DE19621862A1 - Vorrichtung zur Handhabung von Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung von Materialien bzw. für den Umgang mit Materialien, insbesondere eine Vorrichtung wie ein Silo, eine Schütte oder ein zwischengeschalteter Schüttgutbehälter, das, die bzw. der fließfähiges Material wie Pulver oder anderweitiges partikelförmiges Material in Sinne eines Speicherns, Hälterns oder Transportierens handhabt.

Derartiges Material wird gewöhnlich durch eine (im Betrieb) untere Auslaßöffnung des Behälters abgegeben, wobei diese Öffnung normalerweise durch ein Ventilelement geschlossen ist, das gewöhnlich kegel- oder kegelstumpfförmig ist. Dieses Ventilelement verschließt die Öffnung durch sein Aufruhen auf einem Schüttauslaß des Behälters. Das Ventilelement wird durch ein Betätigungselement angehoben, üblicherweise durch einen Faltenbalg, der unter ihm und innerhalb des Schüttauslasses angeordnet ist, um einen ringförmigen Auslaß zu bilden, durch welchen während der Abgabe das Material fließt. Ein Vibrator sorgt dafür, daß in dem Material keine Tendenz entsteht, "Brücken" oder "Rattenlöcher" zu bilden, die anderenfalls zu einem ungleichmäßigen Fließen oder, im erstgenannten Fall, zu überhaupt keinem Fließen führen. Auch ist es manchmal erforderlich, die Hubstrecke des Ventilelements einzustellen, doch kann sich dies schwierig gestalten, nachdem der Faltenbalg entweder aufgeblasen oder entleert ist und so lediglich extreme Endstellungen und keine Mittelstellungen ermöglicht.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu lindern. Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Handhabung des Durchgangs von fließfähigen Material durch eine Auslaßöffnung eines Containers für dasselbe geschaffen, die ein für das Öffnen und Schließen der Öffnung geeignetes Ventilelement umfaßt, Elemente zum Anheben und Absenken des Ventilelements zwecks Öffnens und Schließens der Öffnung, und Elemente zur Gewährleistung einer variablen Anhebung des Ventilelements.

Das Element bzw. die Elemente zur variablen Anhebung können unterhalb des Ventilelements angeordnet sein. Dies gewährleistet eine kompakte Konstruktion. Das Element zur variablen Anhebung kann eine doppelt wirkende Zylindereinheit und ein Antriebselement für das Anheben und das Absenken der Zylindereinheit umfassen.

Das Antriebselement kann aus einem drehbaren, gefesselten Gewindeelement bestehen. Ein solches Gewindeelement kann an der Zylindereinheit befestigt sein.

Das drehbare Gewindeelement kann aus einem Gewindebolzen bestehen, der mit einer Montage für das Ventilelement verbunden ist, sowie aus einem drehbaren Gewindeelement in Form einer Mutter, wobei die Anordnung beider Einrichtungen derart ist, daß die Drehung des einen Elements das andere Element dazu veranlaßt, sich hin- und herzubewegen.

Das Antriebselement kann aus einem elektrischen Motor zur Drehung des Mutterelements bestehen.

Das Ventilelement kann aus einem kegeligen oder kegelstumpfförmigen Element bestehen. Ferner kann das Element für ein variables Anheben bzw. Einstellelement auf der Hauptachse des Kegels oder Kegelstumpfs montiert sein.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Behälter für fließfähiges Material geschaffen, wie er oben definiert worden ist.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt des allgemeinen Aufbaus einer Vorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 ein schematischer Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.

Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen, ist in Fig. 1 eine Vorrichtung 1 zur Handhabung des Durchgangs von fließfähigem Material durch einen Auslaß oder eine Öffnung 2 eines Behälters 3 für dasselbe gezeigt, die ein Ventilelement 4 in der Öffnung 2 aufweist, das für ein Öffnen und Schließen der Öffnung eingerichtet ist, und ein Element 5 zur variablen Anhebung des Ventilelements 4, wodurch eine veränderbare Auslaßfläche oder -öffnung 6 zur Verfügung gestellt wird, durch die Material fließen kann.

