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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umfüllen eines fluiden Produktes,
beispielsweise eines Granulats, von einem Vorratsbehälter in
einen Behälter
mittels eines Gasstroms, wobei der Gasstrom in den Vorratsbehälter durch
eine Zuführleitung eintritt
und aus ihm unter Mitnahme des fluiden Produktes in eine zum Behälter führende Umfülleitung austritt,
wobei Mittel zum Antreiben des Gasstroms vorgesehen sind.
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Solche
Vorrichtungen werden insbesondere zum Umfüllen von trockenem Granulat,
das vor Feuchtigkeit geschützt
werden muß,
verwendet. Dies ist insbesondere der Fall bei Granulat zum Trocknen von
klimatisierter Luft. Es darf der Umgebungsfeuchtigkeit nicht länger als
10 Minuten ausgesetzt sein, da es ansonsten seine Wirksamkeit verliert.
Die Vorrichtungen gemäß dem Stand
der Technik weisen einen geschlossenen Trockenluftkreislauf auf.
Eine Pumpe wälzt
die Luft um, die durch die Zuführleitung
in den Boden des Vorratsbehälters
eintritt und durch die Umfülleitung
unter Mitnahme des Granulates wieder austritt, in den Behälter eintritt,
wo ein Gitter das Granulat von der Luft trennt, welche wieder zu
der Pumpe zurückgeführt wird,
um erneut in den Vorratsbehälter
einzutreten. Wenn der Behälter
gefüllt
ist, wird die Pumpe abgeschaltet und der Behälter wird geleert.
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Eine
solche Vorrichtung ist relativ komplex, denn sie muß dicht
sein, damit keine Feuchtigkeit in den Kreislauf eintritt. Zudem
wird eine Pumpe benötigt,
die ein mechanisches Bauteil darstellt, welches leicht Funktionsstörungen aufweisen
kann.
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Aus
der
GB 2 202 506 A ist
eine Vorrichtung zum Umfüllen
auf pneumatischem Wege bekannt. Diese Vorrichtung umfaßt ein Rohr,
das einen Sand enthaltenden Behälter
durchquert. Dieses Rohr hat einen länglichen Schlitz, um den Sand
in das Rohr eintreten zu lassen. Druckluft durchläuft dieses
Rohr und nimmt in seinem Strom den Sand, der durch den länglichen
Schlitz eingetreten ist, mit. Um funktionieren zu können, muß sich das
Rohr möglichst
tief in dem Behälter
befinden, wobei es ihn in horizontaler Richtung durchquert. Auch
hier ist das System geschlossen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff zu schaffen,
die leichter herstellbar, weniger anfällig und wirtschaftlicher in der
Herstellung und im Betrieb ist. Sie soll es auch ermöglichen,
in einem offenen Kreislauf zu arbeiten.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die
Mittel zum Antreiben des Gasstroms aus einem mit unter Druck stehendem
Gas betriebenen Venturirohr bestehen und daß das Ende der Eingangsleitung,
das nicht in den Vorratsbehälter eindringt,
zur Umgebungsluft hin offen ist. Man ersetzt also eine Pumpe durch
ein Venturirohr, das lediglich mit unter Druck stehendem Gas betrieben wird.
Diese Lösung
ist besonders wirtschaftlich, wenn man bedenkt, daß der Preis
eines Venturirohrs etwa einem Zehntel des Preises einer Pumpe entspricht.
Zur Vereinfachung wählt
man Druckluft als Treibgas. Durch das zur Umgebungsluft hin offene Ende
der Eingangsleitung verursacht das in der Umfülleitung angeordnete Venturirohr
oberhalb ein Vakuum, nämlich
auf der Seite des Behälters.
Dieses Vakuum wird durch den Eintritt von Umgebungsluft durch die
Eingangsleitung kompensiert.
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Es
entsteht somit ein Gasstrom, der sich durch das Granulat erstreckt,
welches auf diese Weise von der Luft in die Umfülleitung und schließlich in den
Behälter
mitgeführt
wird. Der Behälter
ist ebenfalls zur Umgebungsluft hin offen, so daß das Treibgas frei aus ihm
austreten kann.
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Um
die Vorrichtung für
feuchtigkeitsempflindliche Granulate verwenden zu können, ist
es bevorzugt, daß Mittel
zum Trocknen des unter Druck stehenden Gases zum Betreiben des Venturirohrs und/oder
der in die Eingangsleitung eintretenden Luft vorgesehen sind. Auf
diese Weise ist sichergestellt, daß die Luft, die in den Vorratsbehälter eintritt
und das Gas, das in der Umfülleitung
in Kontakt mit dem Granulat kommt, frei von Feuchtigkeit sind und
daß das
Granulat seine Eigenschaften beibehält.
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Um
zu vermeiden, daß Feuchtigkeit
in die Vorrichtung eindringt, wenn der Behälter entfernt wird, wird bevorzugt,
daß ein
Isolierventil in der Umfülleitung
zwischen dem Venturirohr und dem Behälter, vorzugsweise in der Nähe des Letzteren,
vorgesehen wird. Wenn der Behälter
entfernt wird oder wenn er offen ist, um seinen Inhalt zu entleeren, schließt man dann
das Isolierventil und die Umgebungsluft oder ihre Feuchtigkeit können nicht
in die Umfülleitung
eindringen. Wenn die Betriebspause zu lange dauert, insbesondere
zehn Minuten im Falle von Granulat für Klimaanlagen überschreitet,
kann man einen Reinigungszyklus durchlaufen, der zur Folge hat,
daß aus
der Vorrichtung die Granulatreste entfernt werden, die sich zwischen
dem Isolierventil und der Verbindung zu dem Behälter befinden.
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Um
den Antrieb des Gasstroms stoppen zu können, ist vorzugsweise oberhalb
des Venturirohrs ein Absperrventil vorgesehen. Es genügt, dies
zu schließen,
um den Umfüllvorgang
zu beenden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Rüttler
vorgesehen, um den Vorratsbehälter
rütteln
zu können.
Man stellt auf diese Weise sicher, daß sich immer Granulat zwischen
dem Ausgang der Eingangsleitung und dem Eingang der Umfülleitung
befindet.
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Diese
Vorrichtung ist besonders geeignet, um eine bestimmte Menge an Granulat
zu messen. Wenn der Behälter
voll ist, verstopft das Granulat nämlich den Ausgang der Umfülleitung,
in der das Granulat nicht mehr transportiert werden kann. Es liegt
somit im Rahmen der Erfindung, daß der Behälter ein Dosierbehälter, insbesondere
ein volumetrischer Dosierbehälter,
ist, an den der entgültige
Behälter
sich anschließt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben.
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Es
zeigen
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1 ein
pneumatisches Schema der Vorrichtung und
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2 eine
geschnittene Darstellung eines Dosierers.
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Die
Vorrichtung dient dazu, ein fluides Produkt aus einem Vorratsbehälter in
einen Behälter
umzufüllen.
Man versteht unter fluidem Produkt ein Schüttgut, das durch einen Gasstrom
mitgenommen werden kann. Es kann sich sowohl um ein festes Produkt
mit einer mehr oder weniger bedeutenden Granulometrie als auch um
ein flüssiges
Produkt handeln.
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Die
Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter 1,
der das umzufüllende
Produkt, beispielsweise ein Trockengranulat für Klimaanlagen, enthält, einem
Behälter 2,
in den das Granulat umzufüllen
ist und eine Umfülleitung 4,
die den Vorratsbehälter 1 und
den Behälter 2 verbindet.
Das erste Ende 4a der Umfülleitung 4 taucht
in das Granulat ein. Es ist nahe dem Boden des Vorratsbehälters 1 angeordnet,
um sicherzustellen, daß dieser
geleert werden kann.
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Eine
Eingangsleitung 3 erlaubt es der Umgebungsluft, in den
Vorratsbehälter 1 einzudringen.
Das Ende der Eingangsleitung 3, das in den Vorratsbehälter 1 eindringt,
ist vorzugsweise in nächster
Nähe zu dem
Ende 4a der Umfülleitung 4 angeordnet.
In der Praxis werden sie nebeneinander angeordnet.
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Um
eine maximale Entleerung des Vorratsbehälters 1 sicherzustellen,
ist dieser vorzugsweise geneigt angeordnet, wobei die Enden 4a der
Eingangsleitung und der Umfülleitung 4 am
tiefsten Punkt angeordnet.
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Der
Gasstrom, von dem das Granulat mitgenommen wird, wird durch ein
Venturirohr 5 erzeugt, das in der Umfülleitung zwischen dem Vorratsbehälter 1 und
dem Behälter 2 angeordnet
ist. In der Praxis wird man es direkt am Ausgang des Vorratsbehälters 1 anordnen.
Dieses Venturirohr 5 wird durch ein Treibgas angetrieben,
vorzugsweise durch Druckluft. Ein Absperrventil 9 ermöglicht es,
den Zustrom von Treibgas abzustellen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
funktioniert in folgender Weise
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Das
in das Venturirohr 5 eintretende Treibgas verursacht einen
Saugeffekt in der Umfülleitung 4.
Das Venturirohr 5 ist so angeordnet, daß der Sog in Richtung des Vorratsbehälters 1 entsteht.
Das Vakuum wird durch den Eintritt von Umgebungsluft durch die Eingangsleitung 3 kompensiert.
Es bildet sich somit ein Gasstrom in dem Vorratsbehälter zwischen
den beiden Enden der Eingangsleitung 3 und der Umfülleitung 4,
so daß das
Granulat, das sich dort befindet, von dem Gasstrom in die Umfülleitung 4 bis
zum Behälter 2 mitgenommen
wird.. In dem Behälter 2 wird
das Granulat von dem Treibgas wieder getrennt.
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Um
sicherzustellen, daß feuchtigkeitsfreie Bedingungen
vorliegen, ist es möglich,
das Granulat vor Feuchtigkeit geschützt wird. Hierfür kann man Mittel
zum Trocknen des in das Venturirohr 5 eingeführten Treibgases
und der durch die Eingangsleitung 3 in den Vorratsbehälter 1 eintretenden
Umgebungsluft vorsehen. Diese Mittel bestehen beispielsweise aus
Luftfiltern 6, 7 mit einer Porosität von einem
Mikrometer, wobei einer an dem freien Ende der Eingangsleitung 3 und
der andere oberhalb des Venturirohrs 5 angeordnet wird.
Diese Maßnahmen
genügen
vollauf für
Produkte, die nur einer geringen Menge an Feuchtigkeit ausgesetzt
werden dürfen. Solange
die Vorrichtung in Betrieb ist, kommt das Granulat nämlich lediglich
mit trockenem Gas in Kontakt. Die Tatsache, daß das Treibgas aus dem Behälter 2 am
Ende der Umfüllinie
austritt, verhindert das Eindringen von Umgebungsluft in den Behälter 2. Das
Granulat ist somit lediglich während
des Entfernens des vollen Behälters 2 der
Feuchtigkeit ausgesetzt. Aber dieser Schritt ist nur von kurzer
Dauer und läßt nur eine
geringe Menge an Feuchtigkeit eintreten, da er keinen Sog mit sich
bringt.
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Damit
das Granulat auf den Boden des Behälters 2 fällt, wird
bevorzugter Weise der letztere auf einen Rüttler 11 gestellt,
der beispielsweise von der trockenen Luft, die das Venturirohr 5 antreibt,
betrieben wird. Man kann selbstverständlich auch andere Funktionsprinzipien
wählen,
wie beispielsweise einen elektrischen Rüttler. Ebenso kann das Isolierventil 8 durch
ein pneumatisches Ventil 12 gesteuert werden, das ebenfalls
durch die gleiche Druckluftquelle angetrieben wird wie das Venturirohr 5.
Auch hier können
andere Lösungen
in Erwägung
gezogen werden, beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil.
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2 zeigt
im Detail den Behälter 2,
der als Dosierer verwendet werden kann. Das zweite Ende 4b der
Umfülleitung 4 endet
im oberen Bereich des Dosierers 20 und ist auf ein Trenngitter 21 gerichtet. Das
Granulat fällt
auf den Boden des Dosierers 20, während das Treibgas das Trenngitter 21 durchqueren
und frei in die Umgebungsluft austreten kann. Dieser austretende
Gasstrom verhindert, daß die Umgebungsluft
mit der darin enthaltenen Feuchtigkeit in den Dosierer 20 eindringt.
Ist der Dosierer 20 voll, wird die Umfülleitung 4 verschlossen
und das Gas kann nicht mehr zirkulieren, womit gleichzeitig die
Zirkulation des Granulates unterbrochen wird. Nach einer vorbestimmten
und genügend
langen Zeit, um sicherzustellen, daß der Dosierer 20 voll
ist, werden das Absperrventil 9 und das Isolierventil 8 geschlossen
und eine Schublade 22 wird geöffnet, wobei das Granulat in
einen darunter angeordneten Behälter
fällt.
Der Behälter 2 und
die Schublade 22 werden sofort geschlossen und der Füllzyklus
kann erneut beginnen.
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Statt
der Unterbrechung des Betriebes durch Einstellen des Zustroms an
Treibgas kann man auch Mittel zum Detektieren eines zu erreichenden
Füllstandes
oder eines Füllgewichtes
in dem Behälter 2 vorsehen.
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Es
versteht sich von selbst, daß die
Druckluft und die Umgebungsluft durch andere Gase ersetzt werden
können,
die in Bezug auf das Granulat inert sind, insbesondere, wenn dieses
beispielsweise mit Sauerstoff reagiert. Gleichfalls können Maßnahmen getroffen
werden, um zu verhindern, daß die
Umgebungsluft in den Behälter 2 in
dem Moment eintritt, wo dieser weggenommen wurde oder geleert wird, um
auch in diesem Schritt absolut feuchtigkeitsfreie Bedingungen sicherzustellen.
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Die
Vorrichtung kann für
Produkte mit geringer bis großer
Granulometrie verwendet werden. Insbesondere kann sie verwendet
werden für
Pulver, sogar sehr feine Pulver. Sie kann ebenfalls Verwendung finden
für Flüssigkeiten,
die der Ansaugung durch das Venturirohr standhalten.