DE102011013409A1

DE102011013409A1 - Regelungsanordnung für einen Filteransetzer und Verfahren zur Regelung der Abgabe der Prozessluft eines Filteransetzers

Info

Publication number: DE102011013409A1
Application number: DE102011013409A
Authority: DE
Inventors: Udo Kükenshöner
Original assignee: Riedel Filtertechnik GmbH
Current assignee: Riedel Filtertechnik GmbH
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: EP2497381B1; CN102726834B; PL2497381T3; CN102726834A; EP2497381A1

Abstract

Die Regelungsanordnung für einen Filteransetzer weist ein pneumatisches Fördersystem zur Beförderung von Tabakprodukten oder Tabakzwischenprodukten, insbesondere von Zigarettenabschnitten, auf. Die Prozessluft des pneumatischen Fördersystems wird in ein Abluftzentralsystem gefördert, wobei an das Abluftzentralsystem weitere Maschinen zur Zigarettenproduktion angeschlossen sind. Die Regelungsanordnung weist eine Mengenstromregelung für die in das Abluftzentralsystem geförderte Prozessluft des Fördersystems auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungsanordnung für einen Filteransetzer sowie ein Verfahren zur Regelung der Abgabe der Prozessluft eines Filteransetzers an ein Abluftzentralsystem.
Derartige Filteransetzer finden bei der Zigarettenherstellung Verwendung. Es handelt sich dabei um Maschinen, in denen strangartige Zwischenprodukte bei der Zigarettenherstellung auf Qualität geprüft und bei Bedarf mit einem Filter versehen werden. Um die Zwischenprodukte sowie die Filter und die Produkte innerhalb der Maschine zu handhaben, werden dabei in der Regel Fördersysteme eingesetzt, die darauf beruhen, dass die zu fördernden Gegenstände durch einen Unterdruck an bewegliche Teile der Fördereinrichtung angesaugt werden. Der notwendige Unterdruck wird dabei abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung und Einbindung der Maschine in den Gesamtprozess zum Einen von einem Abluftzentralsystem zur Verfügung gestellt und zum Anderen durch eine oder mehrere in die Maschine integrierte oder eine oder mehrere der Maschine zugeordnete Luftfördereinrichtungen erzeugt.
Zur Erzeugung des Unterdrucks ist es notwendig, eine gewisse Luftmenge an das Abluftzentralsystem abzugeben. Abhängig von den verschiedenen Betriebszuständen der Maschine variiert diese Luftmenge. Wird eine Maschine beispielsweise ohne Zufuhr der für die Herstellung benötigten Halbzeuge betrieben und demzufolge keine zu fördernden Gegenstände an die Fördereinrichtungen angesaugt, so ergibt sich eine deutlich größere Abluftmenge als beim regulären Betrieb der Maschine. Problematisch daran ist, dass beim Auftreten dieser Betriebszustände durch Schwankungen der von der Maschine an das Abluftzentralsystem abgegebenen Luftmenge auch andere an das Abluftzentralsystem angeschlossene Maschinen beeinflusst werden können.
Um die Luftmenge auf einem möglichst konstanten Niveau zu halten, werden daher nach dem Stand der Technik Drosselklappen zwischen dem Abluftausgang des Filteransetzers und dem Abluftzentralsystem vorgesehen, die zwischen verschiedenen, in der Regel aus Erfahrungswerten ermittelten Stellpositionen umgeschaltet werden können. So können beispielsweise Stellpositionen für Betriebszustände wie Stand-by-Betrieb, Standardbetrieb oder Betrieb im Leerlauf, d. h. ohne Zufuhr der zu verarbeitenden Zwischenprodukte, vorgesehen sein.
Nachteil ist jedoch, dass selbst wenn durch Umschalten der Drosselklappe die Beeinflussung anderer an das Abluftzentralsystem angeschlossener Maschinen im regulären Betrieb weitgehend unterbunden werden kann, beim Auftreten von Schwankungen von Prozessparametern an einem Filterdurchsetzer es zu Schwankungen der Betriebsparameter des Abluftzentralsystems kommen kann. Diese Schwankungen können Störungen weiterer angeschlossener Maschinen verursachen und im schlimmsten Fall zur Unterbrechung der gesamten Zigarettenproduktion, die an das Abluftzentral-system angeschlossen ist, führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelungsanordnung und ein Regelungsverfahren aufzuzeigen, die es ermöglichen, einen störungsfreien Weiterbetrieb anderer an ein Abluftzentralsystem angeschlossener Maschinen unabhängig von den Betriebszuständen des Zigarettenansetzers zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Regelungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Regelung der Abgabe der Prozessluft eines Filteransetzers an ein Abluftzentralsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Die Merkmale der Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Mengenstrom der Prozessluft, der von dem Filteransetzer an das Abluftzentralsystem abgegeben wird, zu regeln. Die Prozessluft, die bei der Unterdruckerzeugung in dem Fördersystem, welches dem Transport der Tabakprodukte bzw. der Tabakzwischenprodukte im Filteransetzer dient, wird – wie bei konventionellen Zigarettenherstellungsprozessen auch – aus dem Filteransetzer geleitet und in ein Abluftzentralsystem eingespeist. Dabei wird jedoch zwischen dem Prozessluftausgang des Filteransetzers und dem Eingang des Abluftzentralsystems anstelle einer einfachen Drosselklappe eine Mengenstromregelung eingebaut, die in der Lage ist, den Mengenstrom der vom Filteransetzer abgegebenen Abluft zu erfassen und aufgrund vorgegebener oder vorgebbarer Parameter auf Sollwerte bzw. Sollwertbereiche zu regeln. Eine derartige Regelung reagiert im Gegensatz zu konventionellen Lösungen selbsttätig auf sich durch Betriebsstörungen in einem Zigarettenfilteransetzer ergebende Schwankungen des von diesem abgegebenen Abluftstroms, so dass die unerwünschten Schwankungen im Abluftzentralsystem ohne manuelle Eingriffe wirksam verhindert oder zumindest gemildert werden können.
