DE102014113280A1

DE102014113280A1 - Vorrichtung und Verfahren zum chargenweisen Entfernen von Staub aus einem Granulat

Info

Publication number: DE102014113280A1
Application number: DE102014113280.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Helios Geraetebau fuer Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: DE102014113280B4; WO2016041968A1

Abstract

Um in den üblichen Abscheidern, in denen Granulat von der Förderluft getrennt wird, diese gleichzeitig als Entstauber auszubilden, wie bisher üblich, wird nicht nur ionisiertes Gas in den Granulatbehälter eingebracht, um die elektrisch geladenen Staubteilchen hinsichtlich ihrer elektrischen Ladung zu neutralisieren, sondern es wird zusätzlich ein Fangkörper aus elektrisch leitfähigem Material in den Granulatbehälter eingebracht oder als Teil der Wandung des Granulatbehälters vorgesehen, während der Rest der Wandung des Granulatbehälters so weit als möglich aus elektrisch nicht leitendem und auch nicht elektrostatisch aufladbarem Material bestehen sollte. Vorzugsweise wird der untere Verschlussschieber für den Granulatbehälter als ein solcher Fangkörper verwendet, der aus diesem Grund vorzugsweise aus Metall besteht und darüber hinaus auch noch geerdet sein sollte, sodass sich an ihm statisch aufgeladene Staubpartikel anlagern und von dort auf einfache Art und Weise zu dem ebenfalls im Sperrschieber vorhandenen Luftauslass entweder mechanisch transportiert oder durch die dort ausströmende Saugluft dorthin gerissen werden. Zusätzlich werden frei im Raum schwebende Staubpartikel durch einen weiteren Luftauslass im oberen Bereich des Granulatbehälters abgesaugt.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft die Entfernung des unerwünschten Staubanteils an einem Granulat, insbesondere Kunststoff-Granulat.
II. Technischer Hintergrund
Vor allem in der Kunststofftechnik, aber auch in der Pharmazie- und der Lebensmitteltechnologie, müssen häufig Rohmaterialien z. B. in Form von Schüttgütern wie Granulat, Split oder Mahlgut in Rohrleitungen transportiert werden. Im Folgenden wird nur noch von Granulat gesprochen, obwohl weiterhin ebenso andere Schüttgüter z. B. ein Mahlgut darunter verstanden werden sollen.
Hierfür stehen unterschiedliche Technologien zur Verfügung. Eine der bekanntesten ist die Druckluft-Fördertechnik.
Dabei wird eine Sauglanze in den Vorratsbehälter mit Granulat eingesteckt, und zum Beispiel durch das Einblasen von Druckluft – meist mit mehr als 1 bar Überdruck – in diese Sauglanze wird in Förderrichtung eine Sogwirkung in der Sauglanze bewirkt, die das Granulat einsaugt und in die angeschlossene Rohrleitung mitreißt.
Am Zielort angekommen, muss die Transportluft vom Transportgut, also dem Granulat, wieder getrennt werden, was durch sogenannte Abscheider geschieht.
Die Transportluft wird durch ein Gitter, welches das Granulat nicht durchdringen kann und danach meist noch über einen Staubfilter zurück in die Umgebung geleitet, während das Transportgut, z. B. Granulat im Abscheider nach unten fällt und meist schwerkraftbedingt einen darunter angeordneten Verbraucher, beispielsweise einem Granulattrockner oder direkt einer Kunststoffspritzmaschine, zugeführt wird.
Ein Problem bei Granulaten und Mahlgütern, wie sie insbesondere beim Recycling von Wertstoffen anfallen, ist der darin vorhandene Staubanteil:
Der Staubanteil bereitet sowohl in der Verarbeitung Probleme, indem er beispielsweise in einer Kunststoffspritzmaschine ein anderes Aufschmelzverhalten zeigt als die regulären Granulatkörner. Des Weiteren behindert der Staub durch seine Ablagerung den Einsatz von optischen oder kapazitiven Füllstandssensoren und vor allem verstopft der Staub sehr schnell die vorhandenen Filter zum Abführen der Förderluft, so dass diese regelmäßig gereinigt oder ersetzt werden müssen.
Nicht zuletzt ist der Staubanteil abhängig vom Material und er ist auch eine ständige Explosionsgefahr, falls zündfähige Verhältnisse auftreten können.
Zunächst wäre es nahe liegend, unmittelbar beim Entnehmen des Granulates aus dem Vorratsbehälter den Staubanteil daraus zu entfernen, so dass im weiteren Förderweg die staubbedingten Probleme dann nicht mehr auftreten sollten.
Dies ist jedoch nicht ausreichend, da durch die Förderung selbst, also die Reibung der Granulatpartikel aneinander sowie an den Rohrleitungswänden etc., selbst bei einem ursprünglich staubfreien Granulat im Wege der Förderung und weiteren Handhabung wieder Staub entsteht, so dass vor allem unmittelbar vor den Verbrauchern dieser Granulate eine vollständige Entstaubung benötigt wird.
Die bisher verwendeten Abscheider, also Granulatabscheider von der Förderluft, bestehen meist aus aufrecht stehenden zylindrischen Gehäusen, in die seitlich die Saugleitung mit Granulat und Förderluft mündet.
Diese Abscheider werden meist direkt an den Verbraucher angebaut, beispielsweise auf die Spritzgussmaschine aufgesetzt, so dass das abgeschiedene Granulat von dem Abscheider direkt in die Spritzgussmaschine fallen kann. In dem Abscheider soll gleichzeitig die Entstaubung des Materials erfolgen, weil dies die Stelle unmittelbar vor dem Verbraucher ist.
Direkt am Verbraucher ist jedoch in der Regel wenig Platz vorhanden, so dass der Entstauber nur sehr geringe Abmessungen aufweisen darf, beispielsweise in der Aufsicht betrachtet eine Grundfläche von nicht mehr als 30 × 30 cm aufweisen darf, und auch die verfügbare Höhe ist meist begrenzt.
Im Deckenbereich eines solchen Abscheiders ist meist das z.B. Gitter angeordnet, durch das die Förderluft in die Umgebung oder in einen Filter entlassen wird, während diese Sperre vom Granulat nicht passiert werden kann und die Granulatkörner im Abscheider nach unten fallen und diesen durch die untere Auslassöffnung zum Verbraucher hin verlassen.
Dadurch setzt sich an dem Sieb im Deckenbereich zunehmend Staub an, bis dieser manuell oder durch Druckluft gereinigt wird oder auch von selbst herabfällt. Jedoch fällt der abgelagerte Staub dann wiederum nach unten in das Granulat und wird zusammen mit dem Granulat ebenfalls dem Verbraucher zugeführt.
Somit erfolgt nur eine Reinigung der Transportluft, weniger des Granulates.
Zusätzlich hat sich gezeigt, dass auf diese Art und Weise nur gröbere Staubpartikel mittels der abgesaugten Luft nach oben abgesaugt werden können, während der Feinstaub, also die Größenordnung eines Staubpartikels von 5 µm, besser maximal 4 µm oder auch nur maximal 1 µm, sehr viel stärker an den Granulatkörnern haftet und lediglich durch Saugluft nicht davon losgerissen wird.
