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Maschine zum verdichtenden Abfüllen staubförmiger oder körniger Güter
in Ventilsäcke Bei Maschinen zum Abfüllen staubförmiger oder körniger Güter wird
das Füllgut einem Vorratsbehälter zugeführt, aus dem man das Gut mit einem Druckluftstrom
in den Ventilsack bläst. Da hierbei das Füllgut nicht in eine fließfähige Form gebracht
werden kann, sind auch Füllverfahren bekanntgeworden, bei denen die Druckluft etwa
in Höhe des Füllstutzens in feinverteilter Form derart zugeführt wird, daß das Füllgut
mit der Luft dispergieren kann und in dieser fließfähigen Form in gleichmäßiger
Verteilung in den Sack gelangt.
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Weiterhin sind Abfüliverfahren für Ventilsäcke bekanntgeworden, bei
denen sowohl von unten im Bereich des Füllgutauslasses, als auch im oberen Teil
eines Vorratsbehälters Druckluft zugeführt wird.
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Diese dient im wesentlichen zum Auflockern und Fließfähigmachen des
Füllgutes. In diesen gegenüber dem zu füllenden Sack erheblich größer bemessenen
Vorratsbehälter wird das Gut mit einer Förderschnecke zugeführt. Es ergab sich bei
diesen bekannten Vorrichtungen nur ein um einen geringen Betrag gegenüber der Außenluft
erhöhter Druck im Vorratsbehälter, so daß das fließfähig gemachte Gut nicht unter
Druck in den Ventilsack gelangen konnte.
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Man hat daher auch bereits vorgeschlagen, die im oberen Bereich bei
geschlossenem Vorratsbehälter zugeführte Luftmenge größer zu bemessen, als zur Aufrechterhaltung
der Fließfähigkeit des Gutes notwendig ist, so daß der durch den Luftüberschuß erzeugte
Oberdruck des Füllgutes am Auslauf, gege benenfalls auch bei verminderter unterer
Hauptluftmenge ohne Beeinträchtigung der Fließfähigkeit des Gutes erhöht, und somit
eine Verdichtung desselben bewirkt wird. Bei diesem bekannten Verfahren erreicht
man ebenfalls eine Beschleunigung des Austrages des Gutes aus der Füllkammer.
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Der Vorratsbehälter muß jedoch bezüglich seiner Größe dem zu füllenden
Sack angepaßt werden, und darüber ist noch ein weiterer Vorratsbehälter angeordnet,
von dem aus dann der eigentliche Vorratsbehälter nach jeder Abfüllung von Neuem
gefüllt werden muß. Dies bedingt eine erhebliche Bauhöhe und sehr komplizierten
Ausbau der Steuer- und Regelvorrichtung, so daß die Kosten derartiger Maschinenanlagen
sehr hoch sind.
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Daneben sind auch solche Füllvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen
zum Einführen des Füllgutes in den Sack vornehmlich schnellaufende Füllschnecken
verwendet wurden. Die Leistung dieser Maschinen ist jedoch begrenzt durch das Fördervermögen
der Füllschnecke, da einmal deren Auslaufdurchmesser dem Durchmesser des Füllstutzens
und damit den gegebenen Ventilabmessungen des Ventilsackes entsprechen muß und zum
anderen die Steigung der Schneckengänge und die Schneckendrehzahl nur bis zu gewissen
oberen Grenzen gewählt werden können, um ein Optimum an Funktionssicherheit und
Fördergeschwindigkeit zu erreichen. Abgesehen davon wird die Restmenge jeweils gegen
Ende der Sackfüllung nur zögernd in den Sack gefüllt, da sie stark aufgewirbelt
wird und die Schnecke nur noch mit einem vergleichsweise geringen Füllungsgrad arbeitet.
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Ein weiterer Vorschlag ging dahin, der Förder-oder Füllschnecke das
Füllgut während der gesamten Fülldauer zwangläufig mit einer Preßschnecke oder mit
die Schneckengänge voll ausfüllenden Leitscheiben zwangläufig zuzuführen. Ein Druck
auf das Füllgut konnte innerhalb der Förder- bzw. Füllschnecke nicht ausgeübt werden,
so daß man demnach eine Verdichtung des Füllgutes im Sack auch mit diesen bekannten
Förderschnecken nicht erreichte.
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Bei vorliegender Erfindung galt es daher die Aufgabe zu lösen, die
bekannten Schwierigkeiten bei Ventilsackfüllmaschinen zu beheben.
