CN107249749A - 固体材料排出模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固体材料排出模块(1)，其用于将固体材料从引导混合流体的设备(100)中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中导出，所述固体材料排出模块具有：固体材料入口(3)；耦联机构(31)，其用于将固体材料入口(3)连接到引导混合流体的设备(100)上；固体材料出口(5)；关闭体(9)，其设置在所述固体材料出口(5)上并且能够在释放位置和闭锁位置之间往复运动；和从固体材料入口(3)延伸至固体材料出口(5)的运送室(7)。根据本发明提出，设有料位探测器(13)，所述料位探测器设计为用于检测和显示在运送室(7)中的固体材料积聚。

Description

固体材料排出模块
技术领域
本发明涉及一种固体材料排出模块，其用于将固体材料从引导混合流体的设备中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中导出。
本发明尤其涉及一种根据权利要求1的前序部分的排出模块。本发明还涉及一种根据权利要求14的前序部分的设备以及一种固体材料排出模块在前述设备上的应用。
背景技术
混合流体对相应设备的制造商提出挑战：混合流体本身能够是非常不均匀的并且具有不同的特性。除了相对高粘性的流体部分或流体以外，也可能造成固体材料加载，例如以石头、金属颗粒等形式。
用于运送混合流体的设备，例如旋转活塞泵基于其设计原理已经具有对于固体材料加载的高的容忍度。虽然如此，固体材料在大多数情况下是在流体流中的不期望的组成部分。固体材料部分或者自动地沉积在设备的特定的特殊区域中，以便从流体流中被移除，或者在专门设置的固体材料分离器中从流体流中分离。
将用于加工混合流体的设备，尤其粉碎设备，例如Hugo Vogelsang机械制造公司的产品系列RotaCut结合到用于运送混合流体到流体流中或用于在流体流中的流体处理的设施中，以便粉碎其中一起运送的固体材料部分并且准备用于混合流体的随后的加工步骤，例如准备用在食品生产中或生物加工中。从这种设施中也已知的是：特定的特别大的和/或重的固体部分在为其设置的收集区域中，例如借助于沉积作用，从混合流体流中分离出。
发明内容
在前述设备中，虽然工作方式普遍非常令人满意，但是仍具有如下需求：能够将以所述方式收集的固体材料部分可靠地且以低的耗费移除。与此相应地，本发明基于的目的是：提供能够将所述固体材料部分尽可能有效地从前述设备中移除的可能性。
本发明在第一方面借助于根据权利要求1的固体材料排出模块实现其基本目的。固体材料排出模块具有：固体材料入口；耦联机构，其用于将固体材料入口连接到混合流体运送设备和/或加工设备上；固体材料出口；和关闭体，其设置在所述固体材料出口上并且能够在释放位置和闭锁位置之间往复运动；和从固体材料入口延伸至固体材料出口的运送室。
根据第一方面，固体材料排出模块具有料位探测器，所述料位探测器设计为用于检测和显示在运送室中的固体材料积聚。料位探测器以简单的方式，不必中断相应连接到排出模块上的设备的运行地，实现如下检查：在运送室中是否已积聚了足够量的固体材料，所述量使得打开关闭体以移除固体材料积聚是合理或必需的。
根据替选地或附加地实现本发明的基本目的的第二方面，排出模块具有运送机构，所述运送机构设置在运送室中并且设计为用于将输送给固体材料入口的固体材料运送至固体材料出口。通过运送机构减少在所连接的运送和/或加工设备的侧上的堵塞风险，所述运送机构根据本发明主动地继续运送被输送给其的固体材料。
下面的实施方案不仅涉及本发明的第一方面而且涉及本发明的第二方面，并且也在从属权利要求中描述。
在本发明的一个优选的改进方案中，运送室直接在出口上游倾斜于水平方向伸展，尤其竖直地伸展。将其理解为如下状态：固体材料排出模块处于根据运行的定向，即例如根据用于运送和/或加工混合流体的设备的状态连接。
