DE102020118396A1

DE102020118396A1 - Vakuumanordnung, Verfahren, Steuervorrichtung, nichtflüchtiges Speichermedium und Verwenden einer Borstenwalze zum Transportieren von Schüttgut in einem Vakuum

Info

Publication number: DE102020118396A1
Application number: DE102020118396.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Hentschel; Maik Vieluf
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Vakuumanordnung (100) aufweisen: eine Vakuumkammer (802); eine erste Schleusenvorrichtung (102a) und eine zweite Schleusenvorrichtung (102b), von denen jede Schleusenvorrichtung (102a), 102b) zwei Vakuumventile und zwischen diese gekoppelt eine Schleusenkammer aufweist, eine Schüttgutweiche (104), welche eingerichtet ist, einen Führungspfad (111) zum Führen von Schüttgut zwischen mehreren Zuständen umzuschalten, von denen: ein erster Zustand aus der Vakuumkammer (802) zu der ersten Schleusenvorrichtung (102a) hin führt; und ein zweiter Zustand aus der Vakuumkammer (802) zu der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) hin führt.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Vakuumanordnung, ein Verfahren, eine Steuervorrichtung, ein nichtflüchtiges Speichermedium und ein Verwenden einer Borstenwalze zum Transportieren von Schüttgut in einem Vakuum.
Im Allgemeinen kann ein Festkörper, z.B. dessen Oberfläche, beschichtet werden, um diesen funktionell zu verändern (auch als Funktionalisieren bezeichnet), d.h. dessen Eigenschaften zu verändern. Funktionalisierte Festkörper, wie beispielsweise Partikel (auch als Feststoffpartikel bezeichnet), finden beispielsweise Anwendung in verschiedensten technischen Gebieten, wie unter anderem zur Herstellung einer Batterie, beispielsweise vom Typ der Lithium-Ionen-Batterie, aber auch in einer Brennstoffzelle (PEM), z.B. für Rußpartikel (Graphit), die mit Platin beschichtet als Katalysator dienen. In größeren Mengen werden Feststoffpartikel nicht einzeln sondern in Ansammlung als Schüttgut bereitgestellt, z.B. als Ansammlung mehrerer Kilogramm oder Tonnen von Feststoffpartikeln.
Das Funktionalisieren der Feststoffpartikel kann besonders effektiv unter Vakuum erfolgen. Dabei ist es nötig, die Feststoffpartikel vom atmosphärischen Druck auf Vakuum zu bringen (auch als Einschleusen bezeichnet), was beispielsweise mittels einer Schleuse erfolgen kann. Nach dem Prozessieren ist es ebenso nötig, die Feststoffpartikel wieder auf atmosphärischen Druck zu bringen (auch als Ausschleusen bezeichnet), was wiederum mittels einer Schleuse erfolgen kann.
Bei größeren Festkörpern, wie Glasscheiben oder Wafern, kann das Konzept des Einschleusens auch auf das Ausschleusen übertragen werden, d.h. beide Vorgänge lassen sich grundlegend mittels derselben Schleuse durchführen. Soll der Durchsatz erhöht werden kommen bei In-Line Anlagen beispielsweise immer größere Schleusen zum Einsatz, die beispielsweise zwei oder drei Glasscheiben gleichzeitig ausschleusen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass sich dies nicht ohne weiteres auf Schüttgut übertragen lässt. Anschaulich wurde erkannt, dass das Schüttgut empfindlicher ist gegenüber Veränderungen seiner Umwelt ist, so dass für das Einschleusen und das Ausschleusen voneinander verschiedene Umstände berücksichtigt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass herkömmliche Konzepte zum Ausschleusen von Festkörpern, wie sie beispielsweise für einzelne Glasscheiben angewandt werden, das Schüttgut stark belasten, insbesondere wenn ein hoher Durchsatz erreicht werden soll. Anschaulich reagiert das Schüttgut empfindlich auf die Druckveränderung beim Einschleusen und beim Ausschleusen. Während beim Einschleusen das Schüttgut dazu neigt, von dem Gasstrom erfasst und mittransportiert zu werden, so dass dieses verloren geht, neigt das Schüttgut beim Ausschleusen hingegen dazu, verdichtet zu werden.
Hinsichtlich der Neigung zur Verdichtung wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass zwischen den Bestandteilen des Schüttguts (auch als Partikel bezeichnet) viele untereinander verbundene Hohlräume gebildet sind, welche sich nur langsam mit Gas füllen lassen. Dieser Widerstand gegen das Durchdringen mit Gas übt Druck auf das Schüttgut aus, welcher das Schüttgut verdichtet. Dieser Widerstand wird üblicherweise dadurch weiter erhöht, dass das Schüttgut beim Ausschleusen in einem Behälter angeordnet wird, d.h. mit 5 von 6 Seiten an einer Behälterwand anliegt, was die Oberfläche, an der Gas ins Schüttguts strömen kann, verringert und die zu überbrückenden Strömungspfade innerhalb des Schüttguts verlängert. Dieser Widerstand wird üblicherweise auch dadurch weiter erhöht, dass das Ausschleusen möglichst schnell erfolgt, um den Durchsatz zu erhöhen, was die Zeit, in der das Schüttgut von Gas durchdrungen werden kann, noch weiter verringert.
Hinsichtlich der Neigung zur Verdichtung wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass die Partikel (auch als Feststoffpartikel bezeichnet) des Schüttguts nach dem Prozessieren eine veränderte Oberfläche aufweisen, welche im Vakuum gebildet wurde. Wird diese Oberfläche nun beim Ausschleusen von der atmosphärischen Zusammensetzung, der Druckerhöhung und dem Kontakt benachbarter Feststoffpartikel angeregt, können sich Bindungen oder Adhäsionskräfte bilden, welche die Feststoffpartikel verklumpen, was auch als Koagulation (Flockung) bezeichnet wird. Dieses Verklumpen macht die Feststoffpartikel unter Umständen unbrauchbar und begünstigt deren Verdichtung weiter.
Hinsichtlich der Neigung zur Verdichtung wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass das Schüttgut beim Ausschleusen in einem Behälter angeordnet ist, so dass sich eine gewisse Schütthohe ergibt. Dabei pressen die obenliegenden Bestandteile des Schüttguts die untenliegenden Bestandteile des Schüttguts zusammen aufgrund ihrer Gewichtskraft (auch als Selbstverdichtung bezeichnet). Dieser Vorgang wird üblicherweise dadurch begünstigt, dass üblicherweise möglichst viel Schüttgut in dem Behälter angeordnet wird bzw. der Behälter möglichst groß gewählt wird, um den Durchsatz zu erhöhen.
Hinsichtlich der Neigung zur Verdichtung wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass das Ausschleusen getaktet erfolgt, was dazu führt, dass das Schüttgut zwischengelagert werden muss, bis der nächste Takt beginnt. Das somit in Ruhe befindliche Schüttgut hat Zeit, sich zu setzen, Bindungen zu bilden, und dabei zu verdichten.
Hinsichtlich der Neigung zur Verdichtung wurde gemäß verschiedenen Ausführungsformen erkannt, dass beim Zwischenlagern von Feststoffpartikeln, z.B. wenn deren Transport gestoppt wird, um diese später weiter zu transportieren, viel größere Kräfte auf die Feststoffpartikel wirken, als wenn der Transport kontinuierliche wäre. Anschaulich werden die Feststoffpartikel beim Aufstauen verlangsamt und beim nachfolgenden Weitertransport wieder beschleunigt. Dieses Verlangsamen und Beschleunigen erhöht die Kraft, mit der die Feststoffpartikel gegeneinander gedrückt werden, und verdichtet diese somit.
Diesen, die Neigung zur Verdichtung begünstigenden Umständen, wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen zumindest teilweise entgegengewirkt. Die gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellte Vakuumanordnung, das Verfahren, die Steuervorrichtung, das nichtflüchtiges Speichermedium und das Verwenden der Borstenwalze zum Transportieren von Schüttgut in dem Vakuum erreichen anschaulich, dass das Schüttgut weniger stark belastet wird, wenn eine Vergrößerung des Durchsatzes erfolgt. Beispielsweise wird die Neigung zur Verdichtung bei der Vergrößerung des Durchsatzes gehemmt.
Anschaulich wird eine Schüttgutweiche verwendet, um den Transport des Schüttguts auf mehrere Schleusen aufzuteilen, die das Ausschleusen nacheinander durchführen. Diese parallel zueinander arbeitenden Schleusen erreichen dabei einerseits, dass kleinere Mengen des Schüttguts dem Ausschleusen unterzogen werden. Diese geringere Menge an Schüttgut lässt sich schneller mit Gas durchsetzen, so dass sich die Frequenz, mit der das Ausschleusen erfolgt, vergrößern lässt. Diese geringere Menge an Schüttgut erzeugt ferner eine geringere Selbstverdichtung. Diese parallel zueinander arbeitenden Schleusen erreichen dabei andererseits, dass das Schüttgut nicht notwendigerweise zwischengelagert werden muss, so dass dieses weniger Zeit in Ruhe verbringt und damit weniger Gelegenheit zum Verdichten hat.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Bürstenwalze zum Transport der Feststoffpartikel verwendet werden, was die Feststoffpartikel beim Transport in die Schleuse auflockert bzw. weniger verdichtet. Anschaulich können die einzelnen Borsten der Bürstenwalze leichter durch das Schüttgut hindurch gleiten und mischen dieses dadurch beständig, so dass das Schüttgut auch weniger Zeit in Ruhe verbringt. Anschaulich kann das Schüttgut teilweise zwischen den einzelnen Borsten hindurch rutschen, was die Kraft auf die Feststoffpartikel und damit die Kraft, mit denen diese gegeneinander gedrückt werden, verringert.