Vorzugsweise weist die Regelungsanordnung dabei eine Steuerung auf, die geeignet ist, einen Druck unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Höchstwerts zu halten, indem die Regelungscharakteristik der Mengenstromregelung sowie deren Sollwerte durch die Steuerung selbsttätig entsprechend der Anforderungen an den Höchstwert des Drucks angepasst werden. Dies ermöglicht es, sicherzustellen, dass im Fall einer Betriebszustandsänderung in einem Filteransetzer und einer erhöhten Abluftabgabe desselben infolge der Betriebszustandsänderung ein Höchstdruck im Abluftzentralsystem nicht überschritten wird. Insbesondere die Verhinderung des Überschreitens eines Höchstdrucks im Abluftzentralsystem ist relevant, wenn weitere Maschinen an das Abluftzentralsystem angeschlossen werden und Abluft in das Abluftzentralsystem abgeben sollen.
Dabei wird der unter einem Höchstwert zu erzeugende Druck vorzugsweise mit einer Druckmesseinrichtung gemessen, die im Bereich der Verzweigungen der Eingänge des Abluftzentralsystems vorgesehen ist, da dieser Druck im Bereich der Verzweigungen der Eingänge der ist, der für den Betrieb sämtlicher an das Abluftzentralsystem angeschlossenen Elemente und Maschinen von Bedeutung ist.
Das Fördersystem, welches die Abluft erzeugt, ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass es Fördereinheiten aufweist, an die die Tabakprodukte oder Tabakzwischenprodukte zu deren Beförderung durch Unterdruck angesaugt werden. Hierfür weisen die Fördereinheiten vorzugsweise luftdurchlässig gestaltete Anlageflächen auf, die vorzugsweise eine an das jeweils zu befördernde Tabakprodukt oder Tabakzwischenprodukt angepasste Kontur aufweisen. Die Tabakprodukte bzw. Tabakzwischenprodukte können so durch abwechselndes Aufschalten des Unterdrucks auf die einzelnen Fördereinheiten von der Anlagefläche der einen Fördereinheit zur Anlagefläche der nächsten Fördereinheit weitergegeben werden. Eine bevorzugte Ausbildung der Fördereinheiten ist dabei deren Konstruktion als vorzugsweise rotierende Trommeln oder trommelartige Gebilde.
Zur Förderung der Abluft der pneumatischen Fördereinrichtung des Filteransetzers sind vorzugsweise eine oder mehrere Fördereinrichtungen, beispielsweise ein oder mehrere Verdichter, vorgesehen. Ein derartiger Verdichter kann den Unterdruck in dem pneumatischen Fördersystem unter den Wert des Unterdrucks im Abluftzentralsystem absenken. Dabei kann die Fördereinrichtung insbesondere im Gehäuse des Filteransetzers integriert sein.
Um eine geeignete Richtgröße für die Regelung zu erhalten, weist die Regelungsanordnung vorzugsweise eine Messeinrichtung zur Messung des Massen- und/oder Volumenstroms auf. Sowohl Massen- als auch Volumenstrom sind geeignete Richtgrößen für eine derartige Regelung, wobei der Massenstrom den Vorteil hat, bei konstanter chemischer Zusammensetzung der geförderten Luft direkt proportional zu deren Stoffmengenstrom zu sein, jedoch kann es im Rahmen der Integration in die Regelung bzw. aufgrund der messtechnischen Gegebenheiten einfacher sein, den Volumenstrom zu ermitteln. Dieser ist zwar nicht direkt proportional zu dem Mengenstrom, erlaubt jedoch bei den vorliegenden Randbedingungen hinsichtlich Temperatur und Druckschwankungen in diesem Fall eine ausreichend genaue Regelung und kann hierdurch vorteilhaft sein.
Als Stellglied kann die Fördereinrichtung vorteilhafterweise eine Drosselklappe bzw. eine ähnliche Drosseleinrichtung als Stellglied aufweisen, alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, eine unter Umständen vorhandene, dem Filteransetzer zugeordnete Fördereinrichtungen direkt beispielsweise über eine Drehzahlregelung anzusteuern, was sich insbesondere bei der Verwendung volumetrischer Fördereinrichtung anbietet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1, die eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Regelungsanordnung in einem Zigarettenhrstellugsprozess zeigt, erläutert.
Der Filteransetzer 1 ist an das zentrale Abluftsystem 7 angeschlossen. Das Abluftzentralsystem 7 weist dabei als zentrale Elemente beispielhaft einen zentralen Filter 7b und einen an dessen Ausgang angeordneten zentralen Abluftförderer 7c auf. Im Bereich der Verzweigungen 7a vereinigen sich die Abluftströme des Filteransetzers 1 und die weiterer, nur in Form ihrer Abluftströme dargestellten Maschinen 8.
Der beispielhafte Filteransetzer 1 weist ein Fördersystem auf, welches die rotierenden Fördereinheiten 2a umfasst, an die die zu befördernden Tabakprodukte bzw. Tabakzwischenprodukte 10 durch Unterdruck angesaugt und beim Transport jeweils von der einen in die andere Fördereinrichtung übergeben werden. Die Abluft aus den einzelnen Fördereinheiten 2a wird vereinigt den Fördereinrichtungen 3 zugeführt, die hier beispielhaft im Inneren des Filteransetzers 1 angeordnet sind. Der von der Fördereinrichtung 3 in das Abluftzentralsystem 7 geförderte Abluftstrom wird durch eine erfindungsgemäße Regelungsanordnung geregelt, die beispielhaft die Messeinrichtung 4 zur Ermittlung des Prozessluftmengenstroms und die Drosseleinrichtung 5 als Stellglied aufweist. Alternativ kann die Regelung statt auf die Drosseleinrichtung 5 auch direkt auf die Luftfördereinrichtungen 3 einwirken. Vorteilhafterweise ist die Regelungsanordnung dabei derart angesteuert, dass im Bereich der Verzweigungen 7a der dahinter liegenden vereinigten Luftströme 9 bzw. dem unmittelbar zur Verzweigung 7a führenden Luftstrom 8 ein Höchstdruck nicht überschritten wird, um auch bei gravierenden Betriebszustandsänderungen im Filteransetzer 1 den reibungslosen Betrieb der weiteren an das Abluftzentralsystem angeschlossenen Maschinen 6 zu gewährleisten.