通过将运送室倾斜于水平方向定向，在关闭体运动到释放位置中之后，积聚的固体材料自动地滑出或掉出，这使排出模块在出口侧被堵塞的风险最小。
在本发明的一个优选的实施方式中，关闭体构成为闸阀。优选地，关闭体定向为，使得其从闭锁位置运动到排出位置中不引起积聚的固体材料与排出方向相反地被挤压。在闸阀不必执行沿流动方向或与流动方向相反地或者沿排出方向的枢转运动以进行释放和闭锁的情况下，这以简单的方式实现。
在另一优选的设计方案中，料位探测器构成为探针，所述探针具有用于引入运送室中的探针体。通过手动地或优选也自动地将探针体引入运送室中，检查：探针体能否进入运送室中例如直至最大深度，或者所述探针体是否在达到最大进入深度之前遇到阻碍。结合本发明探测到足够量的固体材料积聚，其方式在于，探针体不能向前进入直至其最大进入深度，而是在之前就已经碰到固体材料积聚上。
特别优选地，探针体具有显示机构，所述显示机构从外部可见并且设计为用于显示：探针体是否能够向前进入直至其最大进入深度。
更优选的是：显示机构设计为用于显示探针体的实际的进入深度。原则上，对于设备的可靠的运行而言，关于探针体能否达到其最大进入深度或者在之前已经碰到障碍的定性的结论是足够的，并且在可能的期望的特别鲁棒的构造方面是有利的，而还值得期望的是：根据例如刻度能够读出探针体进入了多远，或者探针体距其最大进入深度还差多少量，以便能判断固体材料在出口上游的积聚程度。
在本发明的另一优选的实施方式中，运送机构构成为体积运送器。优选地，运送机构具有活塞阀，所述活塞阀可从固体材料入口朝向固体材料出口运动并且可在移入位置和移出位置之间往复运动。活塞阀可机械鲁棒地制造并且可借助于推杆操控，所述推杆可从外部手动地操纵或可选地借助马达操纵。活塞头的形状和活塞头的环周的侧面能精确地匹配于运送室的几何形状，以便在任何情况下都确保在运送室壁上的密封贴靠，所述密封贴靠是要排出的固体材料部分不可克服的。因为不涉及绝对的材料排放，而是主要涉及固体材料部分的排放，所以在活塞阀和运送室壁之间能够保留足够小的缝隙，例如随之分离的液态的部分能够通过所述缝隙。通过的流体优选借助于在排出模块中的相应的流体入口和流体出口循环或者从排出模块中导出。
在一个因特别鲁棒而优选的实施方式中，关闭体是可手动操纵的。在一个优选的替选设计方案中，能够借助马达操纵关闭体，所述设计方案致力于尽可能大幅度地降低需要手动干预的次数。结合本发明，将能够借助马达操纵理解为电磁的、液压的或气动的促动，其中所述促动分别是可相应地电地操控的。优选地，固体材料排出模块具有电子控制单元，所述电子控制单元以传导信号的方式不仅与料位探测器连接而且与关闭体的相应驱动器连接。更优选地，电子的控制单元设计为用于，如果料位探测器借助于传导信号的连接发送代表在固体材料出口处存在足够的固体材料积聚的信号，那么操控关闭体的驱动器，以使所述关闭体从闭锁位置移动到释放位置中。例如，料位探测器能够具有简单的电压开关，所述电压开关分为两个切换状态：第一切换状态，其中料位探测器没有报告对于关闭体的切换需求；和第二切换状态，其中料位探测器报告对于关闭体的切换需求。如果料位探测器构成为探针体，那么达到最大进入深度或达到其他预定的进入深度代表第一切换状态，并且未达到最大进入深度或其他预定的进入深度能够代表第二切换状态。
在另一方面，本发明还通过一种固体材料排出模块解决基本目的，所述固体材料排出模块用于将固体材料从引导混合流体的设备中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中导出，所述固体材料排出模块具有：固体材料入口；耦联机构，用于连接到引导混合流体的设备上；固体材料出口；和从固体材料入口延伸至固体材料出口的收集室；和料位探测器，所述料位探测器设计为用于检测和显示在收集室中的固体材料积聚。料位探测器优选根据前述优选的实施方式构成并且利用所述实施方式的优点，因此对此参照上文的描述。在所述方面优选的是：收集室倾斜于水平方向(关于排出模块的可投入运行的定向)，使得穿过固体材料入口进入收集室的固体材料自动地，通过重力辅助地，朝向固体材料出口滑行或落下。特别优选地，收集室构成为竖直的收集管路或构成为竖直的收集漏斗。
本发明通过开头时描述的引导混合流体的设备通过如下方式实现其基本目的：设备具有用于从混合流体中分离出的固体材料的收集区域和与收集区域连通的出口，其中固体材料排出模块连接到所述出口上，所述固体材料排出模块根据在此描述的优选的实施方式之一构成。
优选地，在所述设备中设有用于连接固体材料排出模块的耦联机构，所述耦联机构与固体材料排出模块的耦联机构配合。优选地，能以可逆方式松开的耦联机构优选用于与设备力配合地或形状配合地连接。在用于加工混合流体的设备中特别有利的是：根据本发明的排出模块连接到用于在混合流体中的固体材料部分的粉碎设备上。
前述设备具有相同的优选实施方式，并且利用相同的优点，所述优点已经结合根据本发明的固体材料排出模块讨论过了。就此而言，参照上述实施方案。
本发明还涉及一种固体材料排出模块的应用。本发明通过如下方式实现其基本目的：将根据在此所描述的优选的实施方式之一的固体材料排出模块应用于用于运送和/或加工混合流体的设备，尤其用于在混合流体中的固体材料部分的粉碎设备，以移除分离出的固体材料。
附图说明
下面参照附图根据优选的实施例详细描述本发明。在此示出：
图1以示意的立体图示出根据第一优选的实施例的固体材料排出模块的剖视图；
图2以示意的立体图示出用于加工和/或运送混合流体的，具有根据图1的排出模块的设备的部分剖面图；以及
图3以示意的立体图示出根据第二优选的实施例的固体材料排出模块的剖视图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的一个优选的实施例的固体材料排出模块1。固体材料排出模块1具有固体材料入口3，以及固体材料出口5。运送室7在固体材料入口3和固体材料出口5之间延伸。运送室7在入口3下游首先具有在排出模块1的连接状态中水平的定向。在固体材料出口5上游的端部部段中，运送室7倾斜于水平方向，即竖直地定向。
固体材料出口5中设置有关闭体9。关闭体9在此构成为闸阀，并且借助于操纵元件11可从示出的闭锁位置运动到释放位置中，以及再向回运动。
在运送室7中设置有用于固体材料部分F的料位探测器13。料位探测器13具有探针体15，在所述探针体上在运送室之外在排出模块1的壳体部分上设置有探测头16。探测头16在图1中位于固定的，压出的位置A中。探针体15能克服弹簧14的复位力运动到运送室7内部中，更确切地说运动远至所述探针体达到其最大进入深度，但或者远至所述探针体例如在用箭头B表明的位置中碰到在固体材料出口5上游积聚的固体材料F。
在图1右侧，在固体材料入口3的区域中，在固体材料入口3的横截面旁设置有活塞阀17。活塞阀17具有活塞头19，所述活塞头借助于推杆20可穿过运送室7朝向固体材料出口5运动。活塞裙部21，从活塞头19起，与方向S相反地延伸，沿所述方向S活塞头19可以从图1中的位置(复位位置)朝向推出位置运动。如果活塞阀17沿方向S运动穿过运送室，那么活塞裙部21封闭固体材料入口3。
活塞裙部21朝向运送室7的壁23并且贴靠在所述壁上，或者与运送室7的壁23构成缝隙7，所述缝隙优选小至，使得固体材料不能够穿过所述缝隙。在此，将如下颗粒或对象理解为固体材料：所述颗粒或对象在上游连接的引导混合流体的设备100(参见图2)中被分离出，因为所述颗粒或对象对于在那保留在流体流中而言过大或过重，其中所述引导混合流体的设备经由耦联机构31在入口侧与排出模块1连接。
还提出一种接口25，在所述接口上可选地能够连接管路，所述管路将在活塞裙部21和壁23之间的空腔与设备100的切割装置103的下游的管道连接。这具有的优点是：在活塞头19和运送室7之间不必进行密封。
通过排放过程也将液体朝向固体材料出口5推动。所述液体能够经由接口27被引回设备100。由于推进运动发生挤压过程。由此，为了使压力不升高，优选将液体引回。