Es zeigen

1, 7 und 14 jeweils eine Vakuumanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
2 eine Schleusenvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
3 bis 6 jeweils eine Schüttgutweiche gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
8 und 9 jeweils eine Bürstenwalze gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
10 eine Transportvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht;
11 und 12 jeweils eine Gelenkkupplung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht; und
13A bis 13C jeweils weitere exemplarische Implementierungen des Weichenmechanismus gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „gekoppelt“ oder „Kopplung“ im Sinne einer (z.B. mechanischen, hydrostatischen, thermischen und/oder elektrischen), z.B. direkten oder indirekten, Verbindung und/oder Wechselwirkung verstanden werden. Mehrere Elemente können beispielsweise entlang einer Wechselwirkungskette miteinander gekoppelt sein, entlang welcher die Wechselwirkung ausgetauscht werden kann, z.B. ein Fluid (dann auch als fluidleitend gekoppelt bezeichnet). Beispielsweise können zwei miteinander gekoppelte Elemente eine Wechselwirkung miteinander austauschen, z.B. eine mechanische, hydrostatische, thermische und/oder elektrische Wechselwirkung. Eine Kopplung mehrerer Vakuumkomponenten (z.B. Ventilen, Pumpen, Kammern, usw.) miteinander kann aufweisen, dass diese fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann „gekuppelt“ im Sinne einer mechanischen (z.B. körperlichen bzw. physikalischen) Kopplung verstanden werden, z.B. mittels eines direkten körperlichen Kontakts. Eine Kupplung kann eingerichtet sein, eine mechanische Wechselwirkung (z.B. Kraft, Drehmoment, etc.) zu übertragen.
Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung eines Systems verstanden werden. Dabei kann der momentane Zustand des Systems (auch als Ist-Zustand bezeichnet) gemäß einer Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung des Systems durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße (z.B. die Vorgabe) in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen vorwärts gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (Rückführung). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen. Der Zustand des Systems (auch als Arbeitspunkt bezeichnet) kann von einer oder mehr als einer Regelgröße des Systems repräsentiert werden, deren Ist-Wert den Ist-Zustand des Systems und deren Soll-Wert (auch als Führungswert bezeichnet) den Soll-Zustand des Systems repräsentiert. Bei einer Regelung wird ein Ist-Zustand des Systems (z.B. basierend auf einer Messung ermittelt) mit dem Soll-Zustand des Systems verglichen und die eine oder mehr als eine Regelgröße mittels einer entsprechenden Stellgröße (unter Verwendung eines Stellglieds) derart beeinflusst, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand des Systems minimiert wird.
Im Rahmen dieser Beschreibung können Partikel (auch als Feststoffpartikel bezeichnet) als Körper verstanden werden (anschaulich Körner), welche einen Feststoff aufweisen oder daraus gebildet sind, d.h. in einem festen Aggregatzustand vorliegende Materie (wobei die Materie mehrere Atome und/oder Moleküle aufweisen kann). Eine Vielzahl von Partikeln kann anschaulich als lose Anhäufung (auch als Schüttgut, Gemenge oder Konglomerat bezeichnet), d.h. vereinzelt, vorliegen, z.B. als Granulat (z.B. Pulver). Die Partikel können eine Ausdehnung (anschaulich Partikelgröße) größer als 5 nm (Nanometer) aufweisen, z.B. größer als 0,1 µm (Mikrometer) und/oder kleiner als 1 mm (Millimeter), z.B. in einem Bereich von ungefähr 10 nm bis ungefähr 500 µm oder in einem Bereich von ungefähr 0,1 µm bis ungefähr 1 mm. Die Partikelgröße eines einzelnen Partikels kann anschaulich dem Durchmesser einer Kugel entsprechen, welche das Volumen des Partikels aufweist. Die Partikelgröße bezogen auf eine Vielzahl von Partikeln kann der über die einzelnen Partikel geeignet gemittelten Partikelgröße entsprechen. Im Folgenden wird vereinfacht unter anderem auf ein einzelnes Partikel Bezug genommen. Das Beschriebene kann in Analogie für jedes Partikel der Vielzahl von Partikeln (vereinfacht auch nur als Partikel als bezeichnet) gelten und andersherum. Zwei oder mehr Partikel können je nach Fortschritt ihrer Prozessierung einzeln (d.h. voneinander separiert) oder aneinanderhaftend (auch als Partikelcluster bezeichnet) vorliegen. Beispielsweise kann das Beschriebene auch in Analogie für jeden Partikelcluster der Vielzahl von Partikeln gelten. Es müssen allerdings nicht notwendigerweise alle Partikel, die dem Prozessieren zugeführt werden, auch prozessiert werden. Manche Partikel können auf dem Weg anschaulich auch verloren gehen (anschaulich Verlust), beispielsweise wenn Partikel mit durch die Vakuumpumpen hindurch in dem Abluftfilter landen.
Mittels einer Beschichtungsvorrichtung kann ein Partikel beschichtet werden, so dass das Partikel von einer Schicht (auch als Partikelbeschichtung bezeichnet) aus einem sogenannten Beschichtungsmaterial umgeben (z.B. eingehüllt) wird, wobei viele beschichtete Partikel wieder als Konglomerat (d.h. vereinzelt) vorliegen können. Im Allgemeinen können sich mehrere Partikel untereinander und/oder von dem Beschichtungsmaterial in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden und/oder zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall, ein Übergangsmetall, ein Oxid (z.B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid), ein Dielektrikum, ein organisches oder anorganisches Polymer (z.B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer), ein Oxinitrid, ein Nitrid, ein Karbid, eine Keramik, ein Halbmetall (z.B. Kohlenstoff), ein Perowskit, ein Glas oder glasartiges Material (z.B. ein sulfidisches Glas oder ein superionisches Glas), ein Halbleiter, ein Halbleiteroxid, ein halborganisches Material und/oder ein organisches Material. Der Kohlenstoff kann beispielsweise in einer Kohlenstoffkonfiguration vorliegen, z.B. als Graphit oder als nano-kristalliner amorpher Kohlenstoff. Beispielsweise können die Partikel zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Feststoffelektrolyt, Borsäure oder ein Sulfid (wie beispielsweise Li₂S) oder eine andere Verbindung.
Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Metall, ein Übergangsmetall, ein Oxid (z.B. ein Metalloxid oder ein Übergangsmetalloxid), ein Dielektrikum, ein organisches oder anorganisches Polymer (z.B. ein Kohlenstoff-basiertes Polymer oder ein Silizium-basiertes Polymer), ein Oxinitrid, ein Nitrid, ein Karbid, eine Keramik, ein Halbmetall (z.B. Kohlenstoff), ein Perowskit, ein Glas oder glasartiges Material (z.B. ein sulfidisches Glas oder ein superionisches Glas), ein Halbleiter, ein Halbleiteroxid, ein halborganisches Material und/oder ein organisches Material. Der Kohlenstoff kann beispielsweise in einer Kohlenstoffkonfiguration vorliegen, z.B. als Graphit oder als nano-kristalliner amorpher Kohlenstoff. Beispielsweise kann das Beschichtungsmaterial zumindest ein Material der folgenden Materialien aufweisen oder daraus gebildet sein: ein Feststoffelektrolyt, Borsäure oder ein Sulfid (wie beispielsweise Li₂S) oder eine andere Verbindung.
Der Begriff „Stellglied“ (auch als Aktuator oder Aktor bezeichnet) kann als eine Komponente verstanden werden, die zum Beeinflussen eines Mechanismus oder eines Prozesses in Antwort auf ein Ansteuern eingerichtet ist. Der Aktuator kann ein Ansteuern in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur umsetzen. Der Aktuator kann beispielsweise von einer Steuervorrichtung ausgegebene Anweisungen (das sogenannte Ansteuern) in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck oder Temperatur umsetzen. Der Aktuator, z.B. ein elektromechanischer Umsetzer, kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf ein Ansteuern elektrische Energie in mechanische Energie (z.B. durch Bewegung) zu überführen.
Der Begriff „Steuervorrichtung“ kann als jede Art einer Logik implementierenden Entität verstanden werden, die beispielsweise eine Verschaltung und/oder einen Prozessor aufweisen kann, welche Software ausführen kann, die in einem Speichermedium, in einer Firmware oder in einer Kombination davon gespeichert ist, und darauf basierend Anweisungen ausgeben kann. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise mittels Codesegmenten (z.B. Software) konfiguriert sein, um den Betrieb eines Systems (z.B. seines Arbeitspunkts), z.B. einer Maschine oder einer Anlage, z.B. zumindest seiner kinematischen Kette, zu steuern. Die Anweisungen können mittels eines elektrischen Signals übertragen werden, beispielsweise digital oder analog kodiert. Die kodierten Anweisungen können dem Signal beispielsweise überlagert sein oder werden.
