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Die
Erfindung betrifft eine Ausblasvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruch 1 sowie eine Sortiervorrichtung mit einer solchen Ausblasvorrichtung
nach Anspruch 18.
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In
vielen Bereichen des Recycling ist eine automatisierte Sortierung
des als Fördergut vorliegenden Recyclingmaterials erforderlich.
Es sollen dabei nicht nur möglichst große Fördergutmengen pro
Zeit verarbeitet werden, sondern die Sortierung soll auch mit großer
Ausbeute und geringer Fehlerquote erfolgen. Es kann sich bei dem
Fördergut z. B. um Altglas handeln, in dem sich noch Metallfraktionen
befinden, z. B. Kronkorken oder andere Flaschen- oder Glasverschlüsse.
Es kann sich bei dem Fördergut z. B. auch um in einem Shredder
zerkleinerte Altautos handeln mit Fraktionen verschiedenster Metalle
oder anderer Wertstoffe, die einer Wiederverwertung zugänglich
gemacht werden sollen. Auch eine Sortierung von Müll wäre
eine mögliche Anwendung, z. B. um eine Aluminium-Fraktion
auszusortieren. Weiterhin kann es sich auch um Fördergut
mit unterschiedlichen mineralogischen Fraktionen handeln, die unterschiedliche
elektromagnetische Eigenschaften haben und die zur weiteren Verarbeitung sortiert
werden sollen. Eine andere typische Anwendung stellt das Aussortieren
von Metallen aus Müllverbrennungsschlacken dar. Nicht abschließend
seien als Anwendungen auch noch erwähnt das Aussortieren
von Metallrückständen in Holzrecyclingfraktionen
in der Faserplattenindustrie und das Auffinden von Metallen in Lebensmittelströmen
in Schüttgutform.
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Es
sind im Stand der Technik verschiedene automatisierte Vorrichtungen
und Verfahren bekannt, die diese Sortieraufgaben übernehmen.
Die Vorrichtungen weisen dazu Sensoren auf, durch deren sensorisch überwachten
Bereich das Fördergut bewegt wird. Die auszusortierenden
Teile werden von den für die Sortierkriterien geeignet
ausgebildeten Sensoren erfasst, und mittels der Sensorinformationen
wird eine Trenneinrichtung angesteuert, um gezielt ein als auszusortierend
erkanntes Teil aus dem Fördergutstrom herauszutrennen.
Bei Glas ist z. B. bekannt, eine Sortierung nach der Glasfarbe mit
optischen Sensoren vorzunehmen, die die Glasfarbe erkennen, und
z. B. Braunglas von Weiß- und Grünglas trennen.
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Als
Trenneinrichtung sind insbesondere Ausblasdüsenanordnungen
bekannt, die über die Breite des Fördergutes verteilt
z. B. unterhalb, alternativ auch oberhalb, der Förderebene
angeordnet sind und orts- und zeitgenau angesteuert werden zur Ausübung
eines Blasimpulses auf ein auszuschleusendes Fördergutteil.
Die Ausblasdüsenanordnungen sind dazu an eine Druckluftversorgung
angeschlossen. Es ist im Stand der Technik üblich, den
Druckluftaustritt aus einer Ausblasdüse ventilbeherrscht
zu steuern, das heißt der Druckluftstrom aus einer Düse wird
von einem den Zustrom beherrschenden Ventil freigegeben oder blockiert.
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Bei
typischen Sortierbedingungen kommt es zu starker Staubbildung. Insbesondere
bei unterhalb des Fördergutes angeordneten Ausblasdüsenanordnungen
besteht daher das Problem, dass Staub oder andere kleinpartikelartige
Verunreinigungen durch die Düsenaustrittsöffnungen
hindurch bis zu den Ventilen vordringen können, und diese
in ihrer Funktion beeinträchtigen. Das Problem besteht
aber auch bei Ausblasdüsenanordnungen, die oberhalb des Fördergutes
angeordnet sind. Im Extremfall kann es dazu kommen, dass Ventile
nicht mehr richtig oder gar nicht schließen oder nicht
mehr richtig oder gar nicht öffnen. In der Regel sind dann
Wartungsintervalle notwendig, um schadhafte Ventile auszutauschen
oder eingedrungene Verunreinigungen zeitaufwendig zu entfernen.
Das Problem ist umso gravierender, je stärker das zu sortierende
Fördergut verschmutzt ist und zur Schmutzpartikelfreisetzung neigt.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf eine konstruktiv
einfache und kostengünstige Art eine Ausblasvorrichtung
zu schaffen, die besser gegen das Eindringen von Schmutzpartikeln geschützt
ist. Weiterhin soll eine Sortiervorrichtung zur Verfügung
gestellt werden, die zuverlässiger arbeitet.
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Diese
Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Ausblasvorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer
Sortiervorrichtung nach Anspruch 18 gelöst. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Lösung, insbesondere
mit den Merkmalen des Anspruchs 8, bietet den Vorteil, dass eindringende
Staubpartikel nicht bis zu den Ventilen vordringen können,
bzw. mit den Merkmalen des Anspruchs 7 bereits zuverlässig
am Eindringen in die Ausblasdüsenöffnung gehindert
werden. Diesen Lösungen ist dabei gemein, dass die Ausblasdüsen
in ihrer eigentlichen Ausblasfunktion nicht behindert werden, weil
das die Druckluft zu den Ausblasdüsenöffnungen führende
Lumen der Druckluftleitungen nicht oder nicht wesentlich eingeschränkt
wird, wie dies z. B. durch alternative Mittel wie Filter, Klappen,
Abdeckungen oder dergleichen der Fall wäre, die sich zudem
leicht zusetzen können. Weiterhin leidet bei den erfindungsgemäßen
Lösungen, insbesondere gemäß der Ansprüche
7 und 8, auch nicht die Ansprechzeit der Ausblasdüsen,
weil keine Bewegung von Klappen, Abdeckungen oder dergleichen notwendig
ist. Insbesondere bei Anordnung der Ausblaseinrichtung unterhalb
der Fördergutstromes haben Versuche gezeigt, dass sich
innerhalb kurzer Zeit die Ausblasdüsen zusetzen.
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Mit
den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 3 wird eine einfache Konstruktion
zur Verfügung gestellt, um die Mehrzahl der Ausblasdüsen
zuverlässig mit der benötigten Druckluft versorgen
zu können. Die Druckluftleitungen sind dabei im Inneren eines
Blocks verlaufende Kanäle. Die Vorteile gegenüber
einzelnen und getrennt ausgebildeten Druckluftleitungen, z. B. zu
jeder Ausblasdüse verlaufenden Druckluftschläuchen,
liegen auf der Hand, insbesondere wenn man sich vor Augen hält,
dass Ausblasvorrichtungen über 100 Ausblasdüsen
aufweisen können.
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Vorteilhaft
sind dabei die Merkmale des Anspruchs 4 vorgesehen, wodurch eine
insgesamt kompakte Bauart möglich ist und einfacher Zugang zu
den Ventilen besteht, um diese ggf. auszutauschen. Die Alternative,
die Ventile z. B. im Blockinneren in den Zuführleitungen
anzuordnen, ist demgegenüber nachteilig.
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Um
mit guter Ortsauflösung auszusortierende Teile ausblasen
zu können, ist eine engmaschige Anordnung der Ausblasdüsen
vorteilhaft. Mit den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 5 wird
dies erreicht, ohne dass die Ausblasvorrichtung an Kompaktheit einbüßt,
und der Zugang zu den Ventilen erschwert ist.
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Für
einen hohen Materialdurchsatz ist erforderlich, dass die Ausblasdüsen über
kurze Antwortzeiten verfügen. Eine limitierende Größe
ist dabei die Schaltzeit der Ventile. Diese Schaltzeit kann verringert
werden mit den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 6, weil bei
gleichem Gesamtlumen bei zwei Leitungen ein jeweils geringeres Lumen
beherrscht werden muß gegenüber einer Einzelleitung,
und deshalb jeweils eine geringere Masse bewegt werden muss. Das
so gestaltete Ventil besteht quasi aus zwei jeweils eine Leitung
beherrschenden Unterventilen. Zudem besteht die prinzipielle Möglichkeit,
die Stärke des Ausblasimpulses nach Bedarf zu variieren,
indem wahlweise nur eine oder beide der Leitungen freigeschaltet
werden.
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Mit
den vorteilhaften Merkmalen des Anspruch 7 wird erreicht, dass aus
den Ausblasdüsen kontinuierlich Druckluft austritt, wodurch
Staubpartikel gehindert werden können in die Ausblasdüse
einzudringen. Die Bypassleitungen sollten dabei so dimensioniert
sein, dass die kontinuierlich ausströmende Druckluft noch
nicht zu einer signifikanten Fehlsortierung führt, indem
sichergestellt wird, dass vorbeilaufendes Fördergut nur
geringfügig beeinflusst wird. Gleichzeitig sollte die Strömungsstärke
durch die Bypassleitungen aber ausreichend sein, um Staubpartikel
mit ausreichender Zuverlässigkeit abzuhalten. Um hier eine
gewisse Einstellbarkeit oder Regelbarkeit zu ermöglichen,
sind z. B. vorteilhaft die Merkmale des Anspruchs 11 vorgesehen.
Je nach Fördergut kann so ein unterschiedlicher kontinuierlicher
Druckluftaustritt eingestellt werden.
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Mit
den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 8 wird erreicht, dass
eindringende Staubpartikel nicht bis zu den Ventilen vordringen,
sondern sich unterhalb der Mündung der Querzuführleitung
in dem Hohlraum ablagern. Bei geeigneter Wahl des Abstandes zwischen
Grund des Hohlraumes und Mündung der Querzuführleitung
kann auch erreicht werden, dass bei jedem Ausblasimpuls bereits
abgelagerte Staubpartikel aufgrund des entstehenden Unterdruckes
durch die vorbeiströmende Druckluft hochgerissen und mit
ausgeblasen werden.
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Die
Merkmale der Ansprüche 7 und 8 können mit Vorteil
gleichzeitig vorgesehen werden. Dadurch wird ein besonders zuverlässiger
Schutz gegen das Vordringen von Staubpartikeln bis zu den Ventilen
erreicht. Es gelangt auch dann kein Staub zu den Ventilen, wenn
z. B. zeitweilig keine Druckluft anliegt. Die kontinuierlich ausströmende
Druckluft muß nicht das Eindringen aller Staubpartikel
verhindern, und kann daher so weit heruntergedrosselt werden, dass
zuverlässig keinerlei Fehlsortierung bewirkt wird. Da die Druckluft
aber jedenfalls einen Teil der Staubpartikel fernhält kann
sich der unter dem Mündungsbereich der Querzuführleitung
befindende Raum weniger schnell mit Staub zusetzen.
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Es
ist dabei von Vorteil, eine Staubfalle mit den Merkmalen des Anspruch
9 vorzusehen, die in eine Bohrung eingesetzt wird, und ausgebildet
ist, den in Anspruch 8 definierten Hohlraum und die Zuführleitung
und Querzuführleitung zu bilden. Die Staubfalle stellt
ein eigenes Bauteil dar, und kann somit z. B. zu Reinigungszwecken
ausgebaut werden. Ein Beispiel einer solchen Staubfalle zeigen die 5a bis 5e.
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Die
in den Ansprüchen 10 bis 12 und 16 angegebenen vorteilhaften
Merkmale dienen der möglichst einfachen Konstruktion und
Herstellbarkeit des Hauptkörpers bzw. der benötigten
Druckluftleitungen, und sollen einen z. B. zu Reinigungs- oder Wartungszwecken
möglicherweise benötigten Zugang ermöglichen.
Weiterhin wird eine zumindest teilweise modulare Bauweise bevorzugt,
z. B. durch Vorsehen des Aufsatzes bzw. mehrerer Aufsätze,
um bedarfsweise einzelne Module austauschen zu können.
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Mit
den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 14 wird eine engmaschigere
Anordnung der Ausblasdüsen erreicht.
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Die
vorteilhaften Merkmale des Anspruchs 15 machen es möglich,
den Abstand der Ausblasdüse zu dem Fördergutstrom
auf einfache Weise zu ändern. Ist der Abstand z. B. zu
groß kann einfach ein Verlängerungsstück
verwendet werden, ein kurzes Verlängerungsstück
kann durch ein längeres ersetzt werden, oder zusätzlich
zu einem ersten Verlängerungsstück wird ein zweites
aufgesteckt. Auf diese Weise können die Düsen
der Ausblasvorrichtung bedarfsweise z. B. auf unterschiedlicher
Höhe stehen, z. B. in möglichst geringem Abstand
zum Fördergutstrom.
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Mit
den vorteilhaften Merkmalen des Anspruchs 17 wird erreicht, dass
die Staubfalle zuverlässig gehalten und dennoch leicht
austauschbar ist.
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Die
Ausbildung der Fördereinrichtung ist im Rahmen der Erfindung
weitgehend beliebig. Die Sensorvorrichtung kann z. B. auch an einer
Fallstrecke angeordnet sein, die sich z. B. einer Fördereinrichtung
wie einem Förderband oder einer Rutsche anschließt.
Die Bewegungsrichtung und die Orientierung der Förderebene ändern
sich in diesem Spezialfall auf dem Fallweg des Fördergutteiles.
