DE10161591B4

DE10161591B4 - Verfahren zur automatischen Entleerung und Neubefüllung von Granulattrichtern zur Produktionsumstellung

Info

Publication number: DE10161591B4
Application number: DE2001161591
Authority: DE
Inventors: Rolf Hessenbruch
Original assignee: Kiefel Extrusion GmbH
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: DE10161591A1

Abstract

Verfahren zum Entleeren und Wiederbefüllen von einzelnen oder mehreren Granulattrichtern (3) bei einer Extrusionsanlage, wobei
a) die zu leerenden Granulattrichter (3) vorbestimmt werden,
b) der Entleerungsvorgang für alle vorbestimmten Granulattrichter (3) zeitgleich oder nahezu zeitgleich durch Aktivieren eines Fördermittels erfolgt,
c) das Fördermittel für jeden einzelnen Granulattrichter (3) mittels Füllstandssensor (18) dann abgeschaltet wird, wenn der Granulattrichter (3) bis zum Füllstandssensor (18) geleert wurde,
d) das neue Granulat in den Granulattrichter (3) eingeführt wird, nachdem der Füllstandsensor (18) im Granulattrichter (3) das Abschalten des Fördermittels ausgelöst hat und für jeden einzelnen Granulattrichter (3) die Freigabe der Materialzufuhr erfolgte,
e) der Granulatwechsel automatisch oder nahezu automatisch abläuft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kostengünstigen Entleerung von Granulaten und Batchen innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes.
Bei der Produktionsumstellung müssen z.B. bei Coextrusionsanlagen häufig viele Granulatsorten gewechselt werden. Dies ist bei diesen Anlagen, bei denen 3 bis 7 Extruder im Einsatz sind, ein großes Problem. Heute sind viele Extruder mit einer Hauptkomponente und 2-4 Nebenkomponenten ausgerüstet, von denen zumindest einige beim Produktionswechsel ausgetauscht werden müssen. In der Regel werden die Granulate aus den Trichtern entleert, indem man das Granulat in Säcke einfüllt, die von Hand an das Auslassrohr gehalten werden. Dieser Entleerungsvorgang dauert sehr lange, ist sehr umständlich und oft fällt dabei soviel Granulat auf den Boden, dass anschließend der Boden gesaugt werden muss, um die Sicherheit des Bedienungspersonals nicht zu gefährden. Rechnet man die Kosten bei "4 Produktionswechsel/Woche und durchschnittlich 5 Komponenten/Wechsel, so ergeben dies Kosten pro Woche von ca. 3000-3500 DM, das sind über 150.000 DM/Jahr.
Die DE 68 10 994 U zeigt eine Austragvorrichtung für Schneckenförderer, insbesondere solche, die von einem Bunker durch ein starres oder biegsames Rohr Fördergut zu mehreren am Förderer hintereinander liegenden Entnahmestellen transportieren, bestehend aus einem Gehäuse, mit einer in Längsrichtung durchgehenden Öffnung, deren Querschnitt mindestens gleich dem Aussenquerschnitt des Förderrohrs ist, wobei das Gehäuse Befestigungsvorrichtungen für das Förderrohr und einen quer zur Richtung des Förderrohrs aus dem Gehäuse herausführenden Austragstutzen aufweist. Die Druckschrift hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung dieser Art so zu verbessern, dass die verschiedenen Austräge bei Bedarf auf unterschiedlich große Austragmengen eingestellt werden können und dass deren Austrag gesperrt werden kann. Die Druckschrift sieht als Vorschlag vor, dass das Gehäuse aus einem Unterteil besteht, in dessen zum Förderrohr parallelen Boden die zum Austragstutzen führende Öffnung vorgesehen ist, wobei dicht über dem Boden ein als Platte ausgebildeter Schieber mit einem Ausschnitt verschiebbar geführt ist, der einen etwa dem Querschnitt des Austragstutzens entsprechenden Querschnitt hat.
Die US 2,941,842 schlägt eine Entladevorrichtung für einen Transportbehälter für Granulat vor. In einem nach unten spitz zulaufenden Transportbehälter soll am unteren Ende und unterhalb einer schützenden Kappe ein Entnahmerohr durch den Transportbehälter geführt sein. Dieses Entnahmerohr soll eine Unterbrechung haben, in welche das Granulat eintreten kann. Wenn auf das Entnahmerohr Druckluft gebracht wird, führt dies dazu, dass die strömende Luft das Granulat durch das Rohr aus dem Transportbehälter herausschiebt.
Die DE 297 06 367 U1 zeigt einen Injektor zum Fördern von rieselfähigem Schüttgut, wobei ein Injektor mit einem verstellbaren Kolben vorgesehen sein soll. Durch den Kolben verläuft eine Öffnung für die Zufuhr von Transportgas. Hierdurch sollen die staubförmigen oder feinkörnigen Produkte in stufenloser Dosierung ausgetragen werden können.
Die DD 218 065 A1 zeigt eine Anordnung, mit welcher die bei Rohfeinkohlebunkern großen Volumens vorhandene Bunkerschließanlage mit einer Messeinrichtung für den Bunkerfüllstand verknüpft wird. Hierdurch wird eine füllstandsabhängige Verriegelung der Bunkerschließanlage erreicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Produktwechsel wirksamer zu gestalten und zu verbessern, insbesondere um Mehrkosten ganz oder zum größten Teil zu vermeiden.
Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die gestellte Aufgabe wird also im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Granulate aus den Trichtern, die geleert werden sollen, mittels Fördermedien wie Schnecken oder Luft abgesaugt werden. Der Zeitpunkt des Beginnes der Entleerung kann so bestimmt werden, dass zum Produktionsende die Entleerung beginnt und in kurzer Zeit abgeschlossen ist. Wesentlich dabei ist, dass zur eigentlichen Entleerung keine Bedienungskräfte benötigt werden. Die abgesaugten Granulate werden in dafür vorgesehene Behälter gefüllt, die mit den Granulatbehältern über eine feste oder flexible Rohrleitung verbunden sind. Für die Auslösung der Entleerung wird lediglich das Fördermedium aktiviert, da das System ohne irgendwelche Öffnungs- oder Schließmechanismen auskommt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 11 zu entnehmen.
Anhand des in den beigefügten Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert.
Es zeigt:
1 eine Extrusionseinheit mit Granulattrichtern für manuelle Entleerung nach dem Stand der Technik,
2 einen Granulattrichter für die manuelle Entleerung nach dem Stand der Technik,
3 einen Trichter mit der erfindungsgemäßen Entleerung
4 eine andere Lösung für die erfindungsgemäße Entleerung
5 eine Extrusionseinheit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
6 das Schaltschema im Ausschnitt für einen Extruder
7 die Bedienungstafel für die Entleerung und Befüllung.
Es zeigt der Einfachheit halber eine Extrusionseinheit mit einem Extruder für manuelle Entleerung. Bei Coextrusionsanlagen können bis zu sieben solcher Einheiten eingesetzt sein. Die gezeigte Einheit besteht aus dem Extruder 1 mit dem Trichtergehäuse 2 und den Granulattrichtern 3.1, 3.2 usw. Im vorliegenden Fall sind eine Hauptkomponente in einem Hauptgranulattrichter 3.2 und vier Nebenkomponenten in Nebengranulattrichtern 3.1, 3.3 usw. vorgesehen. Das Granulat wird über Einspeiserohre 5.1, 5.2 usw. in die Trichter eingefüllt. Über Ventilschieber 4.1 kann die Granulatzufuhr gestoppt werden. Jeder Granulattrichter 3 ist mit einem nach unten geneigten Entleerungsrohr 66.2 usw. ausgestattet. Soll nun bei einem Produktionswechsel das Granulat entleert werden, wird an das Entleerungsrohr 66.2 ein Sack 7 oder ein ähnlicher Behälter gehalten, in den das Granulat nach Öffnen eines Schiebers geleert wird. Das Granulat fällt durch die Schwerkraft herunter. Die Nebenkomponenten werden mittels Förderrohren durch einen kleinen Zylinder mit Förderschnecke 9, die vom Motor 8 angetrieben wird, in das Trichtergehäuse 2 gefördert. Da die Trichter der Nebenkomponenten sternförmig um den Hauptgranulattrichter 3.2 angeordnet sind, ist der Zugang zu den Entleerungsrohren 6, 6.2 nicht einfach. Es ist daher sehr schwierig, die Entleerungen ohne Granulatverluste durchzuführen.
2 zeigt einen Granulattrichter 3 für Handentleerung. Das Entleerungsrohr 10 ist nach unten geneigt, um den freien Ablauf durch die Schwerkraft zu erleichtern. Mit dem Schieber 11 wird die Entleerung freigegeben oder unterbrochen.
3 zeigt nun eine erfindungsgemäße Lösung des Granulattrichters 3. Das Entnahmerohr 13 ist nach oben gerichtet angebracht. Durch diese Anordnung kann kein Granulat aus dem Rohr durch Schwerkraft fließen, da der Schüttwinkel des Granulates dieses verhindert. Mit dem Injektor 14, der durch die Pressluftleitung 17 mit z.B. Pressluft versorgt wird, wird im Entnahmerohr 13 ein Unterdrück erzeugt, durch den das Granulat angesaugt und in den Entleerungsbehälter 16 über den Einfüllstutzen 15 geleitet wird. Wird die Pressluftzufuhr unterbunden, stoppt der Entleerungsvorgang ohne jede weitere Maßnahme wie Schieberverschluß oder ähnliches. Der Entleerungsvorgang für jeden Trichter kann individuell automatisch gestoppt werden, wenn der Füllstandsensor 18 das Signal gibt, dass der Granulattrichter 3 leer ist. Von diesen Trichtereinheiten können bei Coextrusionsanlagen bis über dreißig Einheiten vorhanden sein.
4 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie in 3. In diesem Fall wird die Mitnahme zur Entleerung des Granulates dadurch bewirkt, dass aus der Pressluftleitung 17 Luft mit hoher Geschwindigkeit in das Entnahmerohr 13 gepresst wird und das Granulat mitgerissen wird. Auch in diesem Fall wird die Entleerung begonnen, wenn die Pressluftleitung freigeschaltet wird und endet mit dem Schließen der Pressluftzufuhr. Eine weitere Lösung der Granulatentleerung besteht darin, dass das Granulat von einem außen angebrachten Saugförderer abgesaugt wird, wobei der Saugförderer zweckmäßigerweise auf dem Entleerungsbehälter 16 montiert ist. Für die Freigabe des Entleerungsvorganges sind mehrere Bedingungen zu erfüllen, wie in 6 der Einfachheit halber nur für einen Trichter mit Pressluft als Fördermedium gezeigt wird.