1 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die Vakuumanordnung 100 weist eine Vakuumkammer 802 (auch als Prozessierkammer bezeichnet), eine oder mehr als eine Schleusenvorrichtung 102a, z.B. zwei Schleusenvorrichtungen 102a, 102b, und eine Schüttgutweiche 104 auf.
Die eine oder mehr als eine Schleusenvorrichtung 102a, 102b weist eine erste Schleusenvorrichtung 102a und/oder ein zweite Schleusenvorrichtung 102b auf.
Schüttgut, das in der Prozessierkammer 802 angeordnet ist, kann der Schüttgutweiche 104 zugeführt werden, z.B. mittels eines Eingangs der Schüttgutweiche 104. Die Schüttgutweiche 104 ist eingerichtet, einen Führungspfad 111 für das Schüttgut, welches der Schüttgutweiche 104 zugeführt wird, bereitzustellen. Die Schüttgutweiche 104 ist eingerichtet, den Führungspfad 111 zwischen mehreren Zuständen umzuschalten 101.
In einem ersten Zustand der Schüttgutweiche 104 (auch als erster Weichenzustand bezeichnet) kann der Führungspfad 111 (dann auch als erster Führungspfad bezeichnet) von einem Eingang der Schüttgutweiche 104 zu der ersten Schleusenvorrichtung 102a hin führen. Dies erreicht, dass der Schüttgutweiche 104 zugeführtes Schüttgut weiter der ersten Schleusenvorrichtung 102a zugeführt wird. Beispielsweise kann in dem ersten Zustand der Schüttgutweiche 104 der ersten Schleusenvorrichtung 102a mehr Schüttgut zugeführt werden als der zweiten Schleusenvorrichtung 102b.
In einem zweiten Zustand der Schüttgutweiche 104 (auch als zweiter Weichenzustand bezeichnet) kann der Führungspfad 111 (dann auch als zweiter Führungspfad bezeichnet) von einem Eingang der Schüttgutweiche 104 zu der zweiten Schleusenvorrichtung 102b hin führen. Dies erreicht, dass der Schüttgutweiche 104 zugeführtes Schüttgut weiter der zweiten Schleusenvorrichtung 102b zugeführt wird. Beispielsweise kann in dem zweiten Zustand der Schüttgutweiche 104 der zweiten Schleusenvorrichtung 102b mehr Schüttgut zugeführt werden als der ersten Schleusenvorrichtung 102a.
Beispielsweise kann in dem zweiten Weichenzustand der zweiten Schleusenvorrichtung 102b mehr Schüttgut zugeführt werden als in dem ersten Weichenzustand. Beispielsweise kann der zweiten Schleusenvorrichtung 102b in dem ersten Weichenzustand im Wesentlichen kein Schüttgut zugeführt werden bzw. kann der zweiten Schleusenvorrichtung 102b in dem zweiten Weichenzustand der Schüttgutweiche 104 im Wesentlichen alles von der Schüttgutweiche 104 aufgenommene Schüttgut zugeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann in dem ersten Weichenzustand der ersten Schleusenvorrichtung 102a mehr Schüttgut zugeführt werden als in dem zweiten Weichenzustand. Beispielsweise kann der ersten Schleusenvorrichtung 102a in dem zweiten Zustand der Schüttgutweiche 104 im Wesentlichen kein Schüttgut zugeführt werden bzw. kann der ersten Schleusenvorrichtung 102a in dem ersten Zustand der Schüttgutweiche 104 im Wesentlichen alles von der Schüttgutweiche 104 aufgenommene Schüttgut zugeführt werden.
Es kann hierin verstanden werden, dass grundsätzlich jegliche Bewegung des Schüttgutes optional zusätzlich mit Vibration auch im Ultraschallbereich angeregt (z.B. unterstützt) werden kann, beispielsweise mittels verschiedener Frequenzen und/oder Amplituden. Dazu kann an der entsprechenden Stelle, der eine Ultraschallquelle angeordnet sein.
Die Prozessierkammer 802 kann eine Vakuumkammer aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Prozessierkammer 802 ist derart eingerichtet, dass in deren Inneren ein Vakuum bereitgestellt werden kann. Dazu kann die Prozessierkammer 802 mit einem Gastransfersystem 804 (aufweisend zumindest eine Grobvakuumpumpe und optional zumindest eine Hochvakuumpumpe) gekoppelt sein. Das Gastransfersystem 804 kann eingerichtet sein, der Prozessierkammer 802 Gas zu entziehen, so dass darin ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) bereitgestellt sein oder werden kann, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum oder weniger, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum). Der Druck in der Prozessierkammer 802 bzw. der Druck, in dem das Prozessieren des Schüttguts erfolgt, wird nachfolgend auch als Arbeitsdruck bezeichnet.
Beispielsweise kann in der Prozessierkammer 802 ein Vakuumprozess durchgeführt werden, mittels dem das Schüttgut bearbeitet werden kann. Dazu kann in der Prozessierkammer 802 einen oder mehr als einen Prozessiervorrichtung angeordnet sein, mittels welcher der Vakuumprozess durchgeführt wird, z.B. eine Beschichtungsvorrichtung.
Der Vakuumprozess kann beispielsweise eingerichtet sein, den Bestandteilen des Schüttguts (auch als Feststoffpartikel bezeichnet) Material hinzuzufügen, Material zu entziehen und/oder die Feststoffpartikel (chemisch und/oder physisch) zu modifizieren. Beispiele für den Vakuumprozess weisen auf: ein Beschichtungsprozess, ein Erwärmungsprozess, ein Ätzprozess, ein Vereinzelungsprozess, ein Umwandlungsprozess.
Die erste Schleusenvorrichtung 102a und die zweite Schleusenvorrichtung 102b können auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schüttgutweiche 104 angeordnet sein. Alternativ können die erste Schleusenvorrichtung 102a und die zweite Schleusenvorrichtung 102b auf derselben Seiten der Schüttgutweiche 104 angeordnet sein.
2 veranschaulicht eine Schleusenvorrichtungen 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, z.B. die erste Schleusenvorrichtung 102a und/oder die zweite Schleusenvorrichtung 102b. Die Schleusenvorrichtungen 200 kann zwei Vakuumventile 202 (auch als eingangsseitiges Vakuumventil 202 und ausgangsseitiges Vakuumventil 202 bezeichnet) und eine diese miteinander koppelnde Schleusenkammer 204 (auch als Zwischentank oder Zwischenkammer bezeichnet) aufweisen. Die zwei Vakuumventile 202 können mittels der Schleusenkammer 204 fluidleitend miteinander gekoppelt sein.
Das eingangsseitige Vakuumventil 202 kann mit der Schüttgutweiche gekoppelt sein, z.B. fluidleitend. Das ausgangsseitige Vakuumventil 202 kann mit der Umgebung der Vakuumanordnung 100 gekoppelt sein, z.B. fluidleitend. Die Umgebung der Vakuumanordnung 100 kann beispielsweise atmosphärischen Druck (auch als Luftdruck bezeichnet) und/oder atmosphärische Zusammensetzung (auch als Luft bezeichnet) aufweisen, die an dem ausgangsseitigen Vakuumventil 202 anliegen.
Jedes der Vakuumventile 202 kann derart eingerichtet sein, dass durch dieses hindurch das Schüttgut geführt werden kann, wenn dieses geöffnet ist. Mit anderen Worten kann jedes der Vakuumventile 202 Schüttgut-durchlässig eingerichtet sein. Beispiele für jedes der Vakuumventile 202 weisen auf: ein Kugelhahn oder ein Quetschventil.
Jedes der Vakuumventile 202 kann derart eingerichtet sein, dass dieses vakuumdicht abdichtet, wenn dieses geschlossen ist. Der Kugelhahn ist beispielsweise besonders unempfindlich gegenüber Verschmutzungen durch die Feststoffpartikel und dichtet daher sehr gut ab.
Die Schleusenkammer 204 kann eine Vakuumkammer aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Schleusenkammer 204 ist derart eingerichtet, dass in deren Inneren ein Vakuum bereitgestellt werden kann. Dazu kann die Schleusenkammer 204 mit einem Gastransfersystem 804 (aufweisend zumindest eine Grobvakuumpumpe und optional zumindest eine Hochvakuumpumpe) gekoppelt sein. Das Gastransfersystem 804 kann eingerichtet sein, der Schleusenkammer 204 Gas zu entziehen, so dass darin ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) bereitgestellt sein oder werden kann, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum oder weniger, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum).
Im Betrieb der Schleusenvorrichtung 200 können deren Komponenten (z.B. die zwei Vakuumventile 202 und/oder deren Kopplung zum Gastransfersystem 804) gemäß einer Schleusensequenz angesteuert werden, z.B. mittels einer Steuervorrichtung.
Die Steuervorrichtung kann beispielsweise mit einem oder mehr als einem Sensor gekoppelt sein, auf dessen Grundlage die Steuervorrichtung das Ansteuern der Komponenten vornimmt. Beispiele für Sensoren der Schleusenvorrichtungen 200 weisen auf: einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in der Schleusenkammer 204, einen Füllstandssensor zum Erfassen eines Füllstandes in der Schleusenkammer 204 (z.B. einen Radarsensor).
