DE10031476A1 - Probenentnahmevorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Probenentnahmevorrichtung zur Entnahme von Proben aus einem kontinuierlichen mit Druckluft geförderten Volumenstrom eines Schüttguts weist einen Behälter (12) auf. Der Volumenstrom wird durch die Druckluftschläuche (16, 20), die mit dem Behälter (12) verbunden sind, durch den Behälter (12) geleitet. Innerhalb des Behälters ist eine um eine Achse (30) rotierbare Abzweigvorrichtung (26) vorgesehen, die zur Entnahme von Proben aus dem kontinuierlichen Volumenstrom den Querschnitt des Volumenstroms überstreicht. Im Anschluss an die Abzweigvorrichtung (26) gelangt die Probe zu einer Schleuse (38) und durch diese zu einer Verteileinrichtung (52). Die Verteileinrichtung (52) weist einen Kegel (54) auf, durch den die Probe in vier Teilproben geteilt wird. Die Teilproben werden in den Auffangbehältern (60) aufgefangen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Probenentnahmevorrichtung zur Ent­ nahme von Proben aus kontinuierlichen mit Druckluft geförderten Volumenströmen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ent­ nahmevorrichtung zur Entnahme von Proben aus Schüttgut-Strömen, wie beispielsweise kontinuierliche Volumenströme aus Kunst­ stoffgranulat oder Kunststoffagglomerat.

Zur Weiterverarbeitung von Schüttgütern ist es erforderlich die genaue Zusammensetzung des Schüttgutes zu bestimmen. Bei Schüttgütern mit unterschiedlich großen Partikeln sowie bei Partikeln mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht ist eine Probenentnahme aus dem ruhenden Schüttgut nicht hinreichend ge­ nau, da nicht für alle Volumenelemente die gleiche Wahrschein­ lichkeit besteht, zur Analyse zu gelanten. Während der Proben­ entnahme können sich Teilchen unterschiedlicher Art von einan­ der trennen und daher eine Entmischung stattfindet. Dies ist insbesondere auch bei recycelten Kunststoffen der Fall. Hierbei wird der sortierte Kunststoff u. a. gemahlen und anschließend einem Recycling-Prozess zugeführt. Kunststoffgranulate mit un­ terschiedlichen Kunststoffbestandteilen oder Verunreinigungen neigen zum Entmischen. Die Probe muss daher aus dem sich bewe­ genden Granulat entnommen werden. Hierzu ist es bekannt die Probe aus dem Schüttgut zu entnehmen, das sich in drucklosem und freiem Fall befindet.

Zu recycelndes Kunststoffgranulat bzw. Kunststoffagglomerat wird häufig mit Silofahrzeugen zur weiterverarbeitenden Anlage transportiert. Die Silofahrzeuge werden mittels Druckluft ent­ leert. Bei der Entnahme einer Probe aus diesem kontinuierlichen Volumenstrom treten Druckschwankungen auf. Diese führen zur Pfropfenbildung in den Schläuchen, durch die das Granulat von dem Silofahrzeug in einen geeigneten Behälter entleert wird. Derartige Pfropfen führen zum Verstopfen der Schläuche und kön­ nen nur mechanisch entfernt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Probenentnahmevorrichtung zu schaffen, mit der bei der Entnahme von repräsentativen Proben aus einem kontinuierlichen druckbeaufschlagten Volumenstrom die Gefahr des Entmischens sowie die Gefahr von Pfropfenbildung verringert ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Probenentnahmevorrichtung weist einen Be­ hälter mit Einlass und Auslass auf. Durch den Behälter wird der kontinuierliche Volumenstrom eines Schüttgutes mit Druckluft gefördert. Üblicherweise sind mit dem Einlass und dem Aus­ lass Druckluftschläuche verbunden, wobei der Einlass über einen Druckluftschlauch mit einem Silofahrzeug verbunden sein kann und der Auslass über einen Druckluftschlauch mit einem Auffang­ behälter oder Ähnlichem verbunden ist. Erfindungsgemäß ist in­ nerhalb des Behälters der Probenentnahmevorrichtung eine Ab­ zweigvorrichtung zur Entnahme der Probe aus dem kontinuierli­ chen Volumenstrom vorhanden. Die Abzweigvorrichtung ist in dem Behälter derart bewegbar, dass sie durch den Volumenstrom des Schüttgutes zur Entnahme der Probe bewegt wird. Die Abzweigvor­ richtung befindet sich somit innerhalb eines Bereichs der Pro­ benentnahmevorrichtung, in der derselbe Druck herrscht. Beim Abzweigen der Probe aus dem Volumenstrom, d. h. bei der Entnah­ me einer Menge Schüttgut aus dem Volumenstrom findet keine we­ sentliche Druckänderung innerhalb des Volumenstroms statt, so dass durch das Entnehmen der Probe aus dem Volumenstrom keine Pfropfenbildung hervorgerufen wird.