经由接口29能够再将液体冲入。通过将水在此部位冲入，应有助于改善地分离杂质。
根据图1的固体材料排出模块1在图2中以其应用在引导混合流体的设备100中的方式示出。设备100具有混合流体入口101，旋转切割装置103，和设置在旋转切割装置103对面的混合流体出口105。引导混合流体的设备100因此构成为粉碎设备，如例如在HugoVogelsang机械制造公司的产品系列“RotaCut”中已知的。因为例如在图1中示出类型的粉碎设备没有实现自身的运送作用，所以在引导混合流体的设备100下游优选连接有流体传导系统300，在所述流体传导系统中附加地设置有泵200，例如旋转活塞泵。
设备100具有收集区域107，在所述收集区域中分离出下述固体材料，所述固体材料对于由流体流带着被选择切割装置103粉碎并且再经由流体出口105离开设备100而言是过大和/或过重的。
在设置在收集区域107的下端部处的出口109上，借助于相应的耦联机构103，固体材料排出模块1与其固体材料入口连接。
在本实施例中，示例地作为引导混合流体的设备100示出粉碎设备。然而，根据本发明，代替粉碎设备，还设有其他引导混合流体的设备，所述设备具有容器，固体材料在所述容器中沉积，所述容器例如是重物分离器；固体材料定量配给器，例如在Hugo Vogelsang机械制造公司以名称QuickMix已知；双轴粉碎器，例如在Hugo Vogelsang机械制造公司以名称XRipper已知；槽车(Tankwagen)；或泵接口。
在图3中示出根据本发明的第二实施例的排出模块。根据图3的固体材料排出模块50代替推出机构和运送室具有优选在运行中竖直定向的收集室57。在收集室57中，在图3中右上方设置有混合流体和固体材料入口53。在固体材料入口53上方存在凸缘平面54，设备100的切割装置103能够在已安装的位置中大约安置在所述凸缘平面的高度上。在平面54上方，在图3左侧，液体出口56在用于粉碎设备103的平面54的下游构成。排出模块50在其上侧具有耦联机构81，所述耦联机构用于连接到引导流体的设备例如图2中的设备100上。
收集室57在圆柱形的管道58内部构成，在所述管道的下端部处设置有固体材料出口55，也称作清洁开口。固体材料出口55可选地可用关闭体封闭，例如构成为如第一实施例中的闸阀。
在收集室57的底部59附近设置有料位探测器63。料位探测器63同样如在第一实施例中那样设计为用于探测收集室的下端部处是否存在固体材料。料位探测器的安装高度确定显示排空需求的时间点。

Claims (17)

1.一种固体材料排出模块(1)，其用于将固体材料从引导混合流体的设备(100)中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中导出，所述固体材料排出模块具有：
-固体材料入口(3)；
-耦联机构(31)，其用于将所述固体材料入口(3)连接到引导混合流体的设备(100)上；
-固体材料出口(5)；
-关闭体(9)，其设置在所述固体材料出口(5)上并且能够在释放位置和闭锁位置之间往复运动；和
-从所述固体材料入口(3)延伸至所述固体材料出口(5)的运送室(7)，
其特征在于，设有料位探测器(13)，所述料位探测器设计为用于检测和显示在所述运送室(7)中的固体材料积聚。
2.根据权利要求1的前序部分所述或根据权利要求1所述的固体材料排出模块(1)，
其特征在于，设有运送机构，所述运送机构设置在所述运送室(7)中，并且设计为用于将输送到所述固体材料入口(3)的固体材料运送至所述固体材料出口(5)。
3.根据权利要求1或2所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述运送室(7)直接在所述出口上游倾斜于水平方向地伸展，尤其竖直地伸展。
4.根据上述权利要求中任一项所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述关闭体(9)构成为闸阀。
