在下述时间点能够完全被清空到预备秤中，即，至该时间点挤出机还在产生挤塑产品的第一配方。在存在预备秤的制造期间，预备容器已经是空的且可被填装后续材料。只要预备秤的料位降低使得挤出机出现空转的危险，预备容器可再次被打开，且预备秤被填装有后续材料。由此，也在预备秤中在材料更换期间仅存在非常少的原材料与后续材料的混合。即，在预备秤的供给端处、且由此也在挤出机的过程上出现后续材料与原材料之间的相对尖锐的分隔。当然也可主动地在分开的容器中实现清空预备容器。因此，具有原材料的多余材料的预备容器被完全清空，该多余材料在制造挤塑产品时对于当前配方不再是必需的。该清空可被清理成废料。然而也可以执行从包括基本纯的原材料的预备容器到收集容器或具有该原材料的贮仓中的导回。由此通过最小化原材料与后续材料之间的过渡时间可实现不仅减少废料，而此外也可减少材料消耗。来自预备容器的多余材料可以说被回收或纯品种地被导回。
此外，当对于根据本发明的方法特别以抽空的方式清空预备秤和/或预备容器与预备秤之间的排放管作为准备步骤时是有利的。另外地或可选地该实施方式，如在前文中已经描述的那样，也可实现排放管和/或预备秤的料位匹配作为准备步骤。该匹配可同样例如通过配方计算和由此通过挤塑状态的预先计算实现。由此可在预备秤中通过确定料位而确保在预备秤中基本精确存在直至具有用于挤塑产品的原材料的第一配方结束对于执行制造而必需的余量。然而也可设想，在预备秤内存在原材料的缓冲量。该缓冲量确保，在意外的情况下阻止挤出机空转。然而，在根据本发明的方法的该实施方式中，该缓冲量对于材料更换必须被清除。因此也可通过类似的方式主动清空预备秤。这可在运行的或停止的挤出机的情况下进行。该清空可以同样再次在分开的收集容器中实现。然而也可以从排放管和/或预备秤中纯品种将原材料导回到作为用于原材料的收集容器的相应的贮仓中。由此在此可实现相同的优点，如前文中所述的那样。在导回时也可实现主动抽空。因此可以例如在排放管上和/或在预备秤上布置抽空阀，从而通过低压实现对各容积的清空。
此外，当在根据本发明的方法通过监控配方量识别材料更换需求且还识别对待执行的挤塑量的预先计算时是有利的。因此对于挤塑装置可设置用于执行根据本发明的方法的调节单元。在该调节单元中，可由操作人员在制造挤塑产品时预定所期望的挤塑量(产品量)。即，已知挤出机对于以原材料制造挤塑产品的第一变型所需的时间。因此可由调节单元主动预先计算出，对于生产该预定量的第一配方的挤塑材料需要的时间点以及剩余时间。此外，已知预定的准备步骤所需要的时间，从而结束。通过这两个数据，调节单元现在可在根据本发明的方法中预先计算出何时必须开始作为准备步骤的准备，使得针对挤出机的停机状态需要尽可能短的时间。特别地，准备步骤基本上被实施成，使得其在下述时间点结束，即，在该时间点也达到挤塑产品的计划产量。即，优选地，实现完全并行执行准备步骤以及执行挤塑产品的剩余量的生产。对材料更换需求的识别可通过该方式特别自动地由调节单元自身预定。
此外，当在根据本发明的方法中执行将具有原材料的大的第一预备容器转换成具有原材料的较小的第二预备容器作为准备步骤时是有利的。然后执行清空大的第一预备容器，且用后续材料填装大的第一预备容器。当然在知晓特别小的配方量的情况下，在制造挤塑产品时，也可以从开始使用小的预备容器。使用两个分开的预备容器同样使得可以执行原材料与后续材料之间的干净分开。然而，该分开不损害挤出机或挤塑装置的功能。因此，该更换和填装或清空大预备容器的准备步骤也可再次并行于制造挤塑产品而实现。由此，在此也可以实现根据本发明的优点。
同样地，在根据本发明的方法中执行清洁挤塑装置的或挤塑装置的部件的原材料作为准备步骤时是有利的。在执行挤塑过程期间可能出现下述情况，即，原材料停留在挤塑装置的部件上。这涉及吸入管、预备容器、排放管、预备秤以及挤出机自身。准备步骤的部分因此可以是清洁步骤，其精确清除原材料的剩余物或使得其可清除。该清洁步骤可在执行挤塑过程和/或挤塑装置的停机状态下被执行。
在根据前述实施方式的方法中，下述扩展方案特别是有意义的。因此，当特别是下述步骤中的一个作为清洁步骤时是有利的：
-激活至少一个敲击单元，用于分离原材料的残留物；
-激活吹出系统；
-反转定量供给螺旋输送机的旋转方向；
-产生空气涡流，特别产生气旋式的空气涡流；
-产生压力波或低压波。
上述非穷举的列表涉及列举可能的清洁步骤。特别地，敲击单元用于消除在预备容器中的、在排放管中的和/或在预备秤中的颗粒状的原材料。在此，敲击单元可特别被设计为振动单元，从而执行清洁步骤。吹出系统用于提供不同的空气流。特别地，涉及空气涡流，其例如允许气旋式地将原材料从各部件中吹出。若例如在预备容器中设置用于定量的定量供给螺旋输送机，则同样可以通过改变旋转方向提供清洁步骤。
同样地，当在根据本发明的方法中执行用中间材料清洁运行(sauberfahren)挤塑装置作为准备步骤时是有利的。特别地，在原材料与后续材料之间在熔化状态下的高粘度差情况下，这种中间材料作为有利的缓冲。即，清洁运行特别是用于清洁原材料的挤塑装置的各个部件。此外中间材料用于，使得由于高粘度差可改进或特别完全避免原材料与后续材料之间的混合。由此通过中间材料确保，挤塑产品的两个不同配方之间的干净分开。为了导入中间材料，例如可设置材料旁路，从而可以将中间材料从分开的预备容器和/或分开的预备秤中导入到挤出机中。
此外，当在根据本发明的方法中在准备步骤之后执行保护步骤可以是有利的，其特别具有下述步骤中的一个：
-查询所有必要容器的安装；
-正确定位材料软管。
通过保护步骤确保，实际实现或以正确的方式执行自动和/或手动执行的准备步骤。由此可提供保护功能，其不经意或不正确执行的准备步骤的情况下停止后续的材料更换。特别地，在自动情况下由此可提供反馈回路，其在材料更换时禁止错误执行。
本发明的另一目标是用于制造挤塑产品的挤塑设备。该挤塑设备设有至少一个挤塑装置，其具有挤出机、用于给挤出机供料的预备秤以及用于给预备秤供料的至少一个预备容器。根据本发明的挤塑设备的特征在于，用于确定料位的至少一个传感器装置被设置在所述至少一个预备容器和/或所述预备秤中。此外，设置至少一个控制单元，其被设计为用于实施根据本发明的方法。相应地，根据本发明的挤塑设备具有如其参考根据本发明的方法详细描述的那样相同的优点。特别地，传感器装置、预备容器和/或预备秤以下述方式被配备，即，其具有允许执行根据本发明的方法的必要部件。另外地，例如可存在抽吸装置，用于从贮仓中吸附颗粒，从而运送到预备容器中。在预备容器与预备秤之间可以存在用于运送原材料的排放管。传感器装置可具有不同的传感器，其可被置于不同的位置。当然，传感器装置可通过最不同的方式配备或具有最不同的传感器功能。传感器装置也可被称为起始器装置。
根据本发明的挤塑设备可如下地扩展，即，传感器装置具有根据下述列表的至少一个传感器：
-超声波传感器，
-红外传感器，
-光学传感器，
-激光传感器，
-称重传感器，
-电容传感器，
-电感传感器，
-旋叶传感器，
-浮球传感器。
前述的非穷举的列表涉及列举根据本发明的传感器装置的可能传感器。这导致在各位置上可测量料位。在本发明的意义下也可设想，参考其中包括的材料以其他方式识别各部件的状态，作为料位。因此例如可确定材料密度、堆积密度、重量或用于确定相应状态的其他参数。
此外，当在根据本发明的挤塑设备中在预备容器与预备秤之间布置机械可锁定的预备闸门时是有利的。预备闸门(Vorlaufklappe)也可被称为预备阀。该预备闸门用于完全相对于预备秤封闭预备容器。若例如以完全的方式实现清空预备容器，则可通过机械锁定的预备闸门密封被清空的预备容器，且然后填装后续材料。特别地，机械锁定通过驱动装置实现。
同样地，当在根据本发明的挤塑设备中设置至少一个清洁单元时是有利的，其具有下述结构中的至少一个：
-敲击单元，
-吹出单元，
-弹性容器壁，
-多孔螺杆，
-可翻开的螺杆，
-可旋转的螺杆。
前述列举是非穷举的列表。敲击单元和吹出单元已经参考根据本发明的方法在其作用方面进行了描述。对于弹性容器壁，可通过容器壁的弹性变形实现粘住的原材料的脱开。定量供给螺旋输送机的螺杆的相应的结构以多孔的方式、可翻开的方式或弹性的方式同样产生脱开粘住的原材料的可能性。
附图说明
在下面的描述中给出本发明的其他优点、特征和细节，其中，参考附图详细描述本发明的实施例。在此，在权利要求和说明书中提及的特征分别单独或以任意组合对于本发明是重要的。其中示出：
图1用于实施根据本发明的方法的挤塑装置的第一实施方式；
图2用于实施根据本发明的方法的挤塑装置的另一实施方式；
图3挤塑装置的预备容器的细节图；
图4根据本发明的挤塑设备的一个实施方式；以及
图5定量供给螺旋输送机的一个实施方式。
具体实施方式
在图1中作为流程图示意性地示出挤塑装置10。其具有挤出机60，其设置有挤出机螺杆(未示出)。挤出机60通过预备秤30被供给原材料。此外，设有预备容器20，在预备容器中布置原材料。通过排放管40，原材料可从预备容器20被导入到预备秤30中。
此外可以看到传感器装置70，其被设计为与调节单元80通信连接。此外，在排放管40中示出阀类型的预备闸门44。此外，在排放管40中布置抽空阀42。
在根据本发明的方法中，在挤塑装置10的稳定生产状态下识别或预定材料更换需求。然后以根据本发明的方式执行准备步骤。因此，在关闭预备闸门44之前或之后，预备容器20例如可完全被清空。然后，在完全清空后，预备容器20被填满后续材料。可选地，也可以例如通过抽空阀42提供预备秤30和排放管40的特别有效的清空。
此外，在图1中示出贮仓110，通过其可填装预备容器20。填装可通过吸入管90实现，其被加载有真空。在材料更换时，现在增强真空，且同时打开吸入管90处的抽空阀42。此外，至贮仓110的通道优选通过另一阀封闭。通过该方式，吸入管90也可被准备用于具有原材料与后续材料的减少的混合的材料更换。
此外在图1和图2中，在排放管40的下端部处设置额外的预备闸门44。通过该方式可实现将预备容器20清空到排放管中，从而然后以后续材料填装预备容器20。由此，排放管40也可用于处置原材料。通过布置在排放管40中的传感器装置70也可监控排放管40中的料位。
图2示出挤塑装置10的变型，其中，设置大的第一预备容器22和较小的第二预备容器24。可在这两个预备容器之间转换，使得相应地设置两个预备闸门44。然后，在从大预备容器22转换成小预备容器24时，可实现大的第一预备容器22的完全清除，并且随后以后续材料填装。在此，也可再次基本完全防止原材料与后续材料的混合。
图3示意性地示出清洁单元50的不同可能性。因此可以在排放管40上设置作为清洁单元50的敲击单元52。该敲击单元用于将振动或敲击形式的机械影响施加到排放管40上。原材料的粘附材料残余通过这种方式脱开分离。此外可识别，根据图3中的实施方式，设有作为清洁单元50的吹出系统54。对此，可提供压缩空气冲击或甚至气旋式的涡流，其以根据本发明的方式使得能够清洁预备容器20。另外地或可选地，当然也可以在预备容器20与未示出的材料分离器之间布置个单个的部件。
同样地，在图3中示出具有驱动装置46的预备闸门44的详细设计方案。该驱动装置46特别也用于在闭合状态下机械锁定预备闸门44，使得在所述容积之间干净分开且由此可以避免后续材料与原材料之间的混合。
图4示出挤塑设备200，其中，示意性地相互组合两个根据图1的实施方式的挤塑装置10。
在图5中示出用于额外成分的连接的可能性。因此，针对额外成分，其可通过定量供给螺旋输送机56、从预备秤30被置入混合装置58中。在混合装置58中实现与来自相应的(在此右侧布置的)预备秤30的原材料的主要成分的混合。
对各实施方式的前面的阐述仅在实例的范围内描述了本发明。当然只要技术上有意义，可自由地相互组合各实施方式的各个特征，而不会脱离本发明的范围。
附图标记列表
10 挤塑装置
20 预备容器
22 大的第一预备容器
24 较小的第二预备容器
30 预备秤
40 排放管
42 抽空阀
44 预备闸门
46 驱动装置
50 清洁单元
52 敲击单元
54 吹出系统
56 定量供给螺旋输送机
58 混合装置
60 挤出机
70 传感器装置
80 控制单元
90 吸入管
100 挤塑产品
110 贮仓
200 挤塑设备

Claims (14)

1.一种用于在用于制造挤塑产品(100)的挤塑装置(10)中从原材料至后续材料的材料更换的方法，具有下述步骤：