Claims

Regelungsanordnung für einen Filteransetzer (1), welcher ein pneumatisches Fördersystem (2) zur Beförderung von Tabakprodukten (10) oder Tabakzwischenprodukten (10), insbesondere Zigarettenabschnitten (10), aufweist, wobei die Prozessluft des pneumatischen Fördersystems (2) in ein Abluftzentralsystem (7) gefördert wird, wobei an das Abluftzentralsystem (7) weitere Maschinen (6) zur Zigarettenproduktion angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsanordnung eine Mengenstromregelung (4, 5) für die in das Abluftzentralsystem geförderte Prozessluft des Fördersystems aufweist.
Regelungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsanordnung eine Steuerung aufweist, die geeignet ist, einen Druck unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Höchstwerts zu halten.
Regelungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmesseinrichtung für den unter dem Höchstwert zu haltenden Druck, insbesondere im Bereich (8, 7a, 9) der Verzweigungen der Eingänge des Abluftzentralsystems (7) vorgesehen ist.
Regelungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördersystem (2) Fördereinheiten (2a) aufweist, welche über luftdurchlässig gestaltete Anlageflächen verfügen, die vorzugsweise eine an das jeweils zu befördernde Tabakprodukt (10) oder Tabakzwischenprodukt (10) angepasste Kontur aufweisen.
Regelungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Fördereinheiten (2a) um vorzugsweise rotierende Trommeln oder trommelartige Gebilde handelt.
Regelungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Förderung der Prozessluft des Fördersystems (2) in das Abluftzentralsystem (7) eine Fördereinrichtung (3) vorgesehen ist
Regelungsanordnung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (3) im Bereich des Filteransetzers (1), insbesondere in dessen Gehäuse, angeordnet ist.
Regelungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsanordnung eine Messeinrichtung (4) zur Messung des Massen und/oder Volumenstroms aufweist.
Regelungsanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsanordnung eine angesteuerte Drosseleinrichtung (5), insbesondere eine Drosselklappe, als Stellglied aufweist.
Verfahren zur Regelung der Abgabe der Prozessluft eines Filteransetzers (1), insbesondere eines Filteransetzers (1), an ein Abluftzentralsystem (7) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenstrom der, Prozessluft geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenstromregelung so angesteuert wird, dass der Mengenstrom der dem Abluftzentralsystem (7) zugeführten Luft derart begrenzt wird, dass, insbesondere im Bereich (8, 7a, 9) der Verzweigungen der Eingänge des Abluftzentralsystems (7) im Abluftzentralsystem (7) ein Druck unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Höchstwerts aufrechterhalten wird.