Der Behälter 3 ist in dieser Ausführungsform ein zwischengeschalteter bzw. mittelgroßer Schüttgutbehälter (IBC = Intermediate Bulk Container), der einen Schüttauslaß 7 besitzt, der die Öffnung 6 definiert, durch welche das Material zwecks weiterer Handhabung hindurchtritt, sozusagen als Weiterbehandlungs- oder Entlade-Transferstation. Das Material besteht allgemein aus einem Pulver, vielleicht einem pharmazeutischen Puder.

Das Ventilelement 4 besitzt die Form eines Kegelstumpfs, der mittels seines peripheren Randes nach unten auf dem Schüttauslaß aufruht, wo verschiedene Dichtungen 8 zur Sicherstellung eines Schutzes der umgebenden Atmosphäre gegen Kontaminierung vorhanden sind. Es ist ein Faltenbalg 9 für das Anheben und das Absenken des Ventilkegels vorgesehen, der innerhalb des Schüttauslasses 7 angeordnet und mit einem Kreuzsteg 10 und einem anhebbaren Träger 10 befestigt ist, der den Ventilkegel 4 abstützt, welcher einen Luftvibrator 12 trägt. Um dessen Vibrationen in der Stützstruktur zu vermeiden ist ein Isolator 13 vorgesehen, beispielsweise aus Gummi. Der beschriebene Aufbau ist relativ standardmäßig und wird allgemein unter dem eingetragenen Warenzeichen "MATCON" vermarktet.

Um ein variierbares Anheben des Ventilkegels zu gewährleisten, entweder in einer konstant variablen Betriebsweise oder in einer "pulsierenden" Betriebsweise, ist eine Einrichtung 5 in der Form einer Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen, die zentral unter dem Ventilkegel 4, in dieser Ausführungsform auf der Hauptachse, montiert ist. Die Einrichtung 5 wird von einem Motor in der Form eines elektrischen Gleichstrommotors 14 betätigt, der über Stromkabel 15 gespeist wird. Motor 14 und Kabel 15 befinden sich in einem Gehäuse 16. Um eine Drehung des Motorkörpers zu verhindern, ist der Motor 14 auf einer Lagerplatte 17 befestigt. Eine Ausgangswelle 18 des Motors 14 tritt innerhalb eines mit Gewinde versehenen drehbaren, unteren (wie dargestellt) Mutternteils 19 einer Hauptwelle 20 hindurch, auf der teleskopisch und mit Gewinde versehen ein gefesselter Bolzenteil 21 montiert ist, der an seinem oberen Teil (wie dargestellt) mit einem weiteren Mutternteil 22 verbunden ist, das seinerseits mit der Platte 11 für die Montage des Ventilkegels 4 verbunden ist. Der Teil 20 umfaßt ein Antriebselement. Der Mutternteil 19 besitzt eine nach oben gerichtete, periphere Schulter 23 und der Mutternteil 22 eine nach unten gerichtete Schulter 24. Zwischen diese Schultern, die rotierbare Welle einschließend, ist ein Element montiert, das im Sinne eines Auseinanderdrückens der zwei Mutternteile wirkt; dieses Element zur Vorspannung besteht aus einer Schraubenfeder 25. Die Schulter 23 des unteren Mutterteils 19 sitzt ihrerseits auf einer Schulter 26 eines Zylinders oder einer Hülse 27, in welcher der Mechanismus arbeitet. Die Hülse 27 ist dabei eine Schlitzhülse mit einem Längsschlitz oder -spalt 28, in dem ein Lokalisierungselement aufgenommen ist. Der Schlitz oder Spalt 28 und das Lokalisierungselement 29 wirken sodann als Führung, um eine Aufwärt- und Abwärtsbewegung der Platte 11 zu erlauben.

Es sind Steuerungen (nicht gezeigt) vorhanden, die die Geschwindigkeit und die Richtung des Laufs des Motors 14 steuern, d. h. vorwärts oder rückwärts, um das Anheben zu kontrollieren, wobei die Arbeitsweise kontinuierlich variabel oder pulsierend ist. Die Steuerung kann über eine Kontrollkonsole (nicht gezeigt) erfolgen, wobei die Betätigung geeigneter Steuermechanismen den Motor 14 einstellt, um veränderbare Höhen des Ventils 4 zu ermöglichen, welches ein Schließelement oder eine Kappe darstellt. Die Höhe ist auf diese Weise einstellbar. Es wird verständlich sein, daß geeignete Leitungen (nicht gezeigt) vorhanden sind, durch die die elektrischen Leitungen 15 aus dem Liftmechanismus 20 heraus und durch die Stützplatte 10 zur Umgebung geführt werden. Ähnlich dienen Führungen 30′ für Luftleitungen für den Faltenbalg. In Betrieb wird der Faltenbalg 9 zur Anhebung oder Absenkung des Ventilkegels 4 zwecks Öffnens oder Verschließens des Schüttauslasses 6 in einem größeren oder kleineren Ausmaß betätigt, wie gewünscht, mit all den zugehörigen Vorteilen des faltenbalgkontrollierten Systems.

Wird gewünscht, eine variable oder einstellbare Anhebung während des Betriebs mit angehobenem Faltenbalg 4 durchzuführen, wird der Motor 14 betätigt. Seine Welle 18 rotiert somit, was wiederum den Mutternteil 19 dreht. Drehung dieses Teils 19 ist nur bei Bewegung des Bolzenteils 21 möglich, und dieser, der sich gewindemäßig in Eingriff mit dem Mutternteil 19 und in gleitendem Eingriff mit dem oberen Mutternteil 22 befindet, rotiert um seine Längsachse. Durch seine Fesselung ist diese Aktion nur dadurch möglich, daß er sich in das Mutternteil 19 hineinbewegt, das sich seinerseits anhebt, um dies zu ermöglichen. Dies tut es und zieht dabei das obere Mutternteil 22 und damit die Stützplatte 11 um den gewünschten Betrag nach unten, wobei die Führung 28, 29 eine sanfte Längsbewegung gewährleistet und wobei sich Schlitze auch im äußeren Zylinder 30 befinden, auf dem ein Zapfenelement 31 reitet. Das Ausmaß der Anhebung wird durch den Motor 14 gesteuert, der periodisch in seiner Drehrichtung geändert werden kann, um eine pulsierende Aktion zu gewährleisten. Somit sorgt der Faltenbalg 9 für eine Anhebung des Kegels in einem durch den Motor 14 bestimmten Ausmaß, der die Ausgangsbasis effektiv anhebt oder absenkt, von der aus der Faltenbalg operiert, und zwar durch Einstellung der Stützplatte 11 auf eine gewünschte Höhe, wodurch in effektiver Weise die Anhebung des Faltenbalgs 4 und die Größe des ringförmigen Auslasses eingestellt wird.

Nunmehr auf Fig. 2 Bezug nehmend entspricht die gezeigte Vorrichtung 100 derjenigen nach Fig. 1 und dementsprechend werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es ist eine ring- oder torusförmige aufblasbare Dichtung 101 für einen Sitz gegen die Basis 103 eines Ventils 4 vorhanden, wobei lediglich die Basis gezeigt ist, die von einem Zylinder 104 gehalten wird, der einen weiblichen Teil 102 und einen männlichen Teil 105 aufweist, die mit Verbindungen oder Führungen 106 zwischen sich teleskopisch angeordnet sind, mit einem Element wie beispielsweise einem Faltenbalg (nicht gezeigt), der auf die Basis 103 einwirkt und dabei das Ventil 4 anhebt und absenkt, um für einen ringförmigen Auslaß rund um seinen Umfang für den Fluß von Material beispielsweise aus einem IBC zu sorgen, in dem die Vorrichtung montiert ist. Es ist eine expandierbare Manschette 106, beispielsweise eine faltenbalgartige Dichtung vorhanden, die als eine hygienische Abdeckung dient und die Verbindung zwischen den Teilen 102 und 105 abdeckt. Der Teil 102 stützt eine U-förmige Klammer oder Stoßdämpfer 107 ab, die bzw. der in ihrer bzw. seiner Basis 109 (wie gezeigt) eine durchgehende Öffnung 110 besitzt, durch die sich ein Kolben 111 einer Kolben-Zylinder-Einheit 112 erstreckt, deren Zylinder 112 am Teil 105 befestigt ist und von diesem getragen wird. Die Anordnung aus Kolben 111 und Zylinder 112 umfaßt eine Einrichtung 5 für variables Anheben. Der Kolben 111 besitzt einen Stop oder Anschlag 113 in der Form einer Querplatte.

Im Betrieb wird die Bewegung bzw. Anhebung des Ventils 4 zwecks variablen Anhebens justiert und damit die Größe der Öffnung, und zwar durch Betätigung des Elements 5, um eine voreingestellte, gewünschte Höhe der Feststellvorrichtung 113 zu gewährleisten. Der Faltenbalg oder dergleichen wird zwecks Anhebung der Basis 103 des Ventils 4 betätigt, und diese Betätigung hebt den Teil 102 an, bis die Basis 109 des Stoßdämpfers unter der Feststellvorrichtung 113 angreift. Die Höhe des Anhebens wird auf einfache Weise durch den Betrieb des Elements 5 eingestellt, um die Position des Kolbens 111 im Zylinder 112 und damit die Höhe der Feststellvorrichtung 113 zu justieren.

Die Anhebung des Ventils 4 kann oszillierend bzw. pulsierend erfolgen, und zwar durch Umkehrung des Kolbens 111 im Zylinder 112 bei geeignetem Betrieb des Elements 5.

Es versteht sich, daß die als Ausführungsform der Erfindung vorbeschriebene Vorrichtung betrieben werden kann, um eine feine Einstellung der durch den Faltenbalg gewährleisteten Anhebung zu bewirken. Ferner kann die Vorrichtung für eine Dosierung sorgen, wenn Material durch ein Ventil wie die dargestellte Spitzkappe 4 hinzugefügt wird.

Der Motor 14 oder die Kolben-Zylinder-Einheit 11, 12 können von jedwedem geeigneten Element gebildet werden, das kein Gleichstrommotor ist, beispielsweise von einem Luftmotor oder einem Hydraulikmotor.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Handhabung des Durchgangs von fließfähigem Material durch eine Ausgangsöffnung eines Behälters für dasselbe, mit einem Ventilelement, das an das Öffnen und Schließen der Öffnung angepaßt ist, und Elementen zur Anhebung und Absenkung des Ventilelements zwecks Öffnens und Schließens der Öffnung, gekennzeichnet durch Elemente (5), durch die eine veränderbare Anhebung des Ventilelements (4) bewirkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die variablen Anhebungselemente (5) unterhalb des Ventilelements angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein als doppeltwirkendes Zylinderelement (27) ausgebildetes variables Anhebelement (5) und durch ein Antriebselement (14, 18) zur Anhebung und Absenkung des Zylinderelements (27).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein drehbares gefesseltes Gewindebolzenelement (19, 21) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Gewindebolzenelement (19, 21) eine an einer Montage für das Ventilelement und einer drehbaren Mutterneinrichtung (19) befestigte Gewindebolzeneinrichtung (21) aufweist, wobei die Anordnung beider Einrichtungen derart ist, daß die Drehung der einen die andere zu einer Hin- und Herbewegung veranlaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Gewindeelement ein Antriebselement (14) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (14) einen elektrischen Motor für die Drehung des Mutternelements aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (4) ein kegeliges oder kegelstumpfförmiges Element aufweist, wobei das Element zur Einstellung der Anhebung auf der Hauptachse des Kegels oder Kegelstumpfs montiert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (5) in einem Gehäuse (6) unterhalb des Ventilelements (4) angeordnet ist.

10. Behälter für fließfähiges Material, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche.