DE102010010789A1

DE102010010789A1 - Probennehmer sowie Verfahren zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung

Info

Publication number: DE102010010789A1
Application number: DE201010010789
Authority: DE
Inventors: Holger Petersen
Original assignee: Derichs Verfahrenstechnik Anlagen und Muehlenbau GmbH; Derichs Verfahrenstechnik Anlagen- und Muehlenbau GmbH
Current assignee: Derichs Verfahrenstechnik Anlagen und Muehlenbau GmbH; Derichs Verfahrenstechnik Anlagen- und Muehlenbau GmbH
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-10-06

Abstract

Heutzutage werden Probennehmer zum Entnehmen von Pulver oder Granulatproben aus Fallrohren und Trichtern in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt. Diese Probennehmer müssen zumindest noch teilweise händisch betätigt werden, wodurch ein hoher Personalaufwand erforderlich ist. Deshalb schlägt die Erfindung einen Probennehmer zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung vor, wobei der Probennehmer eine Probenkammer aufweist und die Probenkammer mit einer Schwenk-Lineareinheit verbunden ist, sodass die Probenkammer durch eine Linearbewegung der Schwenk-Lineareinheit in der Förderleitung mit der Pulver- oder Granulatprobe entnehmbar und durch die Schwenkbewegung der Schwenk-Lineareinheit die Probenkammer entleerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Probennehmer zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung und/oder aus einem Behälter, wobei der Probennehmer eine Probenkammer aufweist, und ein Verfahren zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung.
In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie müssen Pulver- oder Granulatproben in Förderleitungen zum Zwecke der Qualitätskontrolle analysiert werden. Dazu werden Probennehmer eingesetzt, welche an die Förderleitungen angeflanscht werden und händisch über einen Schiebe- und Drehmechanismus die Probe aus der Förderleitung entfernen. Die Probe wird dann durch Schwenken des Probenehmers in einen Probenbehälter überführt.
Dies erfordert, dass beim Ziehen der Probe ein Arbeiter vor Ort ist. Somit können Proben nicht vom Probennahmeort entfernt gezogen werden, welche dann bei der üblichen Inspektion zur Analyse entnommen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern. Gelöst wird die Aufgabe durch einen Probennehmer zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung, wobei der Probennehmer eine Probenkammer aufweist, und die Probenkammer mit einer Schwenk-Lineareinheit verbunden ist, sodass durch die Probenkammer mittels einer Linearbewegung der Schwenk-Lineareinheit in der Förderleitung die Pulver- oder Granulatprobe entnehmbar und durch eine Schwenkbewegung der Schwenk-Lineareinheit die Probenkammer entleerbar ist.
Somit kann mittels eines einzigen Zylinders und einem zugeordneten Kolben automatisiert eine Probennahme erfolgen. Zudem ist es nicht mehr nötig, dass zum Zeitpunkt der Probennahme ein Mitarbeiter vor Ort ist. Weiterhin kann eine zentrale Steuerung der Probennahme erfolgen.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
In einer „Förderleitung” wird das Pulver oder das Granulat transportiert, wobei die Förderleitung senkrecht verlaufen kann. Dadurch kann eine Probe gezogen werden, wobei eine Probenkammer in die Förderleitung eingebracht wird und das aufgrund der Gravitationswirkung herabfallende Granulat oder Pulver in der Probenkammer verbleibt und anschließend die Probenkammer aus der Förderleitung entfernt wird.
Eine „Schwenk-Lineareinheit” weist insbesondere einen Zylinder und einen auf die Probenkammer wirkenden Kolben auf. Die Schwenk-Lineareinheit ist dabei in der Lage, zuerst die Linearbewegung unabhängig von der Schwenkbewegung und anschließend eine Schwenkbewegung unabhängig von der Linearbewegung durchzuführen. Es können auch übereinandergelagerte Schwenk- und Linearbewegungen erfolgen.
Die Verbindung zwischen der Schwenk-Lineareinheit und der Probenkammer kann dabei so ausgestaltet sein, dass die Probenkammer die durch die Schwenk-Lineareinheit vorgegebene Bewegung nachbildet.
Um ein Auffangen der entleerten Proben zu gewährleisten oder die entleerten Proben definiert zu führen, kann ein Probennahmeraum, in welchem das Entleeren der Probekammer durch die Schwenkbewegung erfolgt, in dem Probennehmer vorgesehen sein. Der Probennahmeraum ist dabei so ausgestaltet, dass dieser leicht von den an ihm angeschlossenen Elementen getrennt werden kann, wodurch eine einfache Reinigung des Probennahmeraumes gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform weist der Probennahmeraum einen trichterförmigen Abschluss auf. Somit kann der Probennahmeraum die aus der Probenkammer fallende Probe definiert zusammenführen.
Um die durch den Trichter definiert geführte Probe aufzubewahren, kann der Probennahmeraum einen anflanschbaren Probenbehälter aufweisen. Somit kann beispielsweise bei einem Inspektionsgang ein Mitarbeiter den Probenbehälter abflanschen und durch einen neuen Probenbehälter ersetzen und den Probenbehälter mit der aufgefangenen Probe zur chemischen oder bakteriellen Analyse ins Labor bringen.
In einer weiteren Ausprägungsform ist der Probennahmeraum durch einen Blinddeckel anflanschbar von oben verschlossen. Dadurch ist zum einen die Möglichkeit gegeben, bei Entfernung dieses Blinddeckels die Probenkammer oder den Probennahmeraum zu inspizieren. Zudem kann hier eine große Öffnung bereitgestellt werden, welche das Reinigen des Probennahmeraumes erleichtert.
Um eine optimale Verbindung des Probennehmers mit der Förderleitung zu gewährleisten, kann die Probenkammer in einem Produktkolben angeordnet sein, welcher zylinderförmig ausgestaltet ist. Dadurch kann eine einfache Montage des Probennehmers erfolgen, da in der Förderleitung lediglich eine Bohrung anzubringen ist, in welche der zylindrische Produktkolben mit Probenkammer hineinfahren kann. Das Anbringen des Probennehmers kann dann beispielsweise durch Schweißen erfolgen.
In einer weiteren Ausprägungsform ist die Schwenk-Lineareinheit mittels einer Hydraulik, Pneumatik oder elektrisch steuerbar. Somit kann eine automatisierte Probennahme realisiert werden. Weiterhin kann der Probennehmer an eine SPS angeschlossen werden.
Um den Schwenkwinkel der Schwenk-Lineareinheit zu reduzieren, kann eine Seitenwand der Probenkammer, über welche das Entleeren der Probenkammer erfolgt, eine Abschrägung von insbesondere 45° aufweisen. In diesem Fall reicht es aus, dass das Schwenken der Lineareinheit um einen Winkel von 90° erfolgt, da dann gewährleistet ist, dass alle Pulver- oder Granulatpartikel aus der Probenkammer in den Probennahmeraum entleert werden.
In einer weiteren Ausprägungsform ist die Schwenk-Lineareinheit so ausgestaltet, dass durch die Probenkammer die Schwenkbewegung in einem Winkel zwischen 90° und 180° durchführbar ist. Für den Fall der 180° Schwenkbewegung kann bei einer quaderförmigen Form der Probenkammer ebenfalls ein vollständiges Entleeren der Probenkammer gewährleistet werden.
Um kontinuierlich Messergebnisse zu erhalten, kann dem Probennahmeraum eine Analyseeinrichtung zugeordnet sein. In diesem Fall kann die gezogene Probe direkt durch die Analyseeinrichtung analysiert werden, um mittels elektronischer Übertragung zentral in einem Überwachungsraum oder in einem Speicher abgelegt zu werden.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, durch ein Verfahren zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung, wobei das Entnehmen automatisiert mittels einer linearrotatorischen Bewegung erfolgt. Durch dieses Verfahren können somit unabhängig von manuellem Aufwand Proben aus einer Förderleitung gezogen werden.
Im Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel unter Zuhilfenahme der 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Produktkolbens mit einer Probekammer in einer Seitenansicht,
2a eine schematische, geschnittene Seitenansicht eines Probennehmers bei der Probennahme,
2b eine schematische, geschnittene Seitenansicht des Probennehmers bei einer Probenentleerung,
3 eine schematische, teilgeschnittene, dreidimensionale Ansicht des Probennehmers mit einem zugehörigen Probenbehälter bei der Probennahme und
4 eine schematische, teilgeschnittene, dreidimensionale Ansicht des Probenehmers mit dem Probenbehälter bei der Probenentleerung.
Durch eine Förderleitung 140 fällt aufgrund der Gravitationswirkung ein Granulat von oben nach unten. An die Förderleitung 140 ist ein Probenehmer über eine Clampverbindung 259 an der Förderleitung angeflanscht.
Der Probennehmer weist einen rotierbaren Produktkolben 115 mit eingebrachter Probenkammer 110 auf. Der Produktkolben ist über eine Verbindung 130 mit einem Kolben 120 einer Schwenk-Lineareinheit 125 verbunden. Zusätzlich ist der Zylinder der Schwenk-Lineareinheit 125 über eine Clampverbindung 123 mit einem Probennahmeraum 150 verbunden, in dem der Produktkolben 115 geführt wird,.
Der Probennahmeraum 150 ist von oben über eine Clampverbindung 258 und einen angeflanschten Blinddeckel 256 mit einem Belüftungsfilter 257 verbunden. Dadurch wird verhindert, dass Staub in den Probennahmeraum gelangt. Zudem ist so eine einfache Reinigung durchführbar.
Weiterhin weist der Probennahmeraum 150 einen Trichter 252 und eine Clampverbindung 254 auf. Über die Clampverbindung 254 ist der Probenbehälter 353 angeschlossen.
Vor der Probennahme befindet sich der Produktkolben 115 mit zugehöriger Probenkammer 110 in einem nicht geschwenkten Zustand (1). Durch eine Ansteuerung wird die Schwenk-Lineareinheit 125 dazu veranlasst, eine Linearbewegung des Kolbens 120 um eine Hublänge 122 durchzuführen. Dadurch gelangt der mit dem Kolben 120 verbundene Produktkolben 115 mit Probenkammer 110 in die Förderleitung 140 (siehe 2a, 3). Das fallende Granulat in der Förderleitung 140 wird von der Probenkammer 110 aufgegangen.
Nach einem Verbleib von etwa einer Sekunde veranlasst die Schwenk-Lineareinheit 125 den Kolben 120 zu einem linearen Rückführen des Produktkolbens 115. Sobald sich der Kolben 120 wieder in seiner Ursprungsposition befindet, führt der Kolben 120 eine Rotationsbewegung von 180° durch, wodurch der Produktkolben 115 ebenfalls um 180° geschwenkt wird und die mit dem Granulat gefüllte Probenkammer 110 sich in den Probennahmeraum 115 entleert (siehe 2b, 4).
Der Trichter 252 des Probennahmeraumes führt die Granulatprobe in den Probenbehälter 353. Hier verbleibt die Probe bis der Probenbehälter ersetzt wird.
Die Clampverbindungen 254, 258, 259, 123 werden gelöst, wodurch der Probennehmer leicht zu demontieren ist. Anschließend erfolgt durch einfaches Spülen und Trocknen ein Reinigen.
Statt des Probennahmebehälters 353 ist in einer alternativen Ausführungsform eine Analyseeinheit angebracht.
Bezugszeichenliste

110: Probenkammer
115: Produktkolben
120: Kolben von 125
122: Hubtiefe
123: Clampverbindung
125: Schwenk-Lineareinheit
130: Verbindung von 125 mit 115
140: Förderleitung
150: Probennahmeraum
252: Trichter
254: Clampverbindung
256: Blinddeckel
257: Belüftungsfilter
258: Clampverbindung
259: Clampverbindung
353: Probenbehälter

Claims

Probennehmer zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung (140) und/oder aus einem Behälter, wobei der Probennehmer eine Probenkammer (110) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (110) mit einer Schwenk-Lineareinheit (125) verbunden ist, sodass durch die Probenkammer (110) durch eine Linearbewegung der Schwenk-Lineareinheit in der Förderleitung die Pulver- oder Granulatprobe entnehmbar und durch eine Schwenkbewegung der Schwenk-Lineareinheit die Probekammer (110) entleerbar ist.
Probennehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Probennahmeraum (150) das Entleeren der Probekammer (110) durch die Schwenkbewegung erfolgt.
Probennehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Probennahmeraum (150) einen trichterförmigen Abschluss (252, 254) aufweist.
Probennehmer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Probennahmeraum (150) einen angeflanschten Probenbehälter (353) aufweist.
Probennehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Probennahmeraum (150) durch einen Blinddeckel (256) anflanschbar von oben verschlossen ist.
Probennehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenkammer (110) in einem Produktkolben (115) angeordnet ist.
Probennehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenk-Lineareinheit (125) mittels einer Hydraulik, Pneumatik oder elektrisch steuerbar ist.
Probennehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand der Probenkammer (110) über die das Entleeren der Probenkammer (110) erfolgt eine Abschrägung insbesondere von 45° aufweist.
Probennehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenk-Lineareinheit (125) so ausgestaltet ist, dass durch die Probenkammer (110) die Schwenkbewegung um einen Winkel von zwischen 90° und 180° durchführbar ist.
Probennehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Probennahmeraum (150) eine Analyseeinrichtung zugeordnet ist.
Verfahren zum Entnehmen von Pulver- oder Granulatproben aus einer Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnehmen automatisiert mittels einer linearrotatorischen Bewegung erfolgt.