Um die von der Abzweigvorrichtung entnommene Probe aus dem un­ ter Druck stehenden Behälter entnehmen zu können, ist die Ab­ zweigvorrichtung mit einer Schleuse verbunden. Durch das Vorse­ hen einer Schleuse kann die Probe mit Hilfe der Abzweigvorrich­ tung aus dem unter Druck stehenden Behälter entnommen werden, ohne dass hierbei ein, eine Pfropfenbildung hervorrufender Druckabfall auftritt.

Da die Abzweigvorrichtung zur Entnahme der Probe durch den kon­ tinuierlichen Volumenstrom bewegt wird, findet bei der Entnahme keine Entmischung der einzelnen Bestandteile des Schüttgutes statt. Vielmehr wird ein statistisch relevanter Teil des Schüttguts entnommen. Die Abmessungen der Abzweigvorrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine Rinne handelt, sind so gewählt, dass sie beim Bewegen durch den Volumenstrom vorzugsweise den Gesamtquerschnitt des Volumenstroms überstreicht. Hierdurch ist eine statistische Verteilung der in dem Volumen­ strom enthaltenen Partikel sichergestellt.

Um die Zusammensetzung des gesamten Inhalts eines Silofahrzeugs oder dergleichen zu bestimmen, können mehrer Proben in regelmä­ ßigen zeitlichen Abständen aus dem kontinuierlichen Volumen­ strom entnommen werden.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Abzweigvorrichtung um eine schräg angeordnete Schurre, die mit einem zur Schleuse führen­ den Rohr verbunden ist. Das schräge Anordnen der Schurre hat den Vorteil, dass die entnommene Probe aufgrund der Erdanzie­ hungskraft in Richtung der Schleuse rutscht. Eine zusätzliche Fördereinrichtung, die zur Entmischung der entnommenen Probe führen könnte, ist nicht erforderlich.

Vorzugsweise rotiert die Abzweigvorrichtung, bzw. die Schurre um eine Achse, die vorzugsweise koaxial zu dem zu der Schleuse führenden Rohr ist. Die Entnahme der Probe aus dem kontinuier­ lichen Volumenstrom erfolgt somit durch Rotation der Schurre durch den Volumenstrom.

Die Schleuse weist vorzugsweise einen ersten Schieber auf, der die Schleuse gegenüber dem Behälter abdichtet. Ferner weist die Schleuse einen zweiten Schieber auf, der die Schleuse gegenüber der Umgebung abdichtet, wobei zwischen den beiden Schiebern ein Aufnahmeraum zur Aufnahme der Probe ausgebildet ist. Mit Hilfe der Abzweigvorrichtung wird somit eine Probe aus dem kontinu­ ierlichen Volumenstrom entnommen und anschließend in Richtung der Schleuse transportiert, wobei die Probe vorzugsweise auto­ matisch durch die schräg angeordnete Schurre rutscht. Nachdem die Probe vollständig auf dem ersten Schieber liegt, wird dieser geöffnet, so dass die Probe in den Aufnahmeraum fällt. An­ schließend wird der erste Schieber wieder geschlossen, bevor der zweite Schieber zur Entnahme der Probe geöffnet wird. Dies hat zur Folge, dass nur das Volumen des Aufnahmeraums den in dem Behälter herrschenden Druck beeinflusst. Die Gefahr von Pfropfenbildung in der Zuleitung zu dem Behälter ist somit er­ heblich verringert.

Der Aufnahmeraum kann zusätzlich beispielsweise über ein Ventil mit einer Druckerzeugungsvorrichtung verbunden sein, so dass der in dem Aufnahmeraum der Schleuse herrschende Druck vor dem Öffnen des ersten Schiebers an den in dem Behälter herrschenden Druck anpassbar ist. Da der Druck in dem Behälter somit auch während der Entnahme einer Probe konstant bleibt, kann bei der Entnahme der Probe keine Pfropfenbildung auftreten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Schleu­ se eine Verteileinrichtung nachgeordnet. Diese bewirkt ein Auf­ teilen der entnommenen Probe in gleichgroße Teil-Probenmengen. Hierdurch werden mehrere identische kleine Proben erhalten, die für unterschiedliche Untersuchungen verwendet werden können. Um möglichst identische Proben zu erhalten, weist die Verteilein­ richtung einen mittig unter der Schleuse angeordneten Kegel auf, dessen Kegelspitze in Richtung der Schleuse weist. Aus der Schleuse herausfallendes Schüttgut wird somit von dem regelmä­ ßigen Kegel gleichmäßig entlang eines Kreisrings verteilt. Das Schüttgut wird von dem Kegel nicht in eine Vorzugsrichtung ab­ gelenkt. Unter den Kegel sind regelmäßig Auffangbehälter ange­ ordnet, so dass in jeden Auffangbehälter eine gleichgroße Teil- Probenmenge gelangt.

Um vor dem Auftreffen der Probe auf den Kegeln ein Entmischen zu vermeiden, ist der Schleuse ein Iris-Manschettenverschluss nachgeordnet. Iris-Manschettenverschlüsse haben die Eigen­ schaft, dass sich eine mittige Öffnung des Verschlusses gleich­ mäßig nach außen vergrößert, so dass die entnommene Probe gleichmäßig freigegeben wird. Hierbei ist die Spitze des Kegels in der Mitte des Iris-Manschettenverschlusses angeordnet. Um die Gefahr der Entmischung der Probe weiter zu verringern, kön­ nen auch die Schieber der Schleuse als Iris- Manschettenverschlüsse ausgebildet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen nä­ her erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Probenentnahmevorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie II- II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III- III in Fig. 1.

Die in einem Gestell 10 angeordnete Probenentnahmevorrichtung weist einen trichterförmigen Behälter 12 auf. Der Behälter 12 ist an einem Einlass 14 mit einem Druckluftschlauch 16 verbun­ den. Durch den Druckluftschlauch 16 wird das Schüttgut von ei­ nem Silofahrzeug in den Behälter 12 und anschließend durch ei­ nen Auslass 18 des Behälters 12 in einen zweiten Druckluft­ schlauch 20 gefördert. Aus dem Druckluftschlauch 20 gelangt das Schüttgut in einen Behälter.

Der Einlass 14 und der Auslass 18 sind einander gegenüberlie­ gend, zueinander koaxial angeordnet, so dass der Volumenstrom des Schüttguts in Fig. 1 vertikal von dem Einlass 14 zu dem Auslass 18 des Behälters 12 verläuft. Der Behälter 12 ist mit einem Deckel 22 luftdicht verschlossen, so dass aus dem Behäl­ ter 12 keine Druckluft entweichen kann. Ferner weist der Behäl­ ter 12 einen seitlichen Verschluss 24 zur Reinigung des Behäl­ ters 12 auf. Der seitliche Verschluss 24 kann als Schauglas ausgebildet sein.

Zur Entnahme einer Probe aus dem kontinuierlichen Volumenstrom ist eine Abzweigvorrichtung 26 in Form einer Schurre innerhalb des Behälters 12 angeordnet. Die Schurre 26 ist mit einem ver­ tikal verlaufenden Rohr 28 fest verbunden. Die Schurre 26 ist zusammen mit dem Rohr 28 um eine Achse 30 drehbar. Die Drehung der Schurre 26 und des Rohres 28 erfolgt mittels eines Motors 32.

Zur Entnahme einer Probe aus dem kontinuierlichen Volumenstrom überstreicht die Schurre 26 den Querschnitt des Volumenstroms vollständig (Fig. 2). Beim Durchqueren des Volumenstroms durch die Schurre 26 gelangt ein Teil des Schüttguts in die nach oben geöffnete Schurre und rutscht durch diese aufgrund der Schwer­ kraft in das Rohr 28. Um statistisch gesehen die über den ge­ samten Querschnitt des Volumenstroms verteilten unterschiedli­ chen Partikel des Schüttgutes in der Schurre 26 aufzunehmen, sind mit dem in Fig. 1 oberen Ende der Schurre Dichtlippen ver­ bunden, die an der Unterseite des Deckels 22 des Behälters 12 anliegen (Fig. 2).

Das als Probe aus dem kontinuierlichen Volumenstrom entnommene Schüttgut gelangt, nachdem es aus der Schurre 26 in das Rohr 28 gerutscht ist durch ein fest mit dem Behälter 12 verbundenes Rohr 36 zu einer Schleuse 38. Da das Rohr 36 fest mit dem Be­ hälter 12 verbunden ist, ist, um eine Drehung des Rohres 28 zu­ sammen mit der Schurre 26 zu ermöglichen, zwischen den Rohren 36 und 38 ein Gleitlager oder Ähnliches vorgesehen.