Ein Granulatrichter soll entleert werden. Die Freigabe erfolgt elektrisch durch Schalter 20 auf ein Pressluftsperrventil 22, das dem Trichter zugeordnet ist. Diese Freischaltung wird vom Bedienungspersonal getätigt.
Der Einfüllstutzen 15 ist im Entleerungsbehälter 16 ordnungsgemäß eingesetzt, was durch einen Sensor über die Leitung am Einfüllstutzen überprüft wird. Auch diese Information ist dem jeweiligen Trichter zugeordnet und arbeitet nach einer „und-Schaltung" auf das oben erwähnte Pressluftsperrventil 22.
Der Ventilschieber 4 muss geschlossen sein, bevor die Entleerung beginnt, sonst erfolgt keine Freigabe. Diese Information wirkt wie Punkt 2 über die „und-Schaltung" auf das Pressluftsperrventil 22. Bei der Hauptkomponente muss zusätzlich gesichert sein, dass oberhalb des Ventilschiebers 4.2 das neue Granulat schon vorhanden ist, was durch den Füllstandssensor 38 bestätigt wird. Bei den Nebenkomponenten schaltet bei Nichtwiederbefüllung die Förderschnecke 9 über den Motor 8 ab. Hier wird das Abschalten von dem Füllstandssensor 18 bewirkt, der nach einer Nichtbefüllung über eine einstellbare Zeitverzögerung die Ausschaltung der Förderschnecke 9 auslöst.
Durch Aktivieren der zentralen Pressluftleitung 24 über Schalter 25 werden nun alle freigegebenen Trichter gleichzeitig entleert, wobei der Druckluftbehälter 23 für die notwendige Luftmenge sorgt.
In der Praxis wird während der Produktion bestimmt, welche Trichter entleert werden müssen, so dass für den jeweiligen Trichter der Schalter 20 aktiviert wird. Des weiteren muss sicher gestellt sein, dass der Einfüllstutzen 15 ordnungsgemäß montiert ist, so dass Schalter 21 ebenfalls freigegeben ist. Es kann auch noch über einen Sensor überprüft werden, ob der Entleerungsbehälter 16 leer ist. Dies kann eine weitere Bedingung für die Freigabe der Entleerung sein.
Da alle freigeschalteten Trichter erst entleert werden, wenn der Schalter 25 freigegeben werden, kann der Zeitpunkt der Entleerung aller Trichter mit der Freigabe von Schalter 25, der auf das Absperrventil in der zentralen Pressluftleitung 24 wirkt, beliebig festgesetzt werden. Somit erfolgt die Entleerung aller relevanten Trichter gleichzeitig und in kurzer Zeit.
5 zeigt eine Extrusionseinheit nach der vorliegenden Erfindung, wegen der besseren Übersichtlichkeit nur mit einem Extruder. Aus den nach oben gerichteten Entleerungsrohren 12.1 und 12.2 wird das Granulat über Rohr- oder Schlauchverbindungen in die Entleerungsbehälter 16 mit den Einfüllstutzen 15.1 geführt. Ist der jeweilige Trichter 3 leer, gibt der Füllstandsensor 18 ein Signal zum Schließen des Pressluftsperrventils 22. Die Entleerung ist beendet. Mit dem Abschalten des Pressluftsperrventils 22 wird zeitverzögert der Ventilschieber 4 geöffnet und gibt somit die Granulatzufuhr für den jeweiligen Trichter frei. Soll kein Granulat in den entleerten Trichter gefüllt werden, wird der Befehl zum Öffnen des Ventilschiebers 4 nicht ausgeführt. Der Ventilschieber 4 bleibt geschlossen.
7 zeigt eine Tafel für die Vorbereitung der automatischen Entleerung. Die fünf Extruder sind durch die Buchstaben A bis E gekennzeichnet, die Anzahl der Komponenten (=Granulattrichter) ergibt sich aus der Hauptkomponente H und den Nebenkomponenten N, N2 usw. Die Funktion der einzelnen Bedienungsknöpfe wird an der Tafel von Extruder A erklärt. N1 steht für eine erste Nebenkomponente 1, 30. Knopf 31 aktiviert die Entleerung, eine Kontrolllampe zeigt bei grün den ordnungsgemäßen Zustand des Einfüllstutzens. Die Kontrolllampe 36 zeigt an, dass der Granulatschieber 4 geschlossen ist. Die Kontrolllampe 37 (nur bei Hauptkomponenten) bestätigt die neue Granulatfüllung über dem Ventilschieber 4.2. Diese Information wirkt ebenfalls auf die Freigabe des Pressluftsperrventils 22, da gewährleistet sein muss, dass bei den Hauptkomponenten der Granulatfluß nicht unterbrochen wird. Der Bedienungsknopf 34 aktiviert oder deaktiviert die automatische Neubefüllung nach der Trichterentleerung. Damit bleibt bei Nichtaktivierung der entsprechende Trichter nach der Entleerung leer.
Im beschriebenen Fall sollen bei Extruder A die Komponenten H, N1 und N2 geleert werden, N3 und N4 nicht.
Nach Einstellung und Überprüfung kann durch Betätigen des Bedienungsknopfes 35 „Start" die Entleerung und evtl. Neubefüllung der vorbestimmten Trichter ausgelöst werden.