Weitere denkbare Fördereinrichtungen sind im Stand der Technik
bekannt.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung
nach Anspruch 18 resultieren aus den vorteilhaften Merkmalen der
verwendeten Ausblasvorrichtung.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter
erläutert werden, die in den Figuren schematisch und prinzipienhaft
dargestellt sind. Gleiche Bezugszeichen stehen dabei für gleiche
Teile. Es zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Sortiervorrichtung in Seitenansicht;
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2a, 2b, 2c Prinzipskizzen
zu erfindungsgemäßen Staubschutzeinrichtungen, nämlich
(a) eine Staubfalle, (b) eine Dauerbelüftung, und (c) eine
Kombination aus Staubfalle und Dauerbelüftung;
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3a, 3b, 3c unterschiedliche Ansichten
eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen
Ausblasvorrichtung in einer teilgebrochenen Ansicht, nämlich
(a) eine Ansicht von oben, (b) eine Ansicht von vorne, und (c) eine
perspektivische Ansicht von schräg links oben;
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4a, 4b, 4c, 4d unterschiedliche
Ansichten eines Bauelementes der 3,
nämlich (a) eine Ansicht von unten, (b) eine Seitenansicht,
(c) eine Ansicht von oben, und (d) einen Schnitt entlang der Linie
B-B in (c); und
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5a, 5b, 5c, 5d, 5e unterschiedliche
Ansichten eines Ausführungsbeispieles für eine
erfindungsgemäße Staubfalle, nämlich (a)
eine Ansicht von unten, (b) eine Seitenansicht, (c) einen Schnitt
entlang der Linie A-A in (b), (d) eine Ansicht von oben, und (e)
eine perspektivische Ansicht von links oben.
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1 zeigt
in zeichnerisch stark vereinfachter Form den prinzipiellen Aufbau
einer Sortiervorrichtung
10 zur Aussortierung einer metallischen Fraktion
15,
15',
15'' aus
einem Fördergutstrom
13. Ein Transportband
12,
das in nicht gezeigter Weise mit Fördergut
13 beschickt
wird, z. B. über eine vorgeschaltete Rutsche, die wiederum
z. B. von einem Fördergutvorrat beschickt wird, transportiert
Fördergut
13 mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit über eine unterhalb des Bandes
12 angeordnete
Sensorvorrichtung
14 hinweg. Ein Beispiel für
eine solche Sensorvorrichtung
14 kann z. B. der
EP 1 940 564 entnommen werden,
auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
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Das
Fördergut 13 besteht aus einer metallischen Fraktion 15 und
nichtmetallischen Fördergutteilen 16, 16'.
Im dargestellten Beispiel weisen die einzelnen Teile des Fördergutes
erhebliche Größenunterschiede auf. In alternativen
Ausführungsformen könnte z. B. auch ein Siebschritt
vorgeschaltet werden oder das Fördergut durch eine geeignete
Aufbereitung bereits im Wesentlichen in einheitlicher Größe
vorliegen.
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Die
Sensorvorrichtung 14 ist über einen Datenbus 18 an
eine Auswert- und Steuereinrichtung 20 angeschlossen. Die
Aufgabe dieser Auswert- und Steuereinrichtung 20 besteht
darin, die von der Sensorvorrichtung 14 gelieferten Sensordaten
darauf auszuwerten, ob ein auszusortierendes Teil den von der Sensorvorrichtung 14 erfaßten
Sensorbereich passiert. Weiterhin ist dann geeignet zeitverzögert die
Trenneinrichtung 22 so anzusteuern, daß ein detektiertes
Metallteil 15' aussortiert wird. Die Auswert- und Steuereinrichtung 20 kann
z. B. auch in die Sensorvorrichtung 14 integriert werden.
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Im
gezeigten Beispiel besteht die Trenneinrichtung 22 aus
einer schematisch dargestellten Ausblasdüse 24,
die unterhalb des Förderbandes 12 an einer Fallstrecke
angeordnet ist. Vom Förderband 12 herabfallende
Fördergutteile 15' können von der Ausblasdüse 24 angeblasen
werden, um einen quer beschleunigenden Impuls auf das Fördergutteil 15' auszuüben
und es von der ungestörten Bewegungsbahn auf eine andere,
z. B. weiterreichende Flugparabel abzulenken. Die Ausblasdüse 24 ist
von einem Ventil 26 beherrscht, z. B. von einem Magnetventil.
Die Ansteuerung des Ventils 26 erfolgt über Steuerleitungen 28 von
der Auswert- und Steuereinrichtung 20. Das Ventil 26 ist
einen Druckluftschlauch 32 beherrschend ausgebildet, welcher
Druckluft aus einem Druckluftspeicher 34 zu der Ausblasdüse 24 führt. Durch
zeitgenaue und kurzzeitige Öffnung des Ventils 26 wird
ein an der Düse 24 vorbeifallendes Fördergutteilchen 15' mit
einem Blasimpuls beaufschlagt, so daß es von seiner ungestörten
Fallbahn abgelenkt wird und über eine Trennkante 36 hinwegfliegt,
um von einem weiteren Förderband 40 wegtransportiert
zu werden, z. B. zu einer weiteren Bearbeitung oder zu einer weiteren
Sortierstufe. Auf diesem abtransportierenden Förderband 40 sind
nur noch aussortierte Metallteile 15'' anzutreffen. Die Ausblasdüsen 24 können
z. B. so ausgebildet und angesteuert sein, daß die Intensität
des Ausblasimpulse den gerade auszusortierenden Teilen angepaßt
wählbar ist.
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Nicht
auszusortierende Fördergutteile 16' fallen ungestört
auf ein drittes Förderband 42, das diese um die
Metallfraktion verminderte Fördergutfraktion z. B. ebenfalls
zu einer weiteren Bearbeitung oder Sortierung transportiert.
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Das
Förderband 12 weist eine gewisse Förderbreite
auf, und die Fördergutteile 13 werden über diese
Breite verteilt über die Sensorvorrichtung 14 hinwegbewegt.
Daher erstreckt sich auch die Sensorvorrichtung 14 über
die Breite des Förderbandes 12. Innerhalb der
Sensorvorrichtung 14 sind über dessen Breite verteilt
mehrere Sensoren angeordnet, so daß die Breitenlage eines
Metallteiles 15 auf dem Förderband 12 feststellbar
ist. Entsprechend weist die Trenneinrichtung 22 mehrere
in einer Reihe quer zur Fallrichtung angeordnete Ausblasdüsen 24 auf, die
die Fallwegbreite geeignet abdeckend angeordnet sind.
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Die
Auswert- und Steuereinrichtung 20 ist ausgebildet, diejenige
oder diejenigen mehreren Ausblasdüsen 24 anzusteuern,
die der Lage des Sensors oder der Sensoren in der Sensorvorrichtung 14 zuzuordnen
sind, die ein Fördergutteil 15 detektiert haben.
Weiterhin berücksichtigt die Auswert- und Sensoreinrichtung 20 die
Laufzeit eines Teilchens von der Sensoranordnung 14 bis
zur Ausblasposition, also bis zum Erreichen des Wirkbereiches der Ausblasdüsen 24.
Es kann dazu z. B. eine mit der Auswert- und Steuereinrichtung 20 kommunizierend verbundene
Meßeinrichtung zum Erfassen der Bandgeschwindigkeit vorgesehen
sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dazu an der
Umlenkrolle 27 des Förderbandes 12 ein
Winkelgeber 29 angeordnet, der die momentane Drehzahl der
Umlenkrolle mißt, aus der sich die Förderbandgeschwindigkeit
ergibt. Die Auswert- und Steuereinrichtung 20 berechnet
mit dieser Momentangeschwindigkeit den korrekten Zeitpunkt für
das Auslösen der Ausblasdüse 24.
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Es
sind weitere alternative Ausgestaltungen dieses Ausführungsbeispieles
einer Sortiervorrichtung 10 denkbar. So könnten
z. B. die Förderbänder 12, 40 und 42 einzeln
oder alle durch Transportrutschen oder andere Fördermittel
ersetzt sein, statt der Förderbänder 40 und 42 können
auch Container vorgesehen sein. Die Trennkante 36 könnte
auch ganz weggelassen werden, wenn auch ohne sie eine zuverlässige
Auftrennung in einzelne Fraktionen gewährleistet ist. Weiterhin
ist es möglich, zusätzliche Sensoren z. B. zur
Beobachtung der Fallstrecke des Fördergutes 13 vorzusehen,
um z. B. die von der Sensoranordnung 14 detektierten Metallteile 13' zusätzlich
z. B. optisch zu erfassen, um die Ausblasdüsen 24 zeitlich
noch exakter anzusteuern.
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Die
bisher beschriebene Sortiervorrichtung und Ausblasdüsenanordnung
stellt Stand der Technik dar. Nachfolgend sollen erfindungsgemäße
Ausblasvorrichtungen beschrieben werden.
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Die 2a bis 2c zeigen
vereinfachend und schematisch das Wirkprinzip beispielhafter Staubschutzmittel
für erfindungsgemäße Ausblasvorrichtungen,
die jeweils das Eindringen von Staubpartikeln bis zu den Ventilen
verhindern können. Nach der 2a erstreckt
sich unterhalb des Düsenkörpers 24 ein
in vertikaler Richtung verlaufender Druckluftkanal 51,
der in eine Hohlkammer 52 mündet. Oberhalb der
Hohlkammer 52 endet senkrecht von dem Vertikalkanal 51 abgehend
eine Druckluftleitung 32, die von einem Ventil 26 beherrscht
ist. Durch die Austrittsöffnung 53 der Ausblasdüse 24 eindringende
Staubpartikel 54 fallen in Fallrichtung, d. h. entgegen
der Druckluftströmungsrichtung in den Vertikalkanal 51 und
sammeln sich in der Hohlkammer 52 an. Da die Druckluftleitung 32 senkrecht
in den Vertikalkanal 51 mündet, wird das Eindringen
von Staubpartikeln 54 verhindert. Bei Offenschaltung des Ventils 26 strömt
Druckluft durch das Ventil und die Druckluftleitung 32 und
mündet in den Vertikalkanal 51. Von dort tritt
die Druckluft aus der Düsenaustrittsöffnung 53 aus.
Nach dem Venturi-Prinzip entsteht aufgrund der strömenden
Druckluft in der Hohlkammer 52 ein Unterdruck, so dass
bei entsprechender Druckluftströmung ein derartiger Unterdruck
entsteht, dass ein Teil der Staubpartikel 54 mit ausreichend
geringem Gewicht oder alle in der Kammer 52 angesammelten
Staubpartikel 54 hochgerissen und mit ausgeblasen werden.
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Ein
alternatives Staubschutzmittel zeigt die 2b. Die
vom Ventil 26 beherrschte Druckluftleitung 32 hat
eine Bypassleitung 55, die unterhalb des Ventils 26 beginnt
und oberhalb des Ventils 26 wieder in die Druckluftleitung 32 mündet.
Dabei ist der freie Querschnitt der Bypassleitung 55 um
ein Vielfaches geringer als der der vom Ventil 26 freigegebenen Druckluftleitung 32.
Ergebnis der so angeordneten Bypassleitung 55 ist, dass
permanent Druckluft aus der Austrittsöffnung 53 der
Ausblasdüse 24 austritt, welche Staubpartikel 54 daran
hindert, durch die Austrittsöffnung 53 hindurch
in die Druckluftleitung 32 einzudringen und bis zum Ventil 26 vorzudringen.
Die relativen Strömungsstärken der Druckluft durch
die Permanentbelüftung über die Bypassleitungen 55 (dünner
Pfeil) und bei Öffnung des Ventils 26 (dicker Pfeil)
sind durch die Pfeilstärken angedeutet.
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2c zeigt
eine Kombination der in den 2a und 2b gezeigten
Staubschutzmittel. Wie bereits zu 2a erläutert
mündet die Vertikalleitung 51 in eine dem Sammeln
von Staubpartikeln 54 dienende Hohlkammer 52.
Oberhalb der Hohlkammer 52 mündet quer zur Vertikalleitung 51 verlaufend
die ventilbeherrschte Druckluftleitung 32. Eine Bypassleitung 55 sorgt
für permanenten Druckluftfluss, indem sie in Strömungsrichtung
vor dem Ventil 26 von der Druckluftleitung 32 abgehend
hinter dem Druckluftventil 26 in der Vertikalleitung 51 mündet.
Sie könnte auch oberhalb des Ventils 26 in die Druckluftleitung 32 münden.
Das Ausführungsbeispiel der 2c vereint
also einen Staubschutz basierend auf permanentem Druckluftaustritt
aus der Ausblasdüse 24 mit einer Staubfalle durch
Erzwingung einer Richtungsänderung des Druckluftflusses.
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Beiden
gezeigten Staubschutzmitteln ist gemeinsam, dass sie den Druckluftluß durch
die Druckluftleitung 32 nicht behindern und zwischen Austrittsöffnung 53 der
Ausblasdüse 24 und Ventil 26 angeordnet
sind: in einem Fall die Staubfalle gebildet durch den Hohlraum 52 und
die Druckluftführung mit einer Richtungsänderung
um 90°, im anderen Fall der permanente Druckluftstrom ermöglicht
durch die Bypassleitung 55.
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Die 3a bis 3c zeigen
eine detaillierte Konstruktionsvariante für eine erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 100,
die im gezeigten Beispiel in zwei nebeneinanderliegenden Reihen
angeordnete Ausblasdüsen 24 aufweist. Die Ausblasvorrichtung 100 besteht
dabei aus einem U-förmigen Grundkörper 101,
der auf seiner Unterseite mit einem Deckel 102 druckluftdicht
verschraubt ist, so dass in Längsrichtung dieses Grundkörpers 101 ein
von diesem und dem Deckel 102 umgebener Druckluftkanal 103 entsteht.
An seinen Enden kann der Grundkörper 101 in nicht
dargestellter Weise verschlossen sein, insbesondere z. B. vermittels
angeschraubter Seitenplatten.
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Auf
den seitlichen Flächen 104a, 104b des Grundkörpers 101 sind
mehrere Magnetventile 105 angeschraubt. Vom Druckluftkanal 103 des
Grundkörpers 101 aus erstrecken sich horizontal
verlaufende Bohrungen 106 vom Grundkörperinneren
bis zu dessen Außenseite 104a, 104b und
münden im Drucklufteingang 107 eines Magnetventils 105.
Vom Druckluftausgang 108 des Magnetventils 105 wiederum
verlaufen Ausgangsleitungen 109 bis zur Oberseite 110 des
Grundkörpers 101, wo ein Aufsatz 111 dichtend
angeschraubt ist, der die Ausblasdüsen 24 trägt
und in dem fluchtend zu den Ausgangsleitungen 109 des Grundkörpers 101 Bohrungen 112 zur
Führung der Druckluft zu den Düsen 24 ausgebildet
sind.
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Im
gezeigten Beispiel verlaufen zu jedem Magnetventil 105 zwei
Eingangsleitungen 106 und vom Magnetventil 105 verlaufen
zwei Ausgangsleitungen 109, die sich später zu
einer vereinen, zu den Ausblasdüsen 24. Weiterhin
ist gemäß dem in den 3a–c
gezeigten Ausführungsbeispiel jeder der Düsen 24 ein
Magnetventil 105 zugeordnet, so dass für die Ausübung
eines Ausblasimpulses durch eine der Ausblasdüsen 24 jeweils
das zugeordnete Ventil 105 den Druckluftfluss durch das
Ventil 105 hindurch freigeben muss. Die Ventile 105 weisen
entsprechende Schalteingänge auf, um von einer nicht dargestellten
Steuereinrichtung mit Schaltimpulsen beaufschlagt zu werden.
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Auf
der Grundkörperoberseite 110 sind mehrere aneinander
grenzende Aufsätze 111 angeordnet, wobei jeder
der Aufsätze 111 zehn Ausblasdüsen 24 trägt.
Für eine möglichst dichte Anordnung der beiden
auf Lücke angeordneten Düsenreihen haben die Aufsätze 111 von
oben betrachtet die Form einer Raute.
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In
der die Ausblasdüse 24 mit Druckluft versorgenden
Druckluftleitung 112 des Aufsatzes 111 ist eine
Staubsperre 115 eingebracht, die den Druckluftuß zu
Richtungsänderungen zwingt, und auf die später
im Zusammenhang mit den 5a bis 5e noch
eingegangen werden wird. Weiterhin verfügt die Ausblasvorrichtung 100 über
eine dauerhafte Belüftung der Düsen 24.
Dazu verläuft vom Druckluftkanal 103 bis zur Oberseite 110 des
Grundkörpers 101 direkt eine Belüftungsbohrung 116,
die im gezeigten Beispiel optional mit einer zusätzlichen
Drossel 117 versehen ist. Mittels der Drossel 117 kann
geregelt werden, wieviel Druckluft durch die Belüftungsbohrung 116 hindurchgeführt
wird. Die Belüftungsbohrung 116 mündet
auf der Oberseite 110 des Grundkörpers 101,
wo sich auf der Unterseite des Aufsatzes 111 eine Ausnehmung 118 befindet,
die zusammen mit der Oberseite 110 des Grundkörpers 101 eine
Belüftungskammer ausbildet. Von dieser Belüftungskammer
verläuft eine Bypassbohrung 119 zur Druckluftleitung 112 im
Aufsatz 111. Es fließt also vom Druckluftkanal 103 durch
die Drossel 117 und die Belüftungsbohrung 116 hindurch
Druckluft in die Belüftungskammer 118 und von
dort durch eine Bypassleitung 119 in die Vertikalbohrung 112 im
Aufsatz 111, so dass ein permanenter Druckluftstrom durch die
Ausblasdüse 24 austritt.
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Dieser
Druckluftstrom ist so gewählt, dass möglichst
keine versehentliche Aussortierung von Fördergut 13 stattfindet.