Der Füllstand kann anschaulich die Menge an Schüttgut repräsentieren, der in der Schleusenkammer 204 angeordnet ist.
Die Schleusensequenz kann mehrere Phasen aufweisen, wie nachfolgend erläutert wird.
Eine erste Phase der Schleusensequenz weist auf, dass ein erstes Vakuumventil der zwei Vakuumventile 202 (auch als eingangsseitiges Vakuumventil 202 bezeichnet) geöffnet ist und ein zweites Vakuumventil der zwei Vakuumventile 202 (auch als ausgangsseitiges Vakuumventil 202 bezeichnet) geschlossen ist. In der ersten Phase der Schleusensequenz kann der Schleusenvorrichtung 200 beispielsweise das Schüttgut mittels der Schüttgutweiche 104 zugeführt werden, beispielsweise indem diese gemäß der Schleusensequenz angesteuert wird. Das zugeführte Schüttgut kann von der Schleusenkammer 204 durch das eingangsseitige Vakuumventil 202 hindurch aufgenommen werden.
Eine zweite Phase (auch als Belüftungsphase bezeichnet) der Schleusensequenz weist auf, dass das eingangsseitige Vakuumventil 202 geschlossen ist und dass das ausgangsseitige Vakuumventil 202 geschlossen ist, z.B. wenn das Schüttgut in der Schleusenkammer 204 angeordnet ist und/oder wenn der Füllstand der Schleusenkammer 204 ein Voll-Kriterium erfüllt. In der zweite Phase der Schleusensequenz kann der Schleusenvorrichtung 200 Gas zugeführt werden (auch als Belüften bezeichnet), beispielsweise indem das Gastransfersystem 804 gemäß der Schleusensequenz angesteuert wird. Das Zuführen von Gas kann beispielsweise erfolgen, bis in der Schleusenkammer 204 atmosphärischer Druck herrscht, z.B. bis das in der Schleusenkammer 204 angeordnete Schüttgut atmosphärischem Druck ausgesetzt ist.
Eine dritte Phase der Schleusensequenz weist auf, dass das eingangsseitige Vakuumventil 202 geschlossen ist und dass das ausgangsseitige Vakuumventil 202 geöffnet ist. In der dritten Phase der Schleusensequenz kann die Schleusenvorrichtung 200 beispielsweise das Schüttgut abgeben. Das abgegebene Schüttgut kann von der Schleusenkammer 204 durch das ausgangsseitige Vakuumventil 202 hindurch abgegeben werden. Das Abgeben kann beispielsweise gravitationsgetrieben erfolgen, d.h. dass das Schüttgut herausfällt. Alternativ oder zusätzlich kann das Abgeben druckgetrieben erfolgen, z.B. indem Gas aus der Schleusenkammer 204 entweicht und das Schüttgut mitnimmt.
Eine vierte Phase der Schleusensequenz weist auf, dass das eingangsseitige Vakuumventil 202 geschlossen ist und dass das ausgangsseitige Vakuumventil 202 geschlossen ist. In der vierten Phase der Schleusensequenz kann der Schleusenvorrichtung 200 Gas entzogen werden (auch als Abpumpen bezeichnet), beispielsweise indem das Gastransfersystem 804 gemäß der Schleusensequenz angesteuert wird. Das Entziehen von Gas kann beispielsweise erfolgen, bis in der Schleusenkammer 204 ein Vakuum herrscht, z.B. bis das Innere das Schleusenkammer 204 im Wesentlichen auf den Arbeitsdruck gebracht ist (z.B. weniger als 1 mbar davon abweichend).
Die erste Schleusenvorrichtungen 102a kann in der ersten Phase der Schleusensequenz sein, wenn die Schüttgutweiche 104 in dem ersten Weichenzustand ist, d.h. wenn der Führungspfad 111 von der Prozessierkammer 802 zu der ersten Schleusenvorrichtung 102a hin führt. Die erste Schleusenvorrichtungen 102a kann in der zweiten Phase der Schleusensequenz, danach in der dritten Phase der Schleusensequenz und danach in der vierten Phase der Schleusensequenz sein (auch als zweite bis vierte Phase durchlaufen bezeichnet), wenn die Schüttgutweiche 104 in dem zweiten Weichenzustand ist, d.h. wenn der Führungspfad 111 von der Prozessierkammer 802 zu der zweiten Schleusenvorrichtung 102b hin führt.
Die zweite Schleusenvorrichtungen 102b kann in der ersten Phase der Schleusensequenz sein, wenn die Schüttgutweiche 104 in dem zweiten Weichenzustand ist, d.h. wenn der Führungspfad 111 von der Prozessierkammer 802 zu der zweiten Schleusenvorrichtung 102a hin führt. Die zweite Schleusenvorrichtungen 102b kann in der zweiten Phase der Schleusensequenz, danach in der dritten Phase der Schleusensequenz und danach in der vierten Phase der Schleusensequenz sein, wenn die Schüttgutweiche 104 in dem ersten Weichenzustand ist, d.h. wenn der Führungspfad 111 von der Prozessierkammer 802 zu der ersten Schleusenvorrichtung 102a hin führt.
Die erste Schleusenvorrichtungen 102a und die zweite Schleusenvorrichtungen 102b können optional im Gegentakt angesteuert sein oder werden. Der Gegentakt weist auf, dass die erste Schleusenvorrichtungen 102a in der ersten Phase ihrer Schleusensequenz ist, wenn die zweite Schleusenvorrichtungen 102b die zweite bis vierte Phase ihrer Schleusensequenz durchläuft; und dass die zweite Schleusenvorrichtungen 102b in der ersten Phase ihrer Schleusensequenz ist, wenn die erste Schleusenvorrichtungen 102a die zweite bis vierte Phase ihrer Schleusensequenz durchläuft.
Nachfolgend werden zunächst exemplarische Implementierungen der Schüttgutweiche 104 erläutert.
3 veranschaulicht die Schüttgutweiche 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 300 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Die Schüttgutweiche 104 weist einen Weichenmechanismus 306 auf, mittels welchem Einfluss auf den Verlauf des Führungspfads 111 genommen werden kann.
Grundsätzlich kann die Schüttgutweiche 104 eine von der Prozessierkammer verschiedene Vakuumkammer (auch als Weichenkammer bezeichnet) aufweisen, in welcher der Weichenmechanismus 306 angeordnet ist (auch als separate Schüttgutweiche 104 bezeichnet). Dies erhöht die Modularität und erleichtert so das Umrüsten.
Der Weichenmechanismus 306 kann allerdings auch in der Prozessierkammer 802 selbst angeordnet sein oder werden (auch als integrierte Schüttgutweiche 104 bezeichnet), z.B. bodenseitig der Prozessierkammer 802, z.B. in einer Auffangwanne der Prozessierkammer 802. Beispielsweise kann die Prozessierkammer 802 bodenseitig einen Trichter aufweisen, welcher dem Weichenmechanismus 306 das Schüttgut zuführt. Ist der Weichenmechanismus 306 in der Prozessierkammer 802 angeordnet, kann eine separate Weichenkammer weggelassen werden. Dies vereinfacht die Konstruktion und den Betrieb.
Hierin kann verstanden werden, dass das für die integrierte Schüttgutweiche 104 Beschriebene in Analogie für die separate Schüttgutweiche 104 gelten kann und andersherum.
Die Schüttgutweiche 104 weist einen Eingang 302, einen ersten Ausgang 304a und einen zweiten Ausgang 304b auf. Der erste Ausgang 304a kann fluidleitend mit der ersten Schleusenvorrichtung 102a gekoppelt sein, z.B. mit deren eingangsseitigen Vakuumventil 202 (auch als erstes eingangsseitiges Vakuumventil bezeichnet). Der zweite Ausgang 304b kann fluidleitend mit der zweiten Schleusenvorrichtung 102b gekoppelt sein, z.B. mit deren eingangsseitigen Vakuumventil 202 (auch als zweites eingangsseitiges Vakuumventil bezeichnet). Der erste Ausgang 304a und/oder der zweite Ausgang 304b können jeweils einen Flansch aufweisen, mittels dessen diese mit der jeweiligen Schleusenvorrichtung gekuppelt sind.
Im Fall der separaten Schüttgutweiche 104 kann der Eingang 302 mit der Prozessierkammer 802 gekoppelt sein. Der Eingang 302 kann dann einen Flansch aufweisen, mittels dessen die separate Schüttgutweiche 104 mit der Prozessierkammer 802 gekuppelt ist. Im Fall der integrierten Schüttgutweiche 104 kann der Eingang 302 beispielsweise mittels des Trichters der Prozessierkammer 802 bereitgestellt sein.
Die Schüttgutweiche 104 kann einen Aktor (z.B. einen elektrischen Motor) aufweisen, welcher eingerichtet ist, den Weichenmechanismus 306 zu betätigen. Der Aktor kann beispielsweise einen elektromechanischen Wandler aufweisen, d.h. einen Wandler, der eingerichtet ist, elektrische Leistung in mechanische Leistung zu überführen. Die mechanische Leistung kann beispielsweise abgegeben werden mittels eines Drehmoments und/oder mittels einer Bewegung.