Auch ein Ionisieren der dem Abscheider zugeführten Luft, um die abgesaugte Luft zu ersetzen, führt nur dazu, dass zwar ein Anteil dieses Feinstaubes nach oben abgesaugt wird, der größere Teil verbleibt jedoch anhaftend an den Granulatkörnern, auch wenn diese vor dem Absaugen ein- oder mehrfach aufgewirbelt werden mittels der eingeblasenen Luft, um einen Abstand zwischen den einzelnen Granulatkörpern zu erzeugen.
Hinzu kommt, dass die unterschiedlichen Granulate je nach Material, Korngröße und Gestalt der Granulatkörner ein sehr unterschiedlich starkes Anhaften der Staubanteile an den Granulatkörnern bewirken.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Entstauber, insbesondere integriert in einen Granulat-Abscheider, zu schaffen, der den Staubanteil weitestgehend entfernt, und zwar vor allem den Feinstaub, und die Vorrichtung so kompakt baut, dass sie auf eine Spritzgussmaschine direkt aufgesetzt werden kann und insbesondere ein Volumen von 20 dm3 nicht überschreitet.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wenn im Folgenden von Staub die Rede ist, so ist damit primär solcher Staub gemeint, dessen Partikelgröße unter 5 µm, besser unter 2 µm, besser unter 1 µm liegt. Es hat sich nun gezeigt, dass ein weitgehendes Entfernen von Staub, insbesondere auch des Feinstaubes, mit einem Verfahren möglich ist, welches unterschiedliche Maßnahmen kombiniert:
Zum einen wird ein Fangkörper, der zumindest an seiner Oberfläche aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, in den Granulatbehälter eingebracht oder wird selbst Teil der Wandung des Granulatbehälters, wobei beides vorzugsweise in der unteren Hälfte des Granulatbehälters geschieht.
Da der elektrisch leitfähige Fangkörper ein wesentlich größeres Elektronen-Reservoire darstellt als diejenigen Elektronen des positiv oder negativ statisch aufgeladenen einzelnen Staubpartikels, lagern sich offensichtlich die statisch aufgeladenen, also über eine positive oder negative elektrische Ladung verfügenden Staubpartikel an und werden dabei elektrisch neutral, indem sie entweder ihre Überschusselektronen an den Fangkörper abgeben oder bei Elektronenmangel Elektronen aus dem Reservoire des Fangkörpers entnehmen.
Dies funktioniert natürlich umso besser, je weniger andere elektrisch leitfähige Oberflächen im Granulatbehälter einschließlich der Innenseiten dessen Wandung vorhanden sind, an denen sich auf diese Art und Weise die elektrisch nicht neutralen Staubpartikel neutralisieren und anlagern können.
Auf diese Art und Weise entsteht auf dem Fangkörper, genauer gesagt auf den für die Staubpartikel im Granulatbehälter zugänglichen Oberflächenbereiche des Fangkörpers, eine Staubschicht, die dann wieder entfernt werden muss. Dies kann durch Absaugen des abgelagerten Staubes oder mechanisches Entfernen von dem Fangkörper erfolgen, wobei auch nach mechanischem Entfernen der Staub noch aus dem Granulatbehälter heraus transportiert werden muss, was entweder durch Herausnehmen des gesamten Fangkörpers geschehen kann oder wiederum durch Absaugen mittels Luft, die den mechanisch vom Fangkörper gelösten Staub mit aus dem Granulatbehälter absaugt.
Um das Elektronenpotential des Fangkörpers über die elektrisch leitfähige Masse des Fangkörpers hinaus zu vergrößern, kann der Fangkörper vorzugsweise geerdet werden, darüber hinaus empfiehlt sich die Erdung des gesamten Granulatbehälters. Wenn jedoch der Fangkörper nicht elektrisch leitend mit dem Rest des Granulatbehälters verbunden ist, sollte dieser separat geerdet werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die beschriebenen Maßnahmen alleine in der Regel noch nicht zu einer ausreichenden Entstaubung führen, wobei ja auch zu berücksichtigen ist, dass die Staubmenge und auch die Größenverteilung der Staubpartikel in dem Granulat sowie dessen elektrostatische Eigenschaften sich sehr stark voneinander unterscheiden, je nachdem, um welches Material, beispielsweise welche Kunststoffsorte, es sich handelt, welche Gestalt die Granulatkörner besitzen und wie der Anlieferungsweg der Granulatkörner in den Granulatbehälter hinein gestaltet war.
Deshalb wird zusätzlich immer versucht, einen Teil der Staubpartikel durch eine Gasströmung, die durch den Granulatbehälter hindurch verläuft, mitzureißen und aus dem Granulatbehälter zu entfernen.
Zu diesem Zweck wird das in dem Granulatbehälter vorhandene Gas, in der Regel Luft oder ein Luftgemisch, aus dem Granulatbehälter abgesaugt und zwar an unterschiedlichen Stellen:
Einmal in der unteren Hälfte, vorzugsweise nahe an dem Fangkörper und vorzugsweise am tiefsten Punkt des Granulatbehälters, und zum anderen im oberen Bereich, insbesondere am oberen Ende des Granulatbehälters.
Da die abgesaugte Gasmenge durch eine entsprechende Gaszufuhr ersetzt werden muss, um keinen Unterdruck in dem Granulatbehälter entstehen zu lassen, wird auch Gas in den Granulatbehälter eingebracht, wobei das eingebrachte Gas unmittelbar vor dem Einbringen in den Granulatbehälter ionisiert wird, sodass die Luftmoleküle eine positive oder negative Ladung besitzen.
Die ionisierten Gasmoleküle sollen innerhalb des Granulatbehälters Kontakt mit entsprechend gegensätzlich geladenen Staubpartikeln bekommen, und dadurch ihre Ladungen sich gegenseitig neutralisieren, damit die so elektrisch neutralen Staubpartikel leichter aus dem Granulatbehälter abgesaugt werden können.
Als zuzuführendes Gas kann Luft oder auch ein anderes Gas, wie etwa Stickstoff, verwendet werden.
Auch das Einströmen der ionisierten Luft erfolgt vorzugsweise in der unteren Hälfte des Granulatbehälters, vorzugsweise noch in dem Bereich, in dem normalerweise die Granulatfüllung im Granulatbehälter vorhanden ist.
Diese Maßnahme ist umso effizienter, je mehr der im Ionisator erzeugten Gasionen das Innere des Granulatbehälters erreichen, ohne ihre Ladung vorher zu neutralisieren.
Deshalb sollte zum einen der Weg vom Ionisator bis in das Innere des Granulatbehälters möglichst kurz gewählt werden und zum anderen auf diesem Weg die ionisierten Luftmoleküle nicht in Kontakt mit elektrisch leitfähigen Oberflächen gelangen. Insbesondere sollte zu diesem Zweck auch der Bereich der Innenseite des Granulatbehälters zumindest um die Mündungsöffnung für die einströmende Luft herum, vorzugsweise die gesamte Innenfläche, nicht elektrisch leitfähig sein.
Die auf diese Art und Weise elektrisch neutralisierten Staubpartikel haften nun nicht mehr aufgrund ihrer elektrostatischen Ladung an einem Granulatkorn oder auch an der Innenseite der Wandung des Granulatbehälters an, sondern schweben aufgrund der im Granulatbehälter vorhandenen Turbulenzen in dem vorhandenen Gas-Luft-Gemisch frei im Granulatbehälter und können mittels der abgesaugten Luft abtransportiert werden.