Claims

Verfahren zum Entleeren und Wiederbefüllen von einzelnen oder mehreren Granulattrichtern (3) bei einer Extrusionsanlage, wobei a) die zu leerenden Granulattrichter (3) vorbestimmt werden, b) der Entleerungsvorgang für alle vorbestimmten Granulattrichter (3) zeitgleich oder nahezu zeitgleich durch Aktivieren eines Fördermittels erfolgt, c) das Fördermittel für jeden einzelnen Granulattrichter (3) mittels Füllstandssensor (18) dann abgeschaltet wird, wenn der Granulattrichter (3) bis zum Füllstandssensor (18) geleert wurde, d) das neue Granulat in den Granulattrichter (3) eingeführt wird, nachdem der Füllstandsensor (18) im Granulattrichter (3) das Abschalten des Fördermittels ausgelöst hat und für jeden einzelnen Granulattrichter (3) die Freigabe der Materialzufuhr erfolgte, e) der Granulatwechsel automatisch oder nahezu automatisch abläuft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fördermittel Luft verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fördermittel mechanische Bauteile, wie zum Beispiel Förderschnecken (9), eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Entleerung aller vor bestimmten Granulattrichter (3) nur von der Aktivierung des Fördermittels bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung eines Granulatstrichters (3) unterbleibt, wenn ein Einfüllstutzen (15) für einen Entleerungsbehälter (16) eine Störung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung unterbleibt, wenn der entsprechende Granulattrichter (3) nicht zum Entleeren freigegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung erst dann ausgelöst wird, wenn die für die Wiederbefüllung dienende Schließvorrichtung für den entsprechenden Granulattrichter (3) geschlossen ist, so dass ein Nachfließen von Granulat während der Entleerung vermieden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung beendet wird und das Fördermittel für den jeweiligen Granulattrichter (3) abgeschaltet wird, wenn der Füllstandssensor (18) im Granulattrichter (3) bestätigt, dass das Granulat entleert wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Entleerung die Schließvorrichtung für die Wiederbefüllung geöffnet und das neue Granulat in den Granulattrichter (3) eingefüllt wird, sofern der Vorgang des Wiederbefüllens von einer Steuervorrichtung bestätigt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Hauptkomponenten und Nebenkomponenten der Entleerungsvorgang für die Hauptkomponenten erst ausgelöst wird, wenn ein in Strömungsrichtung vor der Schließvorrichtung vorhandener Sensor das Vorhandensein des neuen Granulats bestätigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Hauptkomponenten und Nebenkomponenten das Fördermittel für die Nebenkomponenten abgeschaltet wird, wenn der vor der Schließvorrichtung für das Wiederbefüllen vorhandene Sensor das Ausbleiben einer Wiederbefüllung anzeigt.