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Die Erfindung betrifft eine Entleerungsvorrichtung für einen flexiblen Schüttgut-Behälter.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entleerungsvorrichtung der eingangs genanten Art derart weiterzubilden, dass ein sicheres Entleeren auch bei zu einer Agglomeration neigenden Schüttgütern gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Entleerungsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass zweistufig verlagerbare Auflageboden-Abschnitte zur Möglichkeit führen, einen Entleervorgang entsprechend zweistufig durch Betätigung des Verlagerungsantriebs zu unterstützen. Eine erste Betätigungsstufe der Auflageboden-Abschnitte ist dabei durch relative Verlagerung von der Ausgangsstellung in die Mittelstellung gegeben. Eine zweite Betätigungsstufe ist durch Verlagerung der Auflagenboden-Abschnitte von der Mittelstellung in die Neigungsstellung gegeben. Solange der Schüttgut-Behälter noch stärker gefüllt vorliegt, findet die Umstellung des mindestens einen Auflageboden-Abschnitts in der ersten Stufe zwischen der Ausgangsstellung und der Mittelstellung und bei fortschreitendem Entleerungsvorgang dann in einer zweiten Stufe zwischen der Mittelstellung und der Neigungsstellung statt. Dies ermöglicht eine Entleerung auch zur Agglomeration oder Verklumpung neigender Schüttgüter in sicherer Weise aus dem Schüttgut-Behälter. Insbesondere können beispielsweise Kreiden aus dem Schüttgut-Behälter sicher entleert werden. Als flexibler Schuttgut-Behälter kann ein Schüttgut-Sack, insbesondere in Form eines Big-Bags, zum Einsatz kommen.
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Ein Walkantrieb nach Anspruch 2 sorgt für eine besondere sichere Entleerung des Schüttgut-Behälters. Der Walkantrieb kann in einer der Verlagerungsstufen oder auch in beiden Verlagerungsstufen gegeben sein. Als „Walken” wird eine Verlagerung des Auflageboden-Abschnitts mit einer Frequenz bezeichnet, die kleiner ist als 1 Hz, also eine Umstellung zwischen der Ausgangs- und der Mittelstellung und/oder zwischen der Mittel- und der Neigungsstellung mit z. B. 30 bis 40 Umstellungen pro Minute. Alternativ oder zusätzlich kann der Auflageboden-Abschnitt auch mit einer höheren Frequenz verlagert werden, also über den Verlagerungsantrieb gerüttelt werden oder in Vibration versetzt werden. Eine Vibration des mindestens einen Auflageboden-Abschnitts kann, soweit für den Verlagerungsantrieb ein pneumatischer Antrieb genutzt wird, über eine Druckschwankung einer pneumatischen Antriebsversorgung erreicht werden.
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Ein Verlagerungsantrieb nach Anspruch 3 ist kostengünstig. Der mindestens eine verlagerbare Auflageboden-Abschnitt kann durch genau einen zweistufigen Antriebszylinder oder auch durch eine Mehrzahl von zweistufigen Antriebszylindern verlagert werden. Als Antriebszylinder kann ein Pneumatikzylinder zum Einsatz kommen. Alternativ ist ein Verlagerungsantrieb über eine Spindel, über einen Exzenter oder über einen Kniehebel möglich.
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Ein Antrieb mehrerer Auflageboden-Abschnitte nach Anspruch 4 gewährleistet einen besonders gut durch den Verlagerungsantrieb unterstützten Entleerungsvorgang. Die Bewegungen der beiden Auflageboden-Abschnitte können gegenläufig oder gleichläufig sein, so dass der Schüttgut-Behälter entweder zur Mitte hin zusammengedrückt wird oder lateral bewegt wird.
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Strukturelemente nach Anspruch 5 sowie Behälter-Begrenzungselemente nach Anspruch 6 sorgen für einen zusätzlichen Walkeffekt beim Verlagern der