Erstaunlicherweise hat sich dabei gezeigt, dass – entgegen des physikalisch zu erwartenden Ablaufes – vor allem die größeren und schwereren Staubpartikel mittels der abgesaugten Luft nach oben abgesaugt werden können, während die kleineren Partikel des Feinstaubes eher nach unten sinken und entweder nach unten mit der Luft aus dem unteren Luftauslass abgesaugt werden oder sich an dem im unteren Bereich platzierten Fangkörper anlagern.
Auffällig ist ferner, dass sich an dem Fangkörper kaum Staubpartikel oberhalb der Größe des Feinstaubes anlagern, was eigentlich bedeuten müsste, dass die größeren Staubpartikel in einem höheren Maß mittels der ionisierten Luftmoleküle neutralisiert werden können als die Partikel des Feinstaubes, was ebenfalls in physikalischer Hinsicht nicht zu erwarten wäre.
Um die am Fangkörper angelagerten Staubpartikel besonders einfach entfernen zu können, wird die Luft vorzugsweise durch den Fangkörper hindurch abgesaugt, sodass sich also in dem Fangkörper der Luftauslass für das Absaugen im unteren Bereich befindet. Um dies am tiefsten Punkt des Granulatbehälters realisieren zu können, was die effektivste Position zu sein scheint, wird der Fangkörper selbst als Verschlusselement für die untere Auslassöffnung des Granulatbehälters, aus dem das Granulat nach unten entfernt werden kann, benutzt.
Der Fangkörper ist also z.B. als Verschlussschieber oder Verschlussklappe oder ähnliches ausgebildet und damit Teil der Wandung des Granulatbehälters.
Das Problem bei der Absaugung der Luft nach unten besteht darin, dass sich ja in dem Granulatbehälter Granulat befindet und dieses schwerkraftbedingt auf dem Boden des Granulatbehälters abgelagert ist, der ja in der Regel als Verschlusselement ausgebildet ist, um durch Öffnen das Granulat aus dem Granulatbehälter herausfallen zu lassen.
Bei aufeinander liegenden Granulatkörnern kann dazwischen befindlicher Staub jedoch schlecht abgesaugt werden, selbst wenn die Partikel des Staubes vorher elektrisch neutralisiert wurden mittels des ionisierten Gases, was jedoch immer nur bei einem Teil der Staubpartikel erreicht werden kann.
In diesem Zusammenhang ist es ja bereits bekannt, durch Einschießen von Druckluft in das abgelagerte Granulat die Granulatkörner hochzuwirbeln und dadurch auf Abstand zueinander zu bringen, sodass die im Raum turbulent strömende ionisierte z.B. Luft mit ihren Luftmolekülen sehr gut die an den Granulatkörnern noch anhaftenden, ebenfalls ionisierten, also elektrisch geladenen, Staubpartikel erreichen können.
Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass ein zu starkes Herumwirbeln der Granulatkörner je nach Material der Granulatkörner neuen Staub erzeugt durch Abrieb beim Aneinanderreiben der Granulatkörper während des Herumwirbelns.
Aus diesem Grund wird das Aufwirbeln – welches ja in mehreren zeitlich beabstandeten, kurzen Phasen erfolgt – abhängig von der Art des Materials der Granulatkörner so sanft wie möglich durchgeführt, also beispielsweise die Granulatkörper nur so wenig hochgewirbelt, dass sie nicht einmal das obere Ende des Granulatbehälters erreichen und die dort vorhandene Barriere in Form z. B. eines Siebes kontaktieren.
Das Absaugen von Gas, insbesondere Luft, aus dem Behälter über die obere Auslassöffnung kann vorzugsweise durchgängig erfolgen, also auch während des Aufwirbelns des Granulates mittels von unten oder im unteren Bereich eingeschossener Druckluft. Ebenso kann das Einströmen von ionisierter Luft permanent erfolgen, auch während der Phasen des Aufwirbelns des Granulates.
Das Absaugen von Luft aus dem unteren Luftauslass geschieht vorzugsweise nur in den Zeiträumen zwischen dem Aufwirbeln des Granulates, falls das Einschießen der Druckluft zum Aufwirbeln ebenfalls von unten erfolgt.
Falls das Einschießen von Druckluft von der Seite oder schräg von oben her erfolgt, kann auch während des Aufwirbelns des Granulates und damit während des Einschießens von Druckluft dennoch und somit vorzugsweise permanent Luft über den unteren Luftauslass abgesaugt werden.
Es hat sich ferner gezeigt, dass es das Ergebnis verbessert, wenn der am oberen Luftauslass angelegte absolute Druck höher ist als der am unteren Luftauslass angelegte absolute Druck, vorzugsweise mindestens 150 %, besser mindestens 200 %, besser mindestens 250 % des am unteren Luftauslass angelegten absoluten Druckes beträgt. Vorzugsweise wird der untere Luftauslass auch als Lufteinlass verwendet, und er wird abwechselnd einmal mit einer Überdruckquelle und einmal mit einer Unterdruckquelle eines Gases, insbesondere Luft, beaufschlagt.
Auch die Dauer der Aufwirbelungsphasen und der Absaugphasen richtet sich stark nach dem zu behandelnden Granulat.
Ein weiteres Problem der elektrostatisch aufgeladenen Staubpartikel besteht darin, dass nicht bekannt ist, ob die Staubpartikel positiv oder negativ elektrisch geladen sind. In der Regel wird eine Mischung, also sowohl positiv geladene als auch negativ geladene Staubpartikel, vorhanden sein, wobei die Verteilung wiederum je nach Art des Materials des Granulates, der Vorbehandlung, des Transportweges usw. stark schwanken kann.
Wären die Staubpartikel allesamt positiv oder allesamt negativ geladen, könnte man den Fangkörper entgegengesetzt elektrisch laden und damit das beste Ergebnis erzielen. Da dies nicht der Fall ist, kann jedoch in Erwägung gezogen werden, den Fangkörper abwechselnd positiv oder negativ elektrisch aufzuladen, oder auch zwei Fangkörper, den einen mit positiver und den anderen mit negativer elektrischer Aufladung, vorzusehen und diese elektrische Aufladung durch aktive elektrische Aufladung aufrecht zu erhalten.
In diesem Fall kann zusätzlich die Höhe der elektrischen Spannung, mittels der die elektrische Aufladung bewirkt wird, variiert werden, beispielsweise nach Art einer wellenförmigen Kurve variiert werden, die sich entweder nur im positiven oder nur im negativen Bereich bewegt oder auch von der positiven zur negativen Spannung wechselt.
Bei Bauformen, bei denen nicht nur ein Verschlusselement an der unteren Auslassöffnung für Granulat, sondern auch an der oberen Einlassöffnung für Granulat vorhanden sein muss, können beide Verschlusselemente jeweils als Fangkörper ausgebildet werden und dann insbesondere mit einer aktiv aufgebrachten, in einem Fall positiven und im anderen Fall negativen elektrischen Ladung versehen und diese aufrecht erhalten werden.
Die Vorrichtung weist insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zum chargenweisen Entfernen von Staub aus einem Granulat- unter anderem einen Granulatbehälter auf, der wie bekannt zunächst einmal eine Granulateinlassöffnung sowie eine verschließbare Granulatauslassöffnung, die sich am unteren Ende des Granulatbehälters befindet, aufweist.
Ferner weist ein gattungsgemäßer Granulatbehälter einen Lufteinlass auf, der sich im oberen Bereich, insbesondere am oberen Ende des Granulatbehälters befindet, und mindestens einen ersten Luftauslass, der auch im unteren Bereich angeordnet sein kann, wobei der Luftauslass mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht und über ein Sieb im Luftauslass, dessen Öffnungen kleiner sind als die im Granulatbehälter zurückzuhaltenden Granulatkörner, verhindert, dass Granulat mit der Luft aus dem Granulatbehälter abgesaugt werden kann.
Ferner ist es bereits bekannt, bei einer solchen Vorrichtung auch einen Ionisator vorzusehen, der entweder das in dem Granulatbehälter einzubringende Gas, vorzugsweise Luft, ionisiert, oder das bereits im Granulatbehälter vorhandene Gas und den darin vorhandenen Staub ionisiert.
Erfindungsgemäß umfasst der Granulatbehälter einen zumindest an seiner Oberfläche aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Fangkörper, der dem Anlagern von Staubpartikeln dient.
Es ist meist ein weiterer Luftauslass vorhanden, und zwar vorzugsweise eng benachbart zum Fangkörper, insbesondere im Fangkörper.
Dieser Luftauslass befindet sich – vorzugsweise ebenso wie der Fangkörper – insbesondere in der unteren Hälfte des Granulatbehälters.
Auf einfache Art und Weise kann dies erreicht werden, indem der Fangkörper wenigstens einen Teil des Verschlusselementes der unteren Granulatauslassöffnung darstellt oder insbesondere dieses Verschlusselement ist, also z. B. als Verschlussschieber oder Verschlussklappe ausgebildet ist, die die Granulatauslassöffnung verschließen kann.
Wenn der eine Luftauslass dann im Fangkörper selbst vorhanden ist, erfolgt die Luftabsaugung nach unten durch dieses Verschlusselement hindurch, an dem dann die entsprechenden Anschlüsse und Leitungen für die Verbindung mit einer Unterdruckquelle vorhanden sind.
Die gleichen Öffnungen des Luftauslasses können zum Teil auch als Lufteinlass dienen, wobei zu unterscheiden ist zwischen einem ersten Lufteinlass zum Einbringen von Druckluft, der dem Aufwirbeln des Granulates dient und einem zweiten Lufteinlass zum Einbringen des ionisierten Gases, insbesondere der ionisierten Luft, wobei an dem ersten Lufteinlass in der Regel ein höherer Überdruck anliegt als an dem zweiten Lufteinlass zum Einbringen von ionisierter Luft.
Dennoch können der erste Lufteinlass und der zweite Lufteinlass identisch sein und sowohl das ionisierte Gas, insbesondere ionisierte Luft, mit vergleichsweise geringem Überdruck einbringen gegenüber der Druckluft zum Aufwirbeln des Granulates. In der Zuführung für Druckluft zum zweiten Lufteinlass ist ein Druckregelventil vorhanden, um den benötigten Druck je nach Art des Granulates einstellen zu können, insbesondere automatisch einstellen zu können.
Bei dem Fangkörper ist es auch zu bevorzugen, dass seine dem Innenraum des Granulatbehälters zugewandte Fläche horizontal verläuft, insbesondere die nach oben gerichtete Fläche, damit der sich darauf ablagernde Staub bei zu großer Schichtdicke nicht wieder in das Granulat herabfällt.
Deshalb ist auch die Verwendung des Fangkörpers als Verschlusselement, also zum Beispiel Verschlussschieber oder Verschlussklappe, sehr vorteilhaft, weil die Granulat-Auslassöffnung ohnehin den tiefsten Punkt des Granulatbehälters darstellt und damit ein weiteres Herabfallen des abgelagerten Staubes in das Granulat nicht mehr möglich ist.
Die Entfernvorrichtung, die den am Fangkörper angelagerten Staub aus dem Granulatbehälter entfernen soll, kann ganz unterschiedlich ausgeführt sein:
Wenn der Formkörper die Funktion eines linear zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung verschiebbaren Sperrschiebers aufweist, in dessen Oberfläche in einem Bereich, der seiner Größe der unteren Granulatauslassöffnung des Granulatbehälters entspricht, Öffnungen besitzt, die als Luftauslass zum Absaugen von Luft benutzt werden können, so kann ein mechanischer Abstreifer angesetzt werden, sodass beim Öffnen des Sperrschiebers der quer über die Oberseite des Sperrschiebers verlaufende, mit diesem in Kontakt stehende Abstreifer den auf der Oberseite abgelagerten Staub zu den Luftauslässen schiebt, wo sie durch die dort ausströmende Luft mitgesaugt werden.
Um den Effekt noch zu verbessern, kann der Sperrschieber von der geschlossenen Stellung aus auch noch weiter in Schließrichtung bewegt werden, um den auf den anderen Seite der gelochten Fläche abgelagerten Staub ebenfalls noch zur gelochten Fläche zu transportieren und danach erst in Richtung geöffnete Stellung bewegt werden.
Der Abstreifer kann ein separates, als Verschleißteil, insbesondere aus Gummi oder Kunststoff bestehendes Teil sein oder es kann die Oberkante einer den Querschnitt des Sperrschiebers zumindest auf der Oberseite umgreifenden Führungskörpers für das Verschlusselement sein.
Da ein solcher Führungskörper zwar immer möglichst eng am zu führenden Gegenstand, in diesem Fall dem Verschlusselement, anliegt, aber niemals vollständig spielfrei ausgeführt werden kann, würden bei einer Größe der Staubpartikel von einem 1 µm und weniger, was kleiner ist als das zu erwartende Spiel zwischen Verschlusselement und seinem Führungskörper, unter dem Führungskörper hindurch gelangen und damit auf dem Fangkörper verbleiben. Dies ist sogar dann möglich, wenn als Abstreifer ein separater, gummiähnlicher oder jedenfalls elastischer Abstreifer gewählt wird.
Als Alternative oder auch ergänzend zu einem mechanischen Abstreifer können mit Druckluft beaufschlagbare Reinigungsdüsen verwendet werden, die den Staub vom Fangkörper entfernen, allerdings nicht zurück in den Granulatbehälter wirbeln sollen.
Deshalb sind solche Reinigungsdüsen vorzugsweise im Führungskörper für den Sperrschieber angeordnet, und erzeugen in dem als Spiel vorhandenen Abstand zwischen Sperrschieber und Führungskörper zum einen einen Überdruck, was das Eindringen von Staub in diesen Zwischenraum verhindert. Auch beim Bewegen des Sperrschiebers als Verschlusselement in den Führungskörper hinein vermeidet dies das Eindringen von angelagertem Staub in diesen Abstand, indem dieser Staub dann aus dem spaltförmigen Abstand hinaus gedrückt wird in Richtung der Luftauslässe auf der Oberseite des Sperrschiebers und dort mit abgesaugt wird.
Alternativ können diese Reinigungsdüsen natürlich auch im Fangkörper angeordnet sein und gegen den Führungskörper gerichtet sein. In beiden Fällen ist eine schräge Ausrichtung der Reinigungsdüsen in Richtung der unteren Granulatauslassöffnung des Granulatbehälters empfehlenswert.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist auch der erste Lufteinlass für Druckluft zum Aufwirbeln des Granulates im Fangkörper angeordnet.
Dieser erste Lufteinlass kann identisch mit dem ersten Luftauslass ausgebildet sein und vorzugsweise eine größere Anzahl von Öffnungen besitzen, insbesondere als Sieb im Fangkörper, der gleichzeitig der Sperrschieber ist, ausgebildet sein. In der Oberseite des Sperrschiebers sind also eine Vielzahl von Öffnungen, von denen alle wechselweise als erster Lufteinlass oder als erster Luftauslass verwendet werden können.