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Die Lösung dieser Aufgabe geht aus von einer Maschine zum verdichtenden
Abfüllen staubförmiger oder körniger Güter in Ventilsäcke, die aus einer Schnecke
besteht, die das Füllgut unter Druck in eine Kammer einbringt, an welcher in der
Nähe eines Füllstutzens. der durch ein gegebenenfalls durch eine Brutto absackwaage
steuerbares Absperrventil verschließbar ist, eine Zuführung für feinverteilte Druckluft
zum Fließfähigmachen des Füllgutes vorgesehen ist. Diese Maschine weist gemäß der
Erfindung die kennzeichnenden Merkmale auf, daß die Schnecke als mit hoher Antriebsdrehzahl
arbeitende Druck- bzw. Stopfschnecke mit geringer Steigung der Schneckengänge ausgebildet
ist und eine gegenüber
der erforderlichen Sackabfülleistung vervielfachte
Förderleistung aufweist, wobei der Antrieb der Druck- bzw. Stopfschnecke und die
Zuführung von Druckluft über Steuer- und Regelvorrichtungen derart miteinander gekoppelt
sind, daß gleichzeitig oder mit zeitlicher Verzögerung eine Einschaltung des Antricbs
und der Luftzufuhr und nach der Sackfüllung eine gleichzeitige Abschaltung erfolgt.
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Bei der Maschine nach der Erfindung ist es von Vorteil, eine Füllgutschnecke
unabhängig von den Füllrohrabmessungen zu dimensionieren, so daß die Möglichkeit
gegeben ist, in Verbindung mit entsprechenden Drehzahlen ein beliebiges Vielfaches
dessen zu fördern, das in der gleichen Zeiteinheit zum Füllstutzen austritt. Durch
die Überhöhung der Drehzahl wird eine sich in Förderrichtung steigernde Verdichtung
und der Aufbau eines Überdruckes innerhalb des Füllgutes erzielt. Zwischen dem letzten
Schneckengang und dem Füllgutauslauf ist eine Pufferzone vorgesehen, in welcher
durch Zugabe einer einstellbaren Menge feinverteilter Luft oder eines beliebigen
Gases das verdichtete Füllgut in fiießfähigen Zustand gebracht wird und mit vergleichsweise
hoher Geschwindigkeit durch den Füllkanal und den Füllstutzen hindurch in den Ventilsack
einfließt.
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Gegenüber den bekannten Füllmaschinen ergeben sich solche mit geringer
Bauhöhe und erheblich niedrigeren Anschaffungskosten.
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Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
in schematischen Darstellungen, und zwar: F i g. 1 eine Gesamtseitenansicht mit
teilweisem Schnitt einer Ventilsackfüllmaschine mit Wiegemechanismus, Druckschnecke
und ringförmiger Verdichtungszone für das Füllgut, Fig. 2 eine entsprechende Darstellung
einer weiteren Ausführung mit einer Druckkammer für das Füllgut, bei welcher sich
die Druckluftzuführung unten befindet, F i g. 3 eine entsprechende Darstellung einer
Füllmaschine nach Fig. 1 mit zylindrischer Druckkammer für das Füllgut und seitlicher
Druckluftzuführung.
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Im oberen Teil eines Gehäuses 1 befindet sich unterhalb eines Zulaufes
2 für das Füllgut eine Druck-bzw. Stopfschnecke 3. Diese ist in ein Gehäuse 4 eingeschlossen
und erhält ihren Antrieb über Zahnräder, Treibriemen 5 od. dgl. von einem Elektromotor
6.
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Die Druckschnecke besitzt über eine bestimmte Strecke einen rohrförmigen
Schneckentrog, wobei der Abstand zwischen den Schneckengängen und dem Rohrtrog möglichst
klein gehalten sein muß, damit auftretender Gegendruck zum Schneckeneinlauf hin
abgebaut wird. Die Schneckengänge sollen nach Möglichkeit geringe Steigungen gegenüber
den normalen zu reinen Förderzwecken dienenden Schnecken besitzen. Je nach dem erforderlichen
Druck muß die Schnecke mit einem mehr oder weniger großen Vielfachen der Drehzahl
angetrieben werden, der dem normalen rechnerischen Fördervolumen beim Füllungsgrad
entspräche. Bei einer solchen Schnecke wird eine Verdichtung des Füllgutes an der
Austrittseite 7 erreicht. Dieser erhöhte Druck wird durch die überhöhte Drehzahl
der Schnecke erzielt.
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An die Austrittseite 7 der Druckschnecke 3 schließt sich eine Druckkammer
bzw. Fließfähigmachungszone 8 an. An der gegenüberliegenden Seite der Druckschnecke
ist ein Abschlußorgan 9 vorgesehen,
an das sich ein elastisches, z. B. aus Kautschuk
oder Kunststoff bestehendes schlauchförmiges Glied 10 anschließt, das mit dem Füllstutzen
11 verbunden ist.
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Mit 12 ist der Sackstuhlträger der Füllmaschine bezeichnet, an dessen
oberem Ende der Füllstutzen 11 angebracht ist. Auf den Füllstutzen 11 wird der Ventilsack
13 aufgesteckt. Am unteren Ende wird der Ventilsack 13 durch den am Sackstuhlträger
12 angelenkten Sackstuhl 14 abgestützt.
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Diese Teile 12, 11, 14 bilden den beweglichen Teil der Füllmaschine,
der bei 15 in einen Hauptwaagebalken 16 eingehängt ist. Dieser Waagebalken 16 ist
bei 17 drehbar, und an dem anderen freien Ende 18 ist das Füllgewicht 19 angesetzt.