Der Weichenmechanismus 306 kann mittels der Steuervorrichtung umgeschaltet sein oder werden, z.B. indem die Steuervorrichtung den Aktor ansteuert. Das Umschalten des Weichenmechanismus 306 kann beispielsweise gemäß der Schleusensequenz und/oder auf Grundlage eines oder mehr als eines Sensors erfolgen. Beispiele für Sensoren der Schüttgutweiche 104 weisen auf: einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in der Schleusenkammer, einen Füllstandssensor zum Erfassen eines Füllstandes in der Schleusenkammer (z.B. einen Radarsensor).
Der Weichenmechanismus 306 kann beispielsweise in einem ersten Weichenzustand sein, wenn die erste Schleusenvorrichtung 102a in der ersten Phase ihrer Schleusensequenz ist. Der Weichenmechanismus 306 kann beispielsweise in einem zweiten Weichenzustand sein, wenn die zweite Schleusenvorrichtung 102b in der ersten Phase ihrer Schleusensequenz ist.
4 veranschaulicht die Schüttgutweiche 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen der Weichenmechanismus 306 eine Klappe 404 aufweisen kann. Die Klappe 404 kann drehbar gelagert sein. Wird zwischen dem ersten Weichenzustand und dem zweiten Weichenzustand umgeschaltet, kann die Klappe 404 (auch als Umschaltklappe bezeichnet) um ihre Drehachse gedreht werden, z.B. mittels des Aktors. Dazu kann der Aktor eingerichtet sein, der Klappe 404 ein Drehmoment bzw. eine Drehbewegung zuzuführen. Dies erreicht, dass eine Ausrichtung der Klappe 404 verändert wird (auch als Schwenken bezeichnet), z.B. bezüglich des Eingangs 302 (oder der Gravitationsrichtung 105).
Ist der erste Weichenzustand bzw. der zweite Weichenzustand erreicht, kann die Klappe 404 ortsfest verbleiben. Daher kann der Aktor nur beim Umschalten zwischen dem ersten Weichenzustand und dem zweiten Weichenzustand aktiv und ansonsten inaktiv sein. Beim Umschalten von dem ersten Weichenzustand in den zweiten Weichenzustand kann die Drehbewegung bzw. das Drehmoment andersherum sein als beim Umschalten von dem zweiten Weichenzustand in den ersten Weichenzustand.
Das Schüttgut kann auf die Klappe 404 fallen und auf dieser entlang abgleiten (beispielsweise getrieben von der Gravitationskraft), je nach Ausrichtung der Klappe 404, in Richtung zu dem ersten Ausgang 304a hin oder in Richtung zu dem zweiten Ausgang 304b hin.
Optional kann die Schüttgutweiche 104 eine Ultraschallquelle aufweisen, welche eingerichtet ist, der Klappe 404 eine Ultraschallschwingung einzukoppeln. Dies verbessert das Abgleiten des Schüttguts.
Jeder der zwei Ausgänge 304a, 304b kann mittels einer geneigten Rohrleitungen bereitgestellt sein oder werden, in welche das Schüttgut von der Klappe 404 aus hinein fällt (z.B. einen Transport durch die Gravitationskraft bereitzustellen).
5 veranschaulicht die Schüttgutweiche 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 500 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen der Weichenmechanismus 306 eine Transportvorrichtung 502 aufweisen kann. Die Transportvorrichtung 502 kann eingerichtet sein, eine Bewegung zu erzeugen und auf das Schüttgut zu übertragen (z.B. einen Transport durch den Aktor bereitzustellen).
Die Transportvorrichtung 502 weist beispielsweise einen Aktor auf, welcher eingerichtet ist, die Bewegung zu erzeugen. Die Transportvorrichtung 502 weist beispielsweise eine Fördervorrichtung (auch als Förderer bezeichnet) auf, welche eingerichtet ist, die Bewegung auf das Schüttgut zu übertragen.
Beispiele für die Fördervorrichtung weisen auf: ein Bandförderer, ein Schneckenförderer oder ein Kettenförderer. Der Kettenförderer kann eine Förderkette aufweisen. Beispiele für die Förderkette weisen auf: ein Trogförderkette, eine Gabelkette, eine Umlaufkette. Der Bandförderer kann ein Förderband aufweisen. Der Schneckenförderer kann eine Förderschnecke (auch als Transportschnecke bezeichnet) aufweisen, was aber später noch genauer beschrieben wird.
Das Umschalten zwischen dem ersten Weichenzustand und dem zweiten Weichenzustand kann aufweisen, dass eine Richtung der Bewegung der Transportvorrichtung 502 umgekehrt wird. In dem ersten Weichenzustand kann die der Fördervorrichtung zugeführte Drehbewegung bzw. das der Fördervorrichtung zugeführte Drehmoment andersherum sein als in dem zweiten Weichenzustand. 6 veranschaulicht die Schüttgutweiche 104 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 600 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen der Weichenmechanismus 306 eine Ansaugvorrichtung aufweisen kann. Die Ansaugvorrichtung kann eingerichtet sein, einen Druckgradienten Δp bereitzustellen zu dem jeweiligen Ausgang 304a, 304b hin, durch welchen hindurch das Schüttgut zugeführt werden soll.
Beispielsweise kann die Ansaugvorrichtung bereitstellen, dass die Schleusenvorrichtung 102a, 102b (z.B. deren Schleusenkammer 204), der das Schüttgut zugeführt werden soll, einen kleineren Druck (auch als Ansaugdruck bezeichnet) aufweist, als das Innere der Schüttgutweiche 104, der Prozessierkammer 802 und/oder der anderen Schleusenvorrichtung. Dies erreicht, dass eine Transfer von Gas in die Schleusenvorrichtung 102a, 102b (z.B. deren Schleusenkammer 204), der das Schüttgut zugeführt werden soll, bereitgestellt wird, welcher das Schüttgut mitnimmt.
Der Ansaugdruck kann beispielsweise kleiner sein als der Arbeitsdruck.
Der erste Weichenzustand kann dann aufweisen, dass der Ansaugdruck an der Schleusenkammer 204 der ersten Schleusenvorrichtung 102a anliegt. Der zweite Weichenzustand kann dann aufweisen, dass der Ansaugdruck an der Schleusenkammer 204 der zweiten Schleusenvorrichtung 102b anliegt. Die Ansaugvorrichtung kann beispielsweise ein Ventil aufweisen, mittels welchem der Ansaugdruck zwischen der ersten Schleusenvorrichtung 102a und der der zweiten Schleusenvorrichtung 102a umgeschaltet werden kann. Das Ventil kann beispielsweise mittels des Aktors umgeschaltet werden. Beispielsweise kann der Ansaugdruck mittels des Gastransfersystems 804 bereitgestellt sein oder werden.
Ist der erste Weichenzustand bzw. der zweite Weichenzustand erreicht, kann das Ventil inaktiv verbleiben. Daher kann der Aktor nur beim Umschalten zwischen dem ersten Weichenzustand und dem zweiten Weichenzustand aktiv und ansonsten inaktiv sein. Beim Umschalten von dem ersten Weichenzustand in den zweiten Weichenzustand kann die Kraft bzw. das Drehmoment, welches auf das Ventil übertragen wird, andersherum sein als beim Umschalten von dem zweiten Weichenzustand in den ersten Weichenzustand. Beispielsweise kann der Aktor dann auch einen Hubkolben aufweisen.
Beispielsweise kann die Schleusenkammer 204 der zu beladenden Schleusenvorrichtung 102a, 102b vor der Beladung mit dem Schüttgut ein stärkeres Vakuum als die Prozessierkammer 802 aufweisen, z.B. deren Trichter 3 (anschaulich ein Transport durch Unterdruck bereitstellend).
Das Umschalten zwischen dem ersten Weichenzustand und dem zweiten Weichenzustand kann aufweisen, dass eine Richtung des Druckgradienten Δp umgekehrt wird.
7 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 700 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen die Schüttgutweiche 104 einen Schneckenförderer 502 als Transportvorrichtung 502 aufweist.
Das Schüttgut 701 fällt aus der Prozessierkammer 802 (d.h. deren Prozessraum 801i) vertikal nach unten in einen längs getreckten Trichter 703 der Prozessierkammer 802 hinein. Der Trichter kann beispielsweise die obere Verlängerung einer Auffangwanne 703w bilden, welche anschaulich den Boden der Prozessierkammer 802 bereitstellt. Die Kontur der Auffangwanne 703w kann beispielsweise eine halbrunde Form aufweisen und/oder zumindest der Kontur der Borstenwalze (z.B. Borstenschnecke) angepasst sein. Dies versbessert den Transport der Partikel zusätzlich.
In der Auffangwanne 703w kann die Fördervorrichtung (z.B. eine Förderschnecke 704) der Transportvorrichtung 502 angeordnet sein.
Grundlegend kann die Förderschnecke 704 auf verschiedene Weisen implementiert sein oder werden. Beispielsweise kann die Förderschnecke 704 Borsten aufweisen (dann auch als Bürstenschnecke bezeichnet) oder ein spiralförmiges Blatt (dann auch als Blattschnecke bezeichnet). Als Borsten können anschaulich besonders steife Filamente verstanden werden.
Die Förderschnecke 704 kann beispielsweise eine Welle aufweisen, auf deren Oberfläche ein Haltebereich spiralförmig entlang verläuft. Eine Vielzahl von Borsten (auch als Bürste bezeichnet) oder das Blatt kann an dem Haltebereich gehalten werden und von der Welle wegerstreckt sein. Die Vielzahl von Borsten stellt eine sogenannte Bürstenhelix (auch als Bürstengewinde bezeichnet, wobei diese beispielsweise eine erkennbare Steigung aufweisen kann) bereit, welche eine spiralförmige Bürste aufweist. Die Bürstenhelix kann beispielsweise eine Steigung aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 Zentimeter bis ungefähr 0,5 Meter.
Optional kann die Welle der Förderschnecke 704 eine Hohlwelle sein.
Die Bürstenhelix erleichtert den Transport des Schüttguts. Die Borsten müssen aber nicht notwendigerweise spiralförmig angeordnet sein, sondern können auch anders angeordnet sein. Allgemeiner gesprochen kann die Transportvorrichtung 502 eine Bürstenwalze aufweisen, die, wenn diese eine oder mehr als eine Bürstenhelix aufweist, auch als Bürstenschnecke bezeichnet wird.
Im Folgenden wird sich auch eine Bürstenwalze bezogen, wobei verstanden werden kann, dass diese beispielsweise eine Bürstenschnecke ist. Das für die Bürstenwalze Beschriebene kann ferner in Analogie für eine anders eingerichtete Transportvorrichtung 502 gelten.
Das in der Auffangwanne 703w aufgenommenen Schüttgut kann von der Bürstenwalze 704, je nach Drehrichtung der Bürstenwalze 704, in ein erstes T-Stück 706a oder ein zweites T-Stück 706b transportiert werden. Das erste T-Stück 706a kann den ersten Ausgang 304a und das zweite T-Stück 706b kann den zweiten Ausgang 304b der Schüttgutweiche 104 bereitstellen.
Wird das Schüttgut in Richtung zu dem ersten T-Stück 706a hin transportiert, kann ein vakuumdichter Kugelhahn 707a des eingangsseitigen Vakuumventils 202 der ersten Schleusenvorrichtung 102a (auch als erster eingangsseitiger Kugelhahn 707a bezeichnet) geöffnet sein oder werden, z.B. nachdem deren Schleusenkammer 204 (auch als erster Zwischentank 708a bezeichnet) mittels eines Absaugflansches 709 evakuiert worden ist. Ist dann der erste Zwischentank 708a mit Schüttgut gefüllt, schließt der erste eingangsseitige Kugelhahn 707a, und danach wird der erste Zwischentank 708a mittels des Absaugflanschs 709 belüftet. Das Belüften kann besonders langsam durchgeführt werden (auch als softbelüften bezeichnet), z.B. über mit einer Rate von 1 bar pro Minute oder weniger, z.B. über mit einer Rate von 0,5 bar pro Minute oder weniger, z.B. über mit einer Rate von 0,2 bar pro Minute oder weniger.
Dach der Belüftung des ersten Zwischentanks 708a öffnet ein vakuumdichter Kugelhahn 710a des ausgangsseitigen Vakuumventils 202 der ersten Schleusenvorrichtung 102a (auch als erster ausgangsseitiger Kugelhahn 707a bezeichnet). Dann kann das Schüttgut aus dem ersten Zwischentank 708a herausfallen und beispielsweise in einem Transportbehälter aufgefangen werden.
Die Vakuumanordnung 100 arbeitet beispielsweise kontinuierlich wechselseitig mittels Umschaltens der Drehrichtung der Bürstenwalze 704 und der im Gegentakt angesteuerten Schleusenvorrichtungen 102a, 102b. Die Schleusenvorrichtungen 102a, 102b können für den Betrieb im Gegentakt zumindest paarweise vorhanden sein.
Die Bürstenwalze 704 kann angetrieben werden mittels eines Motors 705 als Aktor. Die Bürstenwalze 704 kann eine spiralförmige Steigung aufweisen und somit einen horizontalen Transport des Schüttguts bereitstellen.
Die Borsten können abhängig von der Beschaffenheit des Schüttguts 701 eingerichtet sein, beispielsweise abhängig von der der Dichte des Schüttguts 701 und/oder von der Partikelgröße des Schüttguts 701. Beispiele für ein Material, aus dem die Borsten hergestellt sind, können aufweisen: ein Kunststoff, ein biologisches Material (z.B. Tierhaar), ein Metall, ein Verbundmaterial. Beispiele für ein biologisches Material, aus dem die Borsten (dann auch als Naturborsten bezeichnet) hergestellt sind, können aufweisen: Rosshaar, Schweineborste, Ziegenhaar. Beispiele für einen Kunststoff, aus dem die Borsten hergestellt sind, können aufweisen: Polyamid, Polypropylen, Pekalon. Beispiele für ein Metall, aus dem die Borsten hergestellt sind, können aufweisen: Messing, Bronze, Stahl. Je nach gewünschter Steifigkeit kann die Dicke der Borsten und deren Material zueinander angepasst werden. Der Kunststoff erreicht beispielsweise eine bessere chemische Beständigkeit der Bürstenwalze 704, z.B. gegenüber Säuren und Laugen. Das Metall erreicht beispielsweise eine bessere chemische Beständigkeit der Bürstenwalze 704, z.B. gegenüber Lösungsmitteln und anderen flüssigen Kohlenwasserstoffen und/oder ein leichteres Reinigen der Borsten (z.B. mittels Erhitzens).
Die Bürstenwalze 704 kann optional Borsten eines ersten Typs und Borsten eines zweiten Typs aufweisen, welche sich voneinander unterscheiden, z.B. in deren Material, deren Dicke, deren Dichte und/oder deren Länge. Beispielsweise können die Borsten des ersten Typs dicker sein für den Vorschub als die Borsten des zweiten Typs. Beispielsweise können die Borsten des zweiten Typs dichter sein als die Borsten des ersten Typs, um besser auskehren zu können.
Die Bürstenwalze 704 erreicht einen kostengünstigen Betrieb bei einem zuverlässigen Transport des Schüttguts. Beispielsweise kann die Herstellung der Bürstenwalze 704 kostengünstig sein, so dass diese ausgetauscht anstatt gereinigt werden kann. Beispielsweise kann die Bürstenwalze 704 in vielfältigen Formen lieferbar sein, was es erleichtert, die Schüttgutweiche 104 umzurüsten.
Die Bürstenwalze 704 kann beispielsweise ein Verschleißteil sein, das leicht über einen Flansch am ersten T-Stück 706a ausgewechselt werden kann. Beispielsweise kann der Austausch aufweisen, dass die Bürstenwalze 704 in horizontaler Richtung durch das dem Antrieb abgewandte T-Stück 706a hindurch herausgezogen wird, was kein Werkzeug erfordern muss, beispielsweise wenn die Bürstenwalze 704 mit dem Motor 705 mittels einer Steckkupplung gekuppelt ist oder wird.
Die Lagerung der Bürstenwalze 704 kann, muss aber nicht notwendigerweise, axial geführt sein. Beispielsweise kann die Bürstenwalze 704, d.h. mit deren Borsten, auf dem Boden der Auffangwanne 703w aufliegen (z.B. ständig während des Drehens dieser). Mit anderen Worten kann die Bürstenwalze 704 mittels der Auffangwanne 703w abgestützt sein. Dies erreicht, dass die axiale Lagerung der Bürstenwalze 704 weggelassen werden kann, und erleichtert somit den Austausch der Bürstenwalze 704.
Der Motor 705 kann beispielsweise mittels einer Vakuum-Drehdurchführung mit der Bürstenwalze 704 gekuppelt sein. Alternativ kann der Motor 705 innerhalb des zweiten T-Stücks 706b angeordnet sein.
Der Motor 705 kann beispielsweise mittels einer Gelenkwelle (z.B. eine Kardanwelle oder einer Oldham-Kupplung aufweisend) mit der Bürstenwalze 704 gekuppelt sein. Dies erleichtert, dass die Bürstenwalze 704 auf dem Boden der Auffangwanne abgestützt werden kann, z.B. ohne notwendigerweise eine axiale Lagerung zu benötigen.
8 veranschaulicht eine Bürstenwalze 704 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 800 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen die Bürstenwalze 704 eine flexible Welle 1802 aufweist. Die Welle 1802 kann beispielsweise zwei oder mehr zusammengedrehte Drähte aufweisen, zwischen denen eine Vielzahl von Borsten 1804 eingeklemmt ist, z.B. in dem spiralförmigen Spalt zwischen zwei Drähten verteilte Borsten. Dies stellt kostengünstig eine Bürstenhelix bereit, welche eine spiralförmige Bürste aufweist. Die zusammengedrehten Drähte erleichtern die Herstellung der Bürstenhelix und erleichtern, dass die Bürstenwalze 704 auf dem Boden der Auffangwanne abgestützt werden kann, z.B. ohne eine axiale Lagerung zu benötigen.
9 veranschaulicht eine Bürstenwalze 704 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 900 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen die Bürstenwalze 704 optional eine hohle Welle 1802 (auch als Hohlwelle bezeichnet) aufweist. Die hohle Welle 1802 verringert das Gewicht der Bürstenwalze 704 und hemmt somit das Verdichten des Schüttguts.
Die Welle 1802 kann beispielsweise eine Vielzahl Öffnungen aufweisen, die aneinandergereiht sind entlang einer spiralförmigen Linie, die auf der Welle 1802 verläuft. In jeder der Öffnungen kann eine Vielzahl von Borsten 1804 befestigt (z.B. eingeklemmt oder geleimt) sein. Dies stellt eine sogenannte Bürstenhelix bereit, welche eine spiralförmige Bürste aufweist.
10 veranschaulicht eine Transportvorrichtung 502 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1000 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche eine Gelenkkupplung 1806 aufweist, die den Motor 705 mit der Bürstenwalze 704 kuppelt. Die Gelenkkupplung 1806 kann eingerichtet sein, ein Drehmoment des Motors 705 zu übertragen entlang eines nichtlinearen Pfades zu der Bürstenwalze 704 hin. Der nichtlineare Pfad kann beispielsweise ein oder mehr als einmal gekrümmt und/oder ein oder mehr als einmal gewinkelt sein. Dies erreicht, einen axialen Versatz der Drehachsen des Motors 705 und der Bürstenwalze 704 auszugleichen. Dazu kann die Gelenkkupplung 1806 ein oder mehr als ein Gelenk aufweisen, z.B. ein Kreuzgelenk. Die Gelenkkupplung 1806 erleichtert, dass die Bürstenwalze 704 auf dem Boden der Auffangwanne abgestützt werden kann, z.B. ohne eine axiale Lagerung zu benötigen. Dies erreicht einen direkten körperlichen Kontakt der Borsten mit der Auffangwanne.
11 veranschaulicht eine Gelenkkupplung 1806 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1100 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche eine flexible Welle 902 aufweist, die in einem Rohr geführt ist (auch als Flexwelle bezeichnet). Die Gelenkkupplung 1806 kann die Bürstenwalze 704 mit dem Motor kuppeln.
12 veranschaulicht eine Gelenkkupplung 1806 (z.B. in Form eines Kardangelenks) gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1200 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, welche eine oder mehr als eine Kardanwelle 1002 (jeweils einen oder mehr als ein Kreuzgelenk aufweisend) aufweist. Die Gelenkkupplung 1806 kann die Bürstenwalze 704 mit dem Motor kuppeln.
13A bis 13C veranschaulichen jeweils weitere exemplarische Implementierungen des Weichenmechanismus 306 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1300a bis 1300c in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht. Gemäß den Ausführungsformen 1300a weist der Weichenmechanismus 306 eine schiefe Ebene 1302 (auch als Rutsche bezeichnet) auf. Gemäß den Ausführungsformen 1300b weist der Weichenmechanismus 306 die schwenkbare Klappe 404 (auch als Umschaltklappe bezeichnet) auf. Gemäß den Ausführungsformen 1300c weist der Weichenmechanismus 306 einen horizontalen Schiebemechanismus 1304 auf, welcher eine Schiebedurchführung 42 und einen Schieber 41 aufweist. Der Schieber 41 ist klappbar, zum Schieben des Schüttguts in eine vertikale Richtung und in der Rückbewegung in eine horizontale Position.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Vakuumanordnung 100 ein oder mehr als zwar ein Paar Schleusenvorrichtungen aufweisen, welche mittels der Schüttgutweiche untereinander gekoppelt sind. Mehrere Paare Schleusenvorrichtungen erhöhen die Redundanz. Die Vakuumanordnung 100 kann allerdings auch nur die erste Schleusenvorrichtung 102a aufweisen, wie nachfolgende beschrieben wird.
14 veranschaulicht eine Vakuumanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen 1400 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht, in denen die Vakuumanordnung 100 nicht notwendigerweise mehrere Schleusenvorrichtungen aufweisen muss. In dem Fall kann beispielsweise eine Bürstenwalze in der Auffangwanne der Prozessierkammer 802 angeordnet sein, welche das Schüttgut der ersten Schleusenvorrichtung 102a zuführt, beispielsweise gemäß der Schleusensequenz der ersten Schleusenvorrichtung 102a.
Die Schleusensequenz kann eingerichtet sein, wie vorstehend beschrieben ist, wobei das Zuführen von Schüttgut zu der ersten Schleusenvorrichtung 102a aufweist, den Motor anzusteuern, welcher der Bürstenwalze 704 ein Drehmoment zuführt. Optional kann die Drehbewegung der Bürstenwalze 704 in der zweiten Phase, dritten Phase und/oder vierten Phase der Schleusensequenz gestoppt oder verlangsamt sein oder werden.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine Vakuumanordnung, aufweisend: eine Vakuumkammer; eine oder mehr als eine erste Schleusenvorrichtung und eine oder mehr als eine zweite Schleusenvorrichtung, von denen jede Schleusenvorrichtung zwei Vakuumventile und eine diese miteinander koppelnde Schleusenkammer aufweist; eine Schüttgutweiche, welche eingerichtet ist, einen Führungspfad (auch als Pfad bezeichnet) zum Führen (z.B. Transportieren) von Schüttgut zwischen mehreren Zuständen umzuschalten (z.B. kann die Schüttgutweiche eingerichtet sein, zwischen mehreren Führungspfaden umzuschalten), von denen: ein erster Zustand bzw. Pfad aus der Vakuumkammer zu (z.B. nur) der ersten Schleusenvorrichtung hin führt; und ein oder jeder zweiter Zustand bzw. Pfad aus der Vakuumkammer zu (z.B. nur) der zweiten Schleusenvorrichtung hin führt. Beispielsweise kann jedem Paar aus erster und zweiter Schleusenvorrichtung ein erster und ein zweiter Zustand bzw. Pfad zugeordnet sein, wobei zwischen den Paaren umgeschaltet wird.
Beispiel 2 ist die Vakuumanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Vakuumkammer eine Auffangwanne (z.B. einen Trichter aufweisend) aufweist, in welcher der Führungspfad beginnt, wobei beispielsweise die Schüttgutweiche zumindest teilweise (z.B. zumindest deren Förderer) in der Auffangwanne angeordnet ist.
Beispiel 3 ist die Vakuumanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Prozessiervorrichtung zum Prozessieren von Schüttgut, welches der Schüttgutweiche zugeführt wird, wobei die Prozessiervorrichtung beispielsweise in der Vakuumkammer oder in einer zusätzlichen Vakuumkammer angeordnet ist, die mit der Vakuumkammer gekoppelt ist.
Beispiel 4 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schüttgutweiche (z.B. ausgangsseitig) die erste Schleusenvorrichtung und die zweite Schleusenvorrichtung fluidleitend miteinander koppelt.
Beispiel 5 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schüttgutweiche einen Aktor (z.B. Motor) aufweist, dessen Ist-Zustand (z.B. dessen Drehrichtung, Drehgeschwindigkeit und/oder Drehwinkel) beim Umschalten zwischen den mehreren Zuständen bzw. Pfaden verändert wird.
Beispiel 6 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schüttgutweiche eine drehbar gelagerte Bürstenwalze aufweist, deren Drehrichtung beim Umschalten zwischen den mehreren Zuständen bzw. Pfaden verändert wird.
Beispiel 7 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schüttgutweiche eine drehbar gelagerte Förderschnecke (z.B. die Bürstenwalze aufweisend) aufweist, deren Drehrichtung beim Umschalten zwischen den mehreren Zuständen bzw. Pfaden verändert wird.
Beispiel 8 ist die Vakuumanordnung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Förderschnecke bzw. die Bürstenwalze eine Vielzahl von Borsten (beispielsweise mit einer erkennbaren Steigung)
aufweist, wobei die Borsten vorzugsweise ein Polymer und/oder Edelstahl aufweisen oder daraus gebildet sind und/oder wobei die Borsten vorzugsweise mittels Welldraht bereitgestellt sind.
Beispiel 9 ist die Vakuumanordnung gemäß Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Borsten auf einem Boden der Vakuumkammer aufliegt, z.B. einem Boden einer Auffangwanne der Vakuumkammer.
Beispiel 10 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, die Schüttgutweiche anzusteuern zum Umschalten zwischen den mehreren Zuständen bzw. Pfaden basierend auf einem Ist-Zustand (z.B. Füllstand und/oder Druck repräsentierend) der Schleusenkammer der ersten Schleusenvorrichtung und/oder der Schleusenkammer der zweiten Schleusenvorrichtung.
Beispiel 11 ist die Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuervorrichtung ferner eingerichtet ist, die erste Schleusenvorrichtung und die zweite Schleusenvorrichtung im Gegentakt anzusteuern.
Beispiel 12 ist die Vakuumanordnung gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend: ein Gastransfersystem (z.B. eine oder mehr als eine Vakuumpumpe aufweisend) zum Abpumpen und/oder Belüften der Schleusenkammer der ersten Schleusenvorrichtung und der Schleusenkammer der zweiten Schleusenvorrichtung, wobei das Abpumpen bzw. Belüften mittels der Steuervorrichtung gemäß dem Gegentakt gesteuert wird.
Beispiel 13 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben der Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12) zum Ausschleusen von Schüttgut von einem Vakuum zu atmosphärischem Druck mittels einer ersten Schleusenvorrichtung und einer zweiten Schleusenvorrichtung, aufweisend: Ausschleusen von Schüttgut von einem Vakuum zu atmosphärischem Druck mittels einer ersten Schleusenvorrichtung und einer zweiten Schleusenvorrichtung, erstes Führen von Schüttgut aus einer Vakuumkammer, in welcher das Vakuum gebildet ist, zu der ersten Schleusenvorrichtung hin, wenn das Ausschleusen mittels der zweiten Schleusenvorrichtung erfolgt; und (z.B. danach) zweites Führen des Schüttguts aus der Vakuumkammer zu der zweiten Schleusenvorrichtung hin, wenn das Ausschleusen mittels der ersten Schleusenvorrichtung erfolgt, wobei das Führen des Schüttguts mittels einer Schüttgutweiche erfolgt, welche beispielsweise zwischen dem ersten Führen und dem zweiten Führen umgeschaltet wird; das Verfahren optional ferner aufweisend: das Ausschleusen von Schüttgut von dem Vakuum zu atmosphärischem Druck mittels der ersten Schleusenvorrichtung und der zweiten Schleusenvorrichtung.
Beispiel 14 ist ein Verfahren (z.B. zum Betreiben der Vakuumanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder gemäß Beispiel 13), aufweisend: Umschalten einer Schüttgutweiche in einen ersten Zustand, in welchem die Schüttgutweiche einen Führungspfad aus einer Vakuumkammer zu (z.B. nur) einer ersten Schleusenvorrichtung hin bereitstellt; Umschalten der Schüttgutweiche in einen zweiten Zustand, in welchem die Schüttgutweiche einen Führungspfad aus der Vakuumkammer zu (z.B. nur) einer zweiten Schleusenvorrichtung hin bereitstellt; wobei das Umschalten derart erfolgt, dass die Schüttgutweiche in dem ersten Zustand ist, wenn die zweite Schleusenvorrichtung in eine Belüftungsphase ist (z.B. Gas aufnimmt), und in dem zweiten Zustand ist, wenn die erste Schleusenvorrichtung in einer Belüftungsphase ist (z.B. Gas aufnimmt).
Beispiel 15 ist das Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner aufweisend: Ansteuern der ersten Schleusenvorrichtung und der zweiten Schleusenvorrichtung derart, dass diese abwechselnd in der Belüftungsphase sind bzw. das Ausschleusen durchführen.
Beispiel 16 ist das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Umschalten der Schüttgutweiche basierend auf einem Parameter erfolgt, der einen Füllstand der ersten Schleusenvorrichtung und/oder der zweiten Schleusenvorrichtung repräsentiert; bzw. wobei das Umschalten zwischen dem ersten Führen und dem zweiten Führen basierend auf dem Parameter erfolgt, der einen Füllstand der ersten Schleusenvorrichtung und/oder der zweiten Schleusenvorrichtung repräsentiert.
Beispiel 17 ist eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16 durchzuführen.
Beispiel 18 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium, welches Codesegmente aufweist, welche eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16 durchzuführen.
Beispiel 19 ist eine Vakuumanordnung, aufweisend: eine Vakuumkammer; eine oder mehr als eine Schleusenvorrichtung, welche zwei Vakuumventile und eine diese miteinander koppelnde Schleusenkammer aufweist; eine drehbar gelagerte Borstenwalze (z.B. eine Borstenschnecke aufweisend), welche eingerichtet ist, in der Vakuumkammer angeordnetes Schüttgut der einen oder mehr als einen Schleusenvorrichtung zuzuführen (z.B. wenn dieser ein Drehmoment zugeführt wird); wobei vorzugsweise die Borstenwalze (z.B. die Bürstenschnecke) auf einem Boden der Vakuumkammer aufliegt.
Beispiel 20 ist das Verwenden einer (z.B. eine Steigung aufweisende) Borstenwalze (z.B. einer Borstenschnecke) zum Transportieren von Schüttgut in einem Vakuum, z.B. zum Transportieren von Schüttgut zu einer ersten Schleusenvorrichtung hin, wenn die Borstenwalze eine erste Drehrichtung aufweist, und/oder zum Transportieren von Schüttgut zu einer zweiten Schleusenvorrichtung hin, wenn die Borstenwalze eine zweite Drehrichtung aufweist, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist.

Claims

Vakuumanordnung (100), aufweisend: • eine Vakuumkammer (802); • eine erste Schleusenvorrichtung (102a) und eine zweite Schleusenvorrichtung (102b), von denen jede Schleusenvorrichtung (102a, 102b) zwei Vakuumventile und eine diese miteinander koppelnde Schleusenkammer (204) aufweist, • eine Schüttgutweiche (104), welche eingerichtet ist, einen Transportpfad (111) zum Führen von Schüttgut zwischen mehreren möglichen Pfaden umzuschalten, von denen: • ein erster Pfad aus der Vakuumkammer (802) zu der ersten Schleusenvorrichtung (102a) hin führt; und • ein zweiter Pfad aus der Vakuumkammer (802) zu der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) hin führt.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Vakuumkammer (802) eine Auffangwanne aufweist, in welcher der Führungspfad (111) beginnt.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Prozessiervorrichtung zum Prozessieren von Schüttgut, welches der Schüttgutweiche (104) zugeführt wird.
Vakuumanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schüttgutweiche (104) einen Aktor aufweist, dessen Ist-Zustand beim Umschalten zwischen den mehreren Pfaden verändert wird.
Vakuumanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schüttgutweiche (104) eine drehbar gelagerte Förderschnecke aufweist, deren Drehrichtung beim Umschalten zwischen den mehreren Pfaden verändert wird.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 5, wobei die Förderschnecke eine Vielzahl von Borsten aufweist, wobei die Borsten vorzugsweise ein Polymer und/oder Edelstahl aufweisen oder daraus gebildet sind und/oder wobei die Borsten vorzugsweise mittels Welldraht bereitgestellt sind.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 6, wobei die Förderschnecke mit der Vielzahl von Borsten auf einem Boden der Vakuumkammer (802) aufliegt.
Vakuumanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist, die Schüttgutweiche (104) anzusteuern zum Umschalten zwischen den mehreren Transportpfaden zur Schleusenkammer (204) der ersten Schleusenvorrichtung (102a) und/oder zur Schleusenkammer (204) der zweiten Schleusenvorrichtung (102b).
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung ferner eingerichtet ist, die erste Schleusenvorrichtung (102a) und die zweite Schleusenvorrichtung (102b) im Gegentakt anzusteuern.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 9, ferner aufweisend: eine Vakuumpumpe zum Abpumpen der Schleusenkammer der ersten Schleusenvorrichtung (102a) und der Schleusenkammer der zweiten Schleusenvorrichtung (102b), wobei das Abpumpen mittels der Steuervorrichtung gemäß dem Gegentakt gesteuert wird.
Verfahren, aufweisend: • Umschalten einer Schüttgutweiche (104) in einen ersten Zustand, in welchem die Schüttgutweiche (104) einen Führungspfad (111) aus einer Vakuumkammer (802) zu einer ersten Schleusenvorrichtung (102a) hin bereitstellt; • Umschalten der Schüttgutweiche (104) in einen zweiten Zustand, in welchem die Schüttgutweiche (104) einen Führungspfad (111) aus der Vakuumkammer (802) zu einer zweiten Schleusenvorrichtung (102a) hin bereitstellt; wobei das Umschalten derart erfolgt, dass die Schüttgutweiche (104) • in dem ersten Zustand ist, wenn die zweite Schleusenvorrichtung (102b) in einer Belüftungsphase ist, und • in dem zweiten Zustand ist, wenn die erste Schleusenvorrichtung (102a) in der Belüftungsphase ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend: Ansteuern der ersten Schleusenvorrichtung (102a) und der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) derart, dass diese abwechselnd in der Belüftungsphase sind.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei das Umschalten der Schüttgutweiche (104) basierend auf einem Parameter erfolgt, der einen Füllstand der ersten Schleusenvorrichtung (102a) und/oder der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) repräsentiert.
Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13.
nichtflüchtiges Speichermedium, welches Codesegmente aufweist, welche eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu zu bringen, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 durchzuführen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 zum Ausschleusen von Schüttgut von einem Vakuum zu atmosphärischem Druck mittels der ersten Schleusenvorrichtung und der zweiten Schleusenvorrichtung, das Verfahren aufweisend: • in dem ersten Zustand, Führen von Schüttgut (701) aus der Vakuumkammer (802), in welcher das Vakuum gebildet ist, zu der ersten Schleusenvorrichtung (102a) hin, wenn das Ausschleusen mittels der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) erfolgt; und • in dem zweiten Zustand, Führen des Schüttguts (701) aus der Vakuumkammer (802) zu der zweiten Schleusenvorrichtung (102b) hin, wenn das Ausschleusen mittels der ersten Schleusenvorrichtung (102a) erfolgt.
Vakuumanordnung (100), aufweisend: • eine Vakuumkammer (802); • eine oder mehr als eine Schleusenvorrichtung (102a), welche zwei Vakuumventile und eine diese miteinander koppelnde Schleusenkammer (204) aufweist; • eine drehbar gelagerte Borstenwalze, welche eingerichtet ist, in der Vakuumkammer (802) angeordnetes Schüttgut der einen oder mehr als einen Schleusenvorrichtung (102a) zuzuführen.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 17, wobei die Borstenwalze auf einem Boden der Vakuumkammer (802) aufliegt.
Vakuumanordnung (100) gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei die Borstenwalze eine Bürstenschnecke aufweist.
Verwenden einer Borstenwalze zum Transportieren von Schüttgut in einem Vakuum.