Ebenso kann ein Teil dieser Öffnungen mit einer Überdruckquelle in Verbindung stehen und den ersten Lufteinlass darstellen und ein anderer Teil dieser Öffnungen mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehen und als erster Luftauslass dienen.
Der zweite Lufteinlass zum Einblasen von ionisiertem Gas, insbesondere ionisierter Luft, befindet sich in der Regel in der seitlichen Wandung des Granulatbehälters, wobei der Ionisator außen auf der seitlichen Wandung des Granulatbehälters sitzt, damit der Weg für die ionisierten Luftmoleküle vom Ionisator ins Innere des Granulatbehälters möglichst kurz ist.
Die Leitung dorthin ist zumindest auf der Innenseite elektrisch nicht leitend, und besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Ebenso besteht zumindest der Bereich der Wandung um die Mündung des ersten Lufteinlasses herum auf ihrer Innenseite aus elektrisch nicht leitfähigem Material, vorzugsweise besteht die gesamte umgebende Wandung des Granulatbehälters aus elektrisch nicht leitendem und/oder elektrostatisch sich nur schlecht aufladendem Material, beispielsweise aus Glas, was den zusätzlichen Vorteil hat, dass die Vorgänge im Inneren des Granulatbehälters gut einsehbar sind.
So sollte der Großteil der Innenseite der Wandung des Granulatbehälters, beispielsweise die gesamten Umfangswände, zumindest auf ihrer Innenseite aus elektrostatisch nicht aufladbarem Material bestehen, wie etwa Glas, und vorzugsweise sollten auch die den Boden und die Decke des Granulatbehälters darstellenden Wandungen aus einem solchen Material bestehen, es sei denn, sie dienen absichtlich als Fangkörper, beispielsweise als unterer Verschlussschieber.
Auch der obere Granulateinlass in den Granulatbehälter kann – abhängig von der Bauform der Vorrichtung – verschließbar sein, beispielsweise wiederum mittels eines Verschlussschiebers.
In diesem Fall kann auch dieser obere Verschlussschieber nach unten in der Verschlussstellung zum Granulatbehälter hin offene Luftauslassöffnungen, nämlich den zweiten Luftauslass, aufweisen, sodass die Luft nach oben durch den in der Schließstellung befindlichen oberen Sperrschieber hindurch abgesaugt werden kann als erstem Luftauslass.
Damit sich an dem Fangkörper vor allem die noch positiv oder negativ elektrisch geladenen Partikel des vor allem Feinstaubes anlagern, ist der Fangkörper elektrisch geerdet – wobei vorzugsweise der gesamte Granulatbehälter elektrisch geerdet ist, vorzugsweise jedoch der Fangkörper nicht elektrisch leitend mit den elektrisch leitenden Teilen des Granulatbehälters verbunden ist. Oder der Fangkörper ist aktiv elektrostatisch aufgeladen, und weist einen Elektronenüberschuss oder Elektronenmangel auf, der aufrecht halten wird mittels einer elektrischen Spannungsquelle.
Für die Funktion als Fangkörper ist wichtig, dass dieser Fangkörper ein im Vergleich zu dem Ladungsüberschuss oder Ladungsmangel eines oder auch aller im Granulatbehälter enthaltener Staub-Partikel ein sehr viel größeres Elektronenpotential besitzt, auch wenn der Fangkörper nicht statisch aufgeladen ist, also elektrisch neutral ist und weder einen Elektronenüberschuss noch einen Elektronenmangel besitzt. Dann kann nämlich ein Staubpartikel ein oder mehrere Überschusselektronen an das riesige Elektronenpotential des Fangkörper abgeben, wodurch dessen elektrische Gesamtladung nur äußerst geringfügig unneutral wird, vor allem, da auch Staubpartikel mit einem Elektronenmangel sich gleichzeitig oder geringfügig zeitversetzt die benötigten Elektronen wieder aus dem Fangkörper holen.
Dies ist in aller Regel erfüllt, wenn die Masse des elektrisch leitfähigen Materials des Fangkörpers wesentlich größer ist als die Masse des Staubanteils im Granulatbehälter, wenn dieser sogar vollständig mit Granulat gefüllt wäre, was für die chargenweise Bearbeitung aber im regulären Betrieb niemals erreicht wird. Wenn die Masse des elektrisch leitfähigen Materials mindestens um den Faktor 100, besser um den Faktor 1000 größer ist als die Masse des Staubanteils im vollständig gefüllten Granulatbehälter, werden dadurch in aller Regel auch automatisch die zuvor beschriebenen Bedingungen hinsichtlich Elektronenüberschuss und Elektronenmangel erfüllt.
Aus diesem Grund empfiehlt sich vor allem bei einem nicht geerdeten Fangkörper, den Fangkörper nicht nur oberflächlich, sondern insgesamt aus elektrisch leitfähigem Material herzustellen, und bei der Verwendung als Sperrschieber beispielsweise wesentlich dicker auszugestalten, als es lediglich für die Funktion als Sperrschieber notwendig wäre.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1a–d: die Entstaubungsvorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen im vertikalen Teilschnitt,
2a–e: den Verschluss am unteren Ende des Granulatbehälters sowie den dabei verwendeten Sperrschieber in vergrößerter Darstellung,
3a–d: eine gesamte Förder- und Entstaubungsanlage unter Verwendung der Entstaubungsvorrichtung gemäß der 1a–d in verschiedenen Betriebszuständen.
Anhand der 1a wird zunächst der Aufbau der erfindungsgemäßen Entstaubungsvorrichtung 1 beschrieben:
Über die Förderleitung 15 wird mittels Förderluft 3 Granulat 4 in den Granulatbehälter 9 eingebracht, wobei das Granulat 4 auch Staubpartikel 11 enthält.
Die Förderleitung 15 erstreckt sich durch die Wandung des Granulatbehälters 9 in diesen hinein, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.
Unter anderem die in dem Granulatbehälter 9 eingebrachte Förderluft 3 wird aus dem Granulatbehälter 9 nach oben über die Staubleitung 20 abgesaugt, wobei die Saugwirkung erzielt wird mit Hilfe einer Ejektor-Druckluftdüse 21, die im Anfangsbereich der Staubleitung 20 angeordnet ist.
Das Granulat 4 kann jedoch nicht in die Staubleitung 20 gelangen, da zwischen Granulatbehälter 9 und Staubleitung 20 ein Sieb 5a angeordnet ist, welches in diesem Fall das obere, ansonsten offene, Ende des Granulatbehälters 9, die eventuelle zweite Luftauslassöffnung 18b, verschließt, und dessen Öffnungen kleiner sind als die Körner des Granulates 4.
Der Granulatbehälter 9 ist in seinem unteren Bereich sich konisch nach unten verjüngend ausgebildet, was jedoch für die vorliegende Erfindung unwesentlich ist.
Das untere offene Ende des Granulatbehälters 9, also die Granulat-Auslassöffnung 25, kann von einem in Bewegungsrichtung 30 hin und her verfahrbaren Sperrschieber 27 wahlweise geöffnet und geschlossen werden, der einerseits eine Durchgangsöffnung von oben nach unten in der Größe der Granulatauslassöffnung 25 besitzt und andererseits einen zumindest für Granulatkörner des Granulats 4 undurchlässigen Oberflächenbereich.