Dieser Arm 18 ist mit einem Kontakt 20 ausgestattet, der mit einem Kontakt 21 zusammenarbeitet.
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Die Ablesevorrichtung für die Gewichtskontrolle besteht aus einer
Ableselupe 22 und einer Ableseskala 23. Diese ist am schwingenden Sackstuhlträger
12 angebracht, während sich die Ableselupe22 am festen Maschinengestell befindet.
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Wie schon erwähnt, befindet sich die Druckschnecke 3 mit dem Antriebsmotor
6 und die Druckkammer bzw. Fließfähigmachungszone 8 mit dem Abschluß organ 9 in
dem festen Maschinengestell 1.
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Die Druckkammer bzw. Fließfähigmachungszone 8 wird mit Druckluft
in feinstverteilter Form beschickt.
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Zu diesem Zweck wird vornehmlich ein Luftverteilungsstein vorgesehen.
Diese Druckkammer muß so groß bemessen sein, daß das Füllgut mit einer gewissen
Homogenität mit der Spülluft emulgieren kann, d. h. also, zwischen dem Luftzutritt
und dem Füllgutauslaß muß ein bestimmtes Füllgutpolster gebildet werden.
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In F i g. 1 ist der Luftverteilerstein 24 ringförmig vor dem Auslaß
7 der Druckschnecke angesetzt. Mit 25 ist die bei 26 absperrbare Druckluftzuführung
bezeichnet, die außerhalb des Steuerventiles aus dem Rohr 27 gebildet wird. An die
nach außen etwas verlängerte konische Druckkammer 8 schließt sich die Absperrvorrichtung
9 an.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Druckkammer 8 im Anschluß
an den Druckschneckenauslauf 7 senkrecht nach unten zylindrisch geformt und am unteren
Ende durch einen Luftverteilungsstein 28 abgeschlossen. In die Druckkammer 29 unterhalb
dieses Steines gelangt die Druckluft durch die Leitung 30, welche bei 31 absperrbar
ist und durch einen Zulauf 32 gespeist wird.
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Bei der Füllmaschine nach Fig. 3 besteht die Druckkammer 8 aus einem
zylindrischen Stutzen 33, an dessen freies Ende ein Luftverteilerstein 28a angesetzt
ist. Hier wird Druckluft über die Leitung 30a in die Vorkammer 29 a eingeführt.
Ebenso wie in F i g. 2 ist die Druckluftleitung 30 a bei 31 a absperrbar und wird
mit einer Zuleitung 32 a versehen. Oben an die Druckkammer 8 der F i g. 3 schließt
sich über einen gekrümmten Rohrstutzen 34 die Absperrvorrichtung 9 an.
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Die verschiedenen Bauarten der Druckkammern 8 sind vor allem hinsichtlich
der Einbauhöhe von praktischer Bedeutung. Bei F i g. 3 liegt z. B. der Einlauf niedriger
als der Füllstutzen, so daß die Möglichkeit besteht, eine solche Maschine noch einzubauen,
wenn der vorhandene Behälter nur etwa 1 m über Flurhöhe liegt.
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Die Druckschnecke wird von einem vorgeschalteten Vorratsbehälter
aus ohne zwangläufige Materialführung
fortlaufend beschickt, und
die Drucksdmecke übernimmt die Funktion der Druckerhöhung im Bereich der klein hemessenen
Fluidisierungszone bzw.
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Fließfähigmachungszone, wobei die Ausfiußgeschwindigkeit aus dieser
Zone erheblich beschleunigt wird.
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Bei kurzen Füllzeiten erreicht man dabei eine Verdichtung des Füllgutes
im Sack.
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Die vorbeschriebenen Füllmaschinen arbeiten wie folgt: Über eine
Drucktaste 35 wird der Schneckenantriebsmotor 6 eingeschaltet. Gleichzeitig öffnet
das Abschlußorgan 9 und gibt damit dem in der Druckkammer 8 befindlichen Füllgut
den Weg in den Ventilsack frei. Ebenfalls gleichzeitig oder mit einer gewissen zeitlichen
Verschiebung öffnet sich das Ventil 26 bzw. 31 oder 31 a und läßt der Druckkammer
8 Druckluft zufließen. Bei Erreichen des eingestellten Gewichtes schwingt der Waagebalken
16 durch und betätigt den Endkontakt 20, 21. Dieser bewirkt das Schließen des Absperrorganes
9 über elektrische oder elektropneumatische Einrichtungen und schaltet gleichzeitig
das Druckluftventil26, 31, 31 a und damit die Druckluft sowie den Schneckenantriebsmotor
6 ab.
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Bei zeitlicher Verschiebung des Abschaltpunktes der Druckschnecke
und der Druckluft läßt sich ein Vorverdichtungsverhältnis für das folgende Arbeitsspiel
einstellen.
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Der gefüllte Ventilsack kann abgenommen und nach dem Aufstecken eines
leeren Sackes das neue Arbeitsspiel eingeleitet werden.