Dies stellt gewissermaßen die obere Grenze der permanent
ausströmenden Druckluftmenge dar. Die untere Grenze ist
dadurch gegeben, dass zumindest ein Teil der Staubpartikel 54 durch
die ausströmende Druckluft am Eindringen durch die Austrittsöffnung 53 der
Düse 24 in die Druckluftleitungen 32, 112 gehindert
werden soll. Dennoch eindringende Staubpartikel 54 werden
von der Staubfalle 115 am Vordringen bis zu den Ventilen 26, 105 gehindert.
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Das
gezeigte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Ausblasvorrichtung 100 hat einen stark modularen Aufbau,
damit zum einen fehlerhafte Bauteile ersetzt werden können,
ohne dass die gesamte Vorrichtung auszutauschen wäre. Weiterhin hat
die Demontierbarkeit den Vorzug, dass trotz der Staubschutzmittel
eindringende Verunreinigungen beseitigt werden können,
oder in der Staubfalle 115 sich ansammelnde Staubpartikel,
z. B. durch Entfernen der Düsen 24, abgesaugt
werden können.
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Die 4a bis 4d zeigen
verschiedene Ansichten des Aufsatzes 111 der 3a–c.
In der Ansicht von unten der 4a sind
die zehn Vertikalbohrungen 112 erkennbar, denen sich nach
oben die Ausblasdüse 24 anschließen würde.
Die Vertikalbohrungen 112 weisen auf der dargestellten
Unterseite Radialerweiterungen 120 auf, damit Einrastnasen 121 an
der später noch zu beschreibenden Staubsperre 115 dort
einrasten können. Auf der Aufsatzunterseite ist eine H-förmige
Ausnehmung 118 eingefräst, von der jeweils kleinlumige
Bypassbohrungen 119 zu den Vertikalleitungen 112 führen.
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Der
Aufsatz 111 hat eine rautenförmige Grundform mit
schräg zu den Längsseitenflächen verlaufenden
Stirnseiten. Aus der Ansicht von oben in 4c ist
erkennbar, dass die Vertikalbohrungen 112 in zwei Reihen
angeordnet sind, wobei die Bohrungen 112a der ersten Reihe
auf Lücke zu den Bohrungen 112b der zweiten Reihe
stehen. Durch den Schrägverlauf der Stirnflächen
ist es möglich, mehrere Aufsätze 111 nebeneinander
zu montieren und dabei die Äquidistanz der Düsen 24 zu
bewahren.
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Aus
der Schnittansicht in 4d entlang der Linie B-B in 4c ist
ersichtlich, dass die Ausblasdüsen 24 in die Vertikalbohrungen 112 des
Aufsatzes einschraubbar sind. Die Ausblasdüse 24 besteht
dabei aus einem Verlängerungsstück 125,
das z. B. in unterschiedlichen Längen vorgehalten werden
kann, auf die dann der eigentliche Düsenkörper 126 aufgeschraubt
werden kann. Es ist auch möglich, mehrere Verlängerungsstücke 125 aufeinander
zu schrauben, um den gewünschten Abstand zum Fördergut 13 zu erreichen.
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Die 5a bis 5e zeigen
im Detail eine Staubfalle 115, wie sie in der 3c in
der Vertikalbohrung 112 des Aufsatzes 111 im eingebauten
Zustand dargestellt war. Die Staubfalle 115 besteht aus einem
zylinderförmigen Grundkörper 125 mit
einer Sackbohrung 126. Oberhalb des Grundes 127 dieser Sackbohrung 126 befindet
sich ein Langloch 128, der vom Inneren der Sackbohrung 126 zu
einer auf der Außenfläche der Staubfalle 115 ausgebildeten
Ausnehmung 129 führt. Im gezeigten Beispiel sind
vier Langlöcher 128 jeweils 90° versetzt
in der Staubfalle 115 ausgebildet und es verlaufen vier
Längsausnehmungen 129 zur Unterseite der Staubfalle 115.
Die Längsausnehmungen 129 sind voneinander getrennt durch
Stege 130, an deren unterem Ende radial nach außen
vorstehende Einrastnasen 121 ausgebildet sind. Diese Einrastnasen 121 rasten
im eingebauten Zustand in die radialen Erweiterungen 120 der
Vertikalbohrungen 112 des Aufsatzes 111 ein, siehe 4a–d.
Die Staubfallen 115 sind dadurch gegen axiale Verschiebung
bei Druckbeaufschlagung gesichert. Durch Überwindung der
Einrastkraft können die Staubfallen 115 allerdings
auch wieder entfernt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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