Befindet sich der Sperrschieber 27, der von einem Pneumatikzylinder 33 hin und her bewegt wird, gesteuert von einer nicht dargestellten, erst in den 3a–d dargestellten Steuerung 22, so fällt das im Granulatbehälter 9 befindliche Granulat durch die Granulatauslassöffnung 25 z.B. in den darunter befindlichen Granulat-Endbehälter 14, der jedoch nicht bei allen Anwendungen benötigt wird.
Sowohl am Granulatbehälter 9 als auch am Granulatendbehälter 14 ist an der Außenseite ein Füllstandssensor 19a, 19b befestigt, um den momentanen Füllstand in dem jeweiligen Behälter zu überwachen.
Der in 1a in der geschlossenen Stellung dargestellte Sperrschieber 27 ist in seiner Oberseite, die sich unter der Granulatauslassöffnung 25 befindet, mit Durchgangsöffnungen von der Oberseite des Sperrschiebers 27 in einen Hohlraum darunter ausgestattet, und dies ist insbesondere als Sieb 5a ausgebildet. Das Sieb 5a ist insbesondere als separates Bauteil hergestellt und in dem Sperrschieber 27 angeordnet, wobei in beiden Fällen die Durchgangsöffnungen von oben nach unten wiederum kleiner sind als die Granulatkörner des Granulates 4.
Der Hohlraum unter den Durchgangsöffnungen steht einerseits mit einer Druckluftleitung 26, die zum Sperrschieber 27 führt, in Verbindung und andererseits mit einer Saugleitung 31, die mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht.
In der geschlossenen Stellung des Sperrschiebers 27, wie in 1a dargestellt, kann also durch das Sieb 5a Druckluft über die Druckluftleitung 26 in den Granulatbehälter 9 hinein eingebracht werden oder das im Granulatbehälter 9 enthaltene Gas, insbesondere Luft oder ein Gasgemisch, über die Saugleitung 31 abgesaugt werden.
Der Sperrschieber 27 ist in diesem Fall in einer Führung 10 geführt, der sich auch auf der Oberseite des Sperrschiebers 27 – abseits des Granulatbehälters – über dessen gesamte Breite hinweg erstreckt. Dadurch fungiert die der Oberseite des Sperrschieber 27 benachbarte, quer zur Bewegungsrichtung 30 verlaufende Kante 13 der Führung 10 als Abstreifer für auf der Oberseite des Sperrschiebers 27 abgelagerten Staub, und bei einem Bewegen nach rechts über die Schließstellung hinaus auch die gegenüberliegende Kante.
In den 2c, d und e ist der Sperrschieber 27 perspektivisch, von oben und im vertikalen Längsschnitt dargestellt. Dabei ist das in die Oberseite des Sperrschiebers 27 eingelassene Sieb 5a zu erkennen und beabstandet daneben die Durchgangsöffnung 27a, die von oben nach unten durchgeht und ebenfalls mindetens die Größe der unteren Granulatauslassöffnung 25 des Granulatbehälters 9 hat.
2d und e zeigt auch die Anschlüsse für die Druckluftleitung 26 einerseits und für die Saugleitung 31 andererseits, die beide in der quer zur Bewegungsrichtung stehenden Stirnfläche des Sperrschiebers 27 münden.
In der vergrößerten Darstellung der 2d ist ferner die den Sperrschieber 27 auf der Oberseite und Unterseite und natürlich auch seitlich führende Führung 10 dargestellt, die in dem oberen Teil und dem unteren Teil der Führung 10 je eine fluchtende, vertikale Durchgangsöffnung zum Hindurchfallen des Granulats besitzen, wenn der Sperrschieber 27 in die geöffnete Stellung verschoben ist, also mit seiner Durchgangsöffnung 27a zu diesen Durchgangsöffnunge in der Führung 10 fluchtet.
In dem oberhalb des Sperrschiebers 27 angeordneten Teil dieser Führung 10 sind an der Unterseite, benachbart zur Durchgangsöffnung in diesem oberen Teil der Führung 10, Reinigungsdüsen 28 vorgesehen, und zwar insbesondere schräg in Richtung der Durchgangsöffnung in der Führung 10 gerichtet, so dass aus den Reinigungsdüsen 28 ausströmende Druckluft im Spalt zwischen dem oberen Teil der Führung 10 und dem Sperrschieber 27 abgelagerten Staub in Richtung der Durchgangsöffnung in der Führung 10 pressen und damit in der in 2d dargestellten geschlossenen Lage des Sperrschiebers 27 zu dem Sieb 5a hin, über welches der Staub dann über die Saugleitung 31 abgesaugt werden kann. Auch verhindern diese Reinigungsdüsen 28, dass überhaupt Staub in den Spalt zwischen dem oberen Teil der Führung 10 und dem Sperrschieber 27 eintritt.
Die 2a, b zeigen den Sperrschieber 27 in der geöffneten Stellung, in der die Durchgangsöffnung 27a mit der Granulatauslassöffnung 25 und einer entsprechenden Durchgangsöffnung in der Oberseite der umgebenden Führung 10 fluchtet und in 2b in der geschlossenen Stellung, in der sich das Sieb 5a des Sperrschiebers 27 unter der Granulatauslassöffnung 25 und den entsprechenden Durchlässen von oben nach unten in der Führung 10 befindet.
Wie bereits anhand von 1a erläutert, wird der Sperrschieber 27 mittels eines Pneumatikzylinders 33 als Antrieb in Bewegungsrichtung 30 hin und her bewegt zwischen diesen beiden Stellungen.
In 2a und b ist ferner die Saugleitung 31 dargestellt, die in einer Ejektordruckluftdüse 21 als Unterdruckquelle mündet, und die Luft durch einen Schalldämpfer 2 saugt, und die Luft der Umgebung zuzuführen. Die Druckluftleitung 26 befindet sich in Blickrichtung hinter der Saugleitung 31 und ist hier nicht zu erkennen.
Die Entstaubungsvorrichtung 1 gemäß der 1a bis 1d, die ja gleichzeitig ein Granulatabscheider ist, einschließlich der in den 2a, b dargestellten Baugruppen ist in den 3a bis d als komplette Einheit zum Fördern, Staubabscheiden und Granulatabscheiden dargestellt. Die vorhandenen Baugruppen werden anhand der 3a wie folgt erläutert:
Wie bereits anhand 1a erläutert, wird die Luft aus dem Granulatbehälter 9 abgesaugt mittels einer am oberen Ende des Granulatbehälters 9 ansetzenden Staubleitung 20, die in einem Staubsammelbehälter 12 endet, dessen Auslass von einem Filter 36 gebildet wird, der den gröberen Staub 11 zurückhält, wenn die über die Staubleitung 20 herangeführte Förderluft 3 den Staubsammelbehälter 12 über einen Abluft-Kamin 35 verlässt. Der Staubsammelbehälter 12 ist hier als Fass ausgebildet, in dessen dicht aufgesetztem Deckel der Filter 36 in einer Auslassöffnung eingesetzt ist.
Die im Granulatbehälter mündende Förderleitung 15 für heran zu transportierendes Granulat wird aus einem Vorratsbehälter 7, der hier ebenfalls als Fass dargestellt ist und das Granulat 4 bevorratet, gespeist, indem die in dem Vorratsbehälter 7 endende Förderleitung 15 als Sauglanze 16 ausgebildet ist, und mittels des Unterdrucks in der Förderleitung 15 das Granulat 4 aus dem Vorratsbehälter 7 ansaugt.