Die Schleuse weist einen ersten Schieber 40, einen dem ersten Schieber 40 nachgeordneten Aufnahmeraum 42 und einen zweiten Schieber 44 auf. Die Schieber 40, 44 sind derart gesteuert, dass beide Schieber 40, 44 bei der Entnahme der Probe aus dem Volumenstrom geschlossen sind. Sobald die Probe durch das Rohr 36 zu dem Schieber 40 gelangt ist, wird der Schieber 40 geöff­ net, so dass die Probe in den Aufnahmeraum 42 fällt. Anschlie­ ßend wird der Schieber 40 wieder verschlossen, um ein Entwei­ chen des Drucks aus dem Behälter 12 zu verhindern.

Nachdem der Schieber 40 geschlossen wurde, kann der Schieber 44 geöffnet werden, so dass die Probe aus dem Aufnahmeraum 42 in einen Rohrabschnitt 46 fällt. Der Rohrabschnitt 46 ist mit ei­ nem Iris-Manschettenverschluss 48 verschlossen. Durch Öffnen des Iris-Verschlusses 48 wird die entnommene Probe freigegeben und fällt durch den Rohrabschnitt 50 in Richtung einer Verteil­ einrichtung 52.

Die Verteileinrichtung 52 weist einen symmetrischen Kegel 54 mit kreisringförmigem Querschnitt auf. Die Spitze 56 des Kegels 54 ist auf der Achse 58 des Rohrabschnitts 50 angeordnet, wobei der Rohrabschnitt 50 koaxial zu dem Iris-Manschettenverschluss ist. Die entnommene Probe fällt somit gleichmäßig auf den Kegel 54 und wird durch diesen gleichmäßig verteilt. Unterhab des Ke­ gels 54 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Aufnah­ mebehälter 60 vorgesehen (Fig. 3). Zwischen dem Kegel 54 und den Aufnahmebehältern 60 sind Trichter 62 vorgesehen, durch die die gesamte Probe aufgenommen und in die einzelnen Auffangbe­ hälter 60 zugeleitet wird. Mit der dargestellten Verteilein­ richtung wird die aus dem kontinuierlichen Volumenstrom entnom­ men Probe in vier gleichgroße Teilproben aufgeteilt.

Als Auffangbehälter 60 sind Beutel vorgesehen, die über Halte­ rungen 64 mit einem zylindrischen Ansatz 66 der Trichter 62 verbunden sind.

Claims (8)

1. Probenentnahmevorrichtung zur Entnahme von Proben aus einem kontinuierlichen mit Druckluft gefördertem Volumenstrom ei­ nes Schüttguts mit
einem Behälter (12) mit Einlass (14) und Auslass (18) zur Förderung des Volumenstroms durch den Behälter (12),
einer in dem Behälter (12) angeordneten, zur Entnahme der Probe durch den Volumenstrom bewegbaren Abzweigvorrichtung (26) und
einer mit der Abzweigvorrichtung (26) verbundenen Schleuse (38) zum Entnehmen der Probe aus dem unter Druck stehenden Behälter (12).

2. Probenentnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Abzweigvorrichtung (26) eine schräg an­ geordnete Schurre ist, die mit einem zur Schleuse (52) füh­ renden Rohr (28, 36) verbunden ist.

3. Probenentnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigvorrichtung (26) zur Ent­ nahme der Probe um eine Achse (28) drehbar ist.

4. Probenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuse (38) einen die Schleuse (38) gegenüber dem Behälter (12) abdichtenden ers­ ten Schieber (40) und einen die Schleuse (38) gegenüber der Umgebung abdichtenden zweiten Schieber (44) aufweist und zwischen den Schiebern (40, 44) ein Aufnahmeraum (42) zur Aufnahme der Probe ausgebildet ist.

5. Probenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuse (38) ein Iris- Manschettenverschluss (48) nachgeordnet ist.

6. Probenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (14) und der Aus­ lass (18) des Behälters (12) koaxial angeordnet sind.

7. Probenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (12) trichterför­ mig ist, wobei der Auslass (18) im Tiefpunkt des Trichters angeordnet ist.

8. Probenentnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuse (38) eine Ver­ teileinrichtung (52) nachgeordnet ist, die einen mittig un­ ter der Schleuse (38) angeordneten Kegel (54) aufweist, dessen Kegelspitze (56) in Richtung der Schleuse (38) weist und mehrere Auffangbehälter (60) regelmäßig unter dem Kegel (54) angeordnet sind, so dass in jeden Auffangbehälter (60) eine gleichgroße Teil-Probenmenge gelangt.