-识别材料更换需求；
-执行用于材料更换的至少一个准备步骤；
-在该至少一个准备步骤结束之后执行材料更换；
其特征在于：通过监控配方量和预计待执行的挤塑量实现对材料更换需求的识别，其中，
作为准备步骤，在所述挤塑装置(10)利用所述原材料制造挤塑产品期间，通过产生空气涡流来执行清洁挤塑装置(10)的原材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为准备步骤，在所述挤塑装置(10)利用所述原材料制造挤塑产品期间，通过产生空气涡流来执行清洁挤塑装置(10)的部件的原材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为准备步骤，通过产生气旋式的空气涡流来执行清洁挤塑装置(10)的或挤塑装置(10)的部件的原材料。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
作为准备步骤，清空挤塑装置(10)的预备容器(20)，且执行用后续材料填装预备容器(20)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
作为准备步骤，特别以抽空的方式，执行清空预备秤(30)和/或预备容器(20)与预备秤(30)之间的排放管(40)和/或吸入管(90)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
作为准备步骤，执行将具有原材料的大的第一预备容器(22)转换成具有原材料的较小的第二预备容器(24)，且然后清空大的第一预备容器(22)，且以后续材料填装大的第一预备容器(22)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
作为清洁步骤，执行下述步骤中的一个：
-激活至少一个敲击单元(52)，用于分离原材料的残留物；
-激活吹出系统(54)；
-反转定量供给螺旋输送机(56)的旋转方向；
-产生压力波。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述压力波为低压波。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
作为准备步骤，执行用中间材料清洁运行挤塑装置(10)。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
在准备步骤之后，执行保护步骤，其特别具有下述步骤中的一个：
-查询所有必要容器的安装；
-正确定位材料软管。
11.一种用于制造挤塑产品(100)的挤塑设备(200)，具有至少一个挤塑装置(10)，该挤塑装置具有挤出机(60)，用于给挤出机(60)供料的预备秤(30)以及用于给预备秤(30)供料的至少一个预备容器(20)，其特征在于，
用于确定料位的至少一个传感器装置(70)被设置在所述至少一个预备容器(20)和/或所述预备秤(30)中，并且另外设有控制单元(80)，该控制单元被设计为用于实施具有根据权利要求1至8中任一项所述的特征的方法。
12.根据权利要求11所述的挤塑设备(200)，其特征在于，
传感器装置(70)具有根据下述列表的至少一个传感器：
-超声波传感器，
-红外传感器，
-光学传感器，
-激光传感器，
-称重传感器，
-电容传感器，
-电感传感器，
-旋叶传感器，
-浮球传感器。
13.根据权利要求11或12所述的挤塑设备(200)，其特征在于，
在预备容器(20)与预备秤(30)之间布置有机械可锁定的预备闸门(44)。
14.根据权利要求11或12所述的挤塑设备(200)，其特征在于，
设置至少一个清洁单元(50)，其具有下述结构中的至少一个：
-敲击单元(52)，
-吹出单元(54)，
-弹性容器壁，
-多孔螺杆，
-可翻开的螺杆,
-可旋转的螺杆。
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