5.根据上述权利要求中任一项所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述料位探测器(13)构成为探针，所述探针具有用于引入所述运送室(7)中的探针体(15)。
6.根据权利要求5所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述探针体(15)具有显示机构，所述显示机构从外部可见并且设计为用于显示：所述探针体(15)是否能够向前进入直至其最大进入深度。
7.根据权利要求6所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述显示机构设计为用于显示所述探针体(15)的实际的进入深度。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述运送机构构成为体积运送器。
9.根据权利要求8所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述运送机构具有活塞阀(17)，所述活塞阀能够从所述固体材料入口(3)朝向所述固体材料出口(5)运动并且能够在移入位置和移出位置之间往复运动。
10.根据权利要求9所述的固体材料分离器，
其中所述活塞阀(17)具有活塞头(19)和活塞裙部(21)，所述活塞裙部在环周上从所述活塞头(19)起远离所述运送室(7)延伸，其中所述活塞裙部(21)设计为：当所述活塞阀(17)从所述移入位置运动到所述移出位置中时，关闭所述固体材料入口(3)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述关闭体(9)能够借助马达操纵，并且其中所述固体材料排出模块具有电子控制单元，所述电子控制单元以传导信号的方式与所述料位探测器(13)和所述关闭体(9)的驱动器连接。
12.根据权利要求11所述的固体材料排出模块(1)，
其中所述电子控制单元设计为用于，如果所述料位探测器(13)借助于传导信号的连接发送代表在所述固体材料出口(5)处存在足够的固体材料积聚的信号，那么操控所述关闭体(9)的驱动器，以使所述关闭体从所述闭锁位置运动到所述释放位置中。
13.一种固体材料排出模块(50)，其用于将固体材料从引导混合流体的设备(100)中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中导出，所述固体材料排出模块具有：
-固体材料入口(53)；
-耦联机构(81)，其用于连接到引导混合流体的设备(100)上；
-固体材料出口(55)；和
-从所述固体材料入口(53)延伸至所述固体材料出口(55)的收集室(57)，
其特征在于，设有料位探测器(63)，所述料位探测器设计为用于检测和显示在所述收集室(57)中的固体材料积聚。
14.一种引导混合流体的设备(100)，其具有
用于从所述混合流体中分离出的固体材料的收集区域；和
与所述收集区域连通的出口(109)，
其特征在于，固体材料排出模块(1，50)连接到所述出口(109)上，所述固体材料排出模块根据上述权利要求中任一项构成。
15.根据权利要求14所述的设备，
其中所述设备具有用于连接所述固体材料排出模块(1，50)的耦联机构，该耦联机构与所述固体材料排出模块(1，50)的耦联机构配合，并且优选构成为用于进行力配合或形状配合的、能以可逆方式松开的耦联。
16.根据权利要求14或15所述的设备，
其中所述设备是用于在混合流体中的固体材料部分的粉碎设备。
17.一种固体材料排出模块(1，50)用于将分离出的固体材料从引导混合流体的设备(100)中，尤其从用于混合流体中的固体材料部分的粉碎设备中移除的应用，其中所述排出模块根据权利要求1至13中任一项构成。
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