Links im Bild ist schematisch einerseits die Steuerung 22 dargestellt, als schematisches Viereck, die gleichzeitig auch eine Druckluftquelle 17 umfasst, von der aus alle Druckluft benötigenden Komponenten wie Druckluftejektordüsen 21, Pneumatikzylinder 33, Ionisator 29 und das pneumatisch betriebene Sperrventil 6 für die Förderleitung 15 mit Druckluft versorgt werden. Die Steuerung 22 ihrerseits steht über elektrische Leitungen mit den Füllstandssensoren 19a, b, der Druckluftquelle 17 und dem Ionisator 29 in Wirkverbindung.
Die Funktionszustände der 1a–d für die Entstaubungsvorrichtung 1 alleine entsprechen den Funktionszuständen der 3a–d für die gesamte Anlage, sodass die einzelnen Funktionszustände wie folgt beschrieben werden können:
Gemäß der 1a und 3a ist zunächst dargestellt, auf welche Art und Weise der Granulatbehälter 9 mit einer definierten Menge des Granulates 4 aus dem Vorratsbehälter 7 gefüllt wird:
Hierfür befindet sich der Sperrschieber 27 in der geschlossenen Position, und in der Förderleitung 15 liegt Förderluft 3 an, sodass Granulat 4 aus der Granulateinlassöffnung 23 in den Granulatbehälter 9 fällt und die Förderluft durch das obere Sieb 5b und die Staubleitung 20 – mittels des durch die Ejektordruckluftdüse 21 über dem Sieb 5a erzeugten Unterdrucks – abgesaugt wird und im Staubsammelbehälter 12 gefiltert wird, bevor sie über den Abluftkamin 35 in die Umgebung gelangt.
Bei diesem Absaugen der Förderluft 3 über die Staubleitung 20 wird im Granulatbehälter 9 ein Teil des freischwebenden, vor allem des gröberen, Staubes 11 bereits mit abgesaugt.
Um den an den einzelnen Granulatkörnern des Granulates 4 elektrostatisch anhaftenden Staub 11 aus dem Granulatbehälter 9 zu entfernen, wird die im Granulatbehälter 9 befindliche Charge an Granulat 4 wie folgt behandelt:
Zum einen wird mittels des Ionisators 29 ionisierte Luft, die unter Überdruck steht, an den zweiten Lufteinlassöffnungen 24b in den Granulatbehälter 9 eingebracht, in diesem Fall auf drei unterschiedlichen Höhen über die Höhe des Granulatbehälters 9 verteilt.
Dadurch sollen die an den Granulatpartikeln elektrostatisch haftenden Staubpartikel durch Kontakt mit den Luftionen elektrisch neutralisiert werden und sich leichter von den Granulatpartikeln lösen, um aus dem Granulatbehälter 9 abgesaugt werden zu können.
Zu diesem Zweck wird weiterhin – wie in 1b und 3b dargestellt – durch die untere, erste Lufteinlassöffnung 24a, die sich im Sperrschieber 27 befindet, Druckluft von unten in das im Granulatbehälter 9 abgelagerte Granulat 4 eingeschossen, und dadurch das Granulat 4 etwas aufgewirbelt, wobei der Druck so gewählt wird, dass – abhängig vom zu behandelnden Granulat 4 – die Granulatkörner wenn möglich nicht das obere Sieb 5a erreichen, um gegenseitige Reibung der Granulatkörner möglichst zu vermeiden.
Das Einblasen von Druckluft erfolgt nur kurzfristig. Über die obere Staubleitung 20 wird beim Füllen des Granulatbehälters 9 automatisch Luft abgesaugt, da dort die Ejektor-Drruckluftdüse 21 angeordnet ist, die den Unterdruck im Granulatbehälter 9 erzeugt, durch den das Granulat in den Granulatbehälter 9 gesaugt wird. Vorzugsweise wird jedoch auch sonst über die obere Staubleitung 20 Luft abgesaugt.
Dabei ist das Sperrventil 6 geschlossen, und somit die Förderleitung 15 nahe des Granulatbehälters 9 verschlossen, sodass beim Hochwirbeln kein Granulat in die Förderleitung 15 in nennenswertem Umfang eindringen kann.
Zwischen den Aufwirbelungsvorgängen wird gemäß 1c und 3c über die untere zweite Luftauslassöffnung 18b, nämlich wiederum über das Sieb 5b im Sperrschieber 27, Luft abgesaugt über die Saugleitung 31, um den im abgelagerten Granulat vorhandenen Staub nach unten wegzusaugen.
Das Einspeisen von Luft über die zweiten Lufteinlassöffnungen 24b wird dabei vorzugsweise fortgesetzt. Auch das Absaugen von Luft nach oben über die Staubleitung 20 wird dabei vorzugsweise fortgesetzt, allerdings mit einem geringeren Unterdruck als nach unten, kann während dessen jedoch auch unterbrochen werden, indem die Druckluftejektordüse 21 nicht mit Druckluft beaufschlagt wird.
Nach ausreichendem Entstauben, also mehrfacher Wiederholung des Aufwirbelns und des insbesondere periodischen Absaugens von Luft nach unten durch den Sperrschieber 27, erfolgt das Entleeren des Granulatbehälters 9 gemäß der 1d und 3d in den darunter befindlichen Granulat-Endbehälter 14:
Zu diesem Zweck muss lediglich der Sperrschieber 27 in diesem Fall nach links in seine geöffnete Stellung verfahren werden, in der seine Durchgangsöffnung 27a mit der unteren Granulatauslassöffnung 25 des Granulatbehälters 9 fluchtet, sodass das Granulat 4 aus dem Granulatbehälter 9 nach unten in den Granulatendbehälter 14 fallen kann.
Beim Verfahren des Sperrschiebers 27 in die geöffnete Stellung wird mittels der auf der Oberseite des Sperrschiebers 27 aufliegenden Kante 13 der Führung 10, die sich quer über den Sperrschieber 27 erstreckt, darauf abgelagerter Staub zum Sieb 5a geschoben, während sich dieses unter der Kante 13 hindurchbewegt. Da gleichzeitig das Absaugen von Luft durch den Sperrschieber 27 hindurch mittels der Saugleitung 31 fortgesetzt wird, wird dieser Staub dabei durch das Sieb 5a in die Saugleitung 31 eingesaugt und abtransportiert wird.
Während dieses Vorganges wird vorzugsweise das Einbringen von ionisierter Luft mittels des Ionisators 29 fortgesetzt, aber das Absaugen von Luft über die obere Staubleitung 20 vorzugsweise beendet.
Bezugszeichenliste

a: immer unten
b: immer oben
1: Entstaubungsvorrichtung
2: Schalldämpfer
3: Förderluft
4: Granulat
5a, b: Sieb
6: Sperrventil
7: Vorratsbehälter
8: Fangkörper
9: Granulat-Behälter
9a: Innenraum
10: Führung
11: Staub, Staubpartikel
12: Staub-Sammelbehälter
13: Kante, Abstreifer
14: Granulat-Endbehälter
15: Förderleitung
16: Sauglanze
17: Druckluftquelle
18a, b: Luft-Auslassöffnung
19a, b: Füllstandssensor
20: Staubleitung
21: Ejektor-Druckluftdüse
22: Steuerung
23: Granulat-Einlassöffnung
24a, b: Lufteinlassöffnung
25: Granulat-Auslassöffnung
26: Druckluftleitung
27: Verschlusschieber
28: Druckluftdüse
29: Ionisator
30: Bewegungsrichtung
31: Saugleitung
32: Leitung
33: Pneumatikzylinder
34: ionisiertes Gas
35: Abluftkamin
36: Filter

Claims

Entstaubungs-Vorrichtung (1) zum chargenweisen Entfernen von Staub (11) aus einem Granulat (4), das sich in einem Granulatbehälter (9) befindet, der aufweist – eine Granulat-Einlassöffnung (23) für das Granulat (4), – wenigstens eine erste Luft-Einlassöffnung (24a) für Luft im unteren Bereich, die mit einer Druckluftquelle (17) in Verbindung steht, – eine durch ein Verschluss-Element verschließbare Granulat-Auslassöffnung (25) am unteren Ende des Granulatbehälters (9), – einen Ionisator (29), der entweder in den Granulatbehälter (9) einströmendes Gas, insbesondere Luft, ionisiert oder das bereits im Granulatbehälter (9) vorhandene Gas und den darin vorhandenen Staub ionisiert, dadurch gekennzeichnet, dass – der Granulatbehälter (9) einen zumindest an seiner dem Inneren des Granulatbehälters (9) zugewandten Oberfläche elektrisch leitfähigen Fangkörper (8) zum Anlagern des Staubes (11) umfasst, – eine mit Unterdruck beaufschlagbare erste Luft-Auslassöffnung (18a) eng benachbart zum Fangkörper (8), insbesondere im Fangkörper (8), angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Fangkörper (8) wenigstens ein Teil des Verschluss-Elementes ist, insbesondere das Verschlusselement ist, und/oder – wenigstens eine zweite Luft-Auslassöffnung (18b), die mit Unterdruck beaufschlagbar ist, sich insbesondere am oberen Ende des Granulatbehälters (9) befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Luft-Einlassöffnung (24a) im Fangkörper (8) angeordnet ist und insbesondere identisch mit der ersten Luft-Auslassöffnung (18a) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Luft-Einlassöffnung (24a) und/oder die erste Luft-Auslassöffnung (18a) in dem Bereich des Verschlusselementes angeordnet ist, der in der Schließstellung des Verschlusselementes Bestandteil der Wandung des Granulatbehälters (9) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fangkörper (8) – entweder elektrisch geerdet ist oder – elektrostatisch aktiv aufgeladen ist und einen Elektronenüberschuss oder Elektronenmangel aufweist, der mittels einer Spannungsquelle aufrechterhalten wird
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des elektrisch leitfähigen Materials des Fangkörpers (8) wesentlich größer ist als die Masse des Staubes (11) im Granulatbehälter (9), wenn dieser mit Granulat (4) gefüllt ist, insbesondere mindestens um den Faktor 100, besser um den Faktor 1000, größer ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronenpotenzial des elektrisch leitfähigen Materials des Fangkörpers (8) einschließlich der damit elektrisch leitend verbundenen Teile wesentlich größer ist als das Elektronenpotenzial des im Granulatbehälter (9) maximal enthaltenen Granulats (4) einschließlich des Staubes (11).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement ein Verschluss-Schieber (27) ist und insbesondere – entweder die Entfern-Vorrichtung eine quer zur Bewegungsrichtung des Verschluss-Schiebers (27) verlaufende Kante (13) der Führung (10) für den Verschluss-Schieber (27) ist, die sich insbesondere über dessen gesamte Breite hinweg erstreckt und als Abstreifer wirkt auf der dem Innenraum (9a) des Granulatsbehälters (9) zugewandten Seite, – oder die Entfernvorrichtung aus Druckluftdüsen (28) in der Führung (10) für den Verschluss-Schieber (27) bestehen, die gegen die Außenfläche des Verschluss-Schiebers (27) und in Richtung zur unteren Granulat-Auslassöffnung (25) des Granulatsbehälters (9) gerichtet sind, – oder Beides kombiniert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das ionisierte Gas (34) über möglichst kurze Leitungen (32), deren Innenfläche elektrisch nicht leitend ist, in den Granulatbehälter (9) geführt wird und insbesondere der Ionisator (29) auf der Außenseite der Wandung des Granulatbehälters (9) angeordnet ist und wenigstens der Bereich der Wandung um den zweiten Lufteinlass (24b) für die ionisierte Luft im Granulatbehälter (9) elektrisch nicht leitend ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Innenseite der Wandung des Granulatsbehälters (9) zu einem möglichst großen Anteil aus elektrisch nicht leitendem Material, insbesondere aus sich elektrostatisch nicht oder schlecht aufladbarem Material besteht, insbesondere aus Glas, und zwar insbesondere über mindestens 50 %, besser mindestens 70 %, besser mindestens 80 % der Innenfläche.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement der Granulateinlassöffnung (23) ebenfalls als Fangkörper (8) ausgebildet ist.
Verfahren zum chargenweisen Entfernen von Staub aus einem Granulat, welches sich in einem Granulatbehälter (9) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass – ein zumindest an seiner Oberfläche elektrisch leitfähiger Fangkörper (8) zum Anlagern des Staubes in die insbesondere untere Hälfte des Granulatbehälters (9) eingebracht wird oder zu einem Teil der Wandung des Granulatbehälters (9) gemacht wird und – der sich an dem Fangkörper (8) anlagernde Staub (11) entfernt, insbesondere zusammen mit dem Gas nahe an dem Fangkörper (8) aus dem Granulatbehälter (9) abgesaugt wird und/oder mechanisch vom Fangkörper (8) entfernt wird, – Gas, insbesondere Luft, in den Granulatbehälter (9) eingebracht wird und ein Teil der eingebrachten Luft unmittelbar vor dem Einbringen in den Granulatbehälter (9) ionisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gas aus dem Granulatbehälter (9) sowohl im oberen Bereich, insbesondere vom oberen Ende des Granulatbehälter (9) aus, abgesaugt wird als auch in der unteren Hälfte nahe an dem Fangkörper (8) aus dem Granulatbehälter (9) abgesaugt wird, und/oder – der Staub durch den Fangkörper (8) hindurch abgesaugt wird und insbesondere der Fangkörper (8) als Verschlusselement der unteren Auslassöffnung (25) des Granulatbehälters (9) für das Granulat (4) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der an der oberen zweiten Auslassöffnung (18b) angelegte Unterdruck geringer gewählt wird als der beim Absaugen an der unteren ersten Auslassöffnung (18a) angelegte Unterdruck.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Luft in den Granulatbehälter (9) eingebracht wird und dadurch das Granulat (4) im Granulatbehälter (9) aufgewirbelt wird, insbesondere nur so gering aufgewirbelt wird, dass die Granulat-Körner nicht die obere zweite Luft-Auslassöffnung (18b) erreichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen von Luft und das Absaugen von Luft über die erste Luft-Auslassöffnung (18a) abwechselnd durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fangkörper (8) elektrisch geerdet wird oder elektrostatisch aktiv aufgeladen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die als Sieb (5a) ausgebildete erste Lufteinlassöffnung (18a) und/oder untere Luft-Auslassöffnung (24a) als Fangkörper (8) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aktiven elektrostatischen Aufladung des Fangkörper (8) zwischen positiver und negativer Aufladung abgewechselt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spannung der elektrostatischen Aufladung des Fangkörpers (8) variiert wird, insbesondere automatisch variiert wird, insbesondere abhängig von der Stärke der elektrostatischen Aufladung des Granulates (4) und/oder des Staubes (11).