DE10161591B4 - Verfahren zur automatischen Entleerung und Neubefüllung von Granulattrichtern zur Produktionsumstellung - Google Patents
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Abstract
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 - 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 Trichtergehäuse2 und den Granulattrichtern3.1 ,3.2 usw. Im vorliegenden Fall sind eine Hauptkomponente in einem Hauptgranulattrichter3.2 und vier Nebenkomponenten in Nebengranulattrichtern3.1 ,3.3 usw. vorgesehen. Das Granulat wird über Einspeiserohre5.1 ,5.2 usw. in die Trichter eingefüllt. Über Ventilschieber4.1 kann die Granulatzufuhr gestoppt werden. Jeder Granulattrichter3 ist mit einem nach unten geneigten Entleerungsrohr66.2 usw. ausgestattet. Soll nun bei einem Produktionswechsel das Granulat entleert werden, wird an das Entleerungsrohr66.2 ein Sack7 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 Förderschnecke9 , die vom Motor8 angetrieben wird, in das Trichtergehäuse2 gefördert. Da die Trichter der Nebenkomponenten sternförmig um den Hauptgranulattrichter3.2 angeordnet sind, ist der Zugang zu den Entleerungsrohren6 ,6.2 nicht einfach. Es ist daher sehr schwierig, die Entleerungen ohne Granulatverluste durchzuführen. -
2 zeigt einen Granulattrichter3 für Handentleerung. Das Entleerungsrohr10 ist nach unten geneigt, um den freien Ablauf durch die Schwerkraft zu erleichtern. Mit dem Schieber11 wird die Entleerung freigegeben oder unterbrochen. -
3 zeigt nun eine erfindungsgemäße Lösung des Granulattrichters3 . Das Entnahmerohr13 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 Injektor14 , der durch die Pressluftleitung17 mit z.B. Pressluft versorgt wird, wird im Entnahmerohr13 ein Unterdrück erzeugt, durch den das Granulat angesaugt und in den Entleerungsbehälter16 über den Einfüllstutzen15 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 Füllstandsensor18 das Signal gibt, dass der Granulattrichter3 leer ist. Von diesen Trichtereinheiten können bei Coextrusionsanlagen bis über dreißig Einheiten vorhanden sein. -
4 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie in3 . In diesem Fall wird die Mitnahme zur Entleerung des Granulates dadurch bewirkt, dass aus der Pressluftleitung17 Luft mit hoher Geschwindigkeit in das Entnahmerohr13 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 Entleerungsbehälter16 montiert ist. Für die Freigabe des Entleerungsvorganges sind mehrere Bedingungen zu erfüllen, wie in6 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 Pressluftsperrventil22 , das dem Trichter zugeordnet ist. Diese Freischaltung wird vom Bedienungspersonal getätigt. - Der Einfüllstutzen
15 ist im Entleerungsbehälter16 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 Pressluftsperrventil22 . - Der Ventilschieber
4 muss geschlossen sein, bevor die Entleerung beginnt, sonst erfolgt keine Freigabe. Diese Information wirkt wie Punkt2 über die „und-Schaltung" auf das Pressluftsperrventil22 . Bei der Hauptkomponente muss zusätzlich gesichert sein, dass oberhalb des Ventilschiebers4.2 das neue Granulat schon vorhanden ist, was durch den Füllstandssensor38 bestätigt wird. Bei den Nebenkomponenten schaltet bei Nichtwiederbefüllung die Förderschnecke9 über den Motor8 ab. Hier wird das Abschalten von dem Füllstandssensor18 bewirkt, der nach einer Nichtbefüllung über eine einstellbare Zeitverzögerung die Ausschaltung der Förderschnecke9 auslöst. - Durch Aktivieren der zentralen Pressluftleitung
24 über Schalter25 werden nun alle freigegebenen Trichter gleichzeitig entleert, wobei der Druckluftbehälter23 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 Einfüllstutzen15 ordnungsgemäß montiert ist, so dass Schalter21 ebenfalls freigegeben ist. Es kann auch noch über einen Sensor überprüft werden, ob der Entleerungsbehälter16 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 Schalter25 , der auf das Absperrventil in der zentralen Pressluftleitung24 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 Entleerungsrohren12.1 und12.2 wird das Granulat über Rohr- oder Schlauchverbindungen in die Entleerungsbehälter16 mit den Einfüllstutzen15.1 geführt. Ist der jeweilige Trichter3 leer, gibt der Füllstandsensor18 ein Signal zum Schließen des Pressluftsperrventils22 . Die Entleerung ist beendet. Mit dem Abschalten des Pressluftsperrventils22 wird zeitverzögert der Ventilschieber4 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 Ventilschiebers4 nicht ausgeführt. Der Ventilschieber4 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 Nebenkomponente1 ,30 . Knopf31 aktiviert die Entleerung, eine Kontrolllampe zeigt bei grün den ordnungsgemäßen Zustand des Einfüllstutzens. Die Kontrolllampe36 zeigt an, dass der Granulatschieber4 geschlossen ist. Die Kontrolllampe37 (nur bei Hauptkomponenten) bestätigt die neue Granulatfüllung über dem Ventilschieber4.2 . Diese Information wirkt ebenfalls auf die Freigabe des Pressluftsperrventils22 , da gewährleistet sein muss, dass bei den Hauptkomponenten der Granulatfluß nicht unterbrochen wird. Der Bedienungsknopf34 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 (11)
- 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.
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- 2001-12-14 DE DE2001161591 patent/DE10161591B4/de not_active Expired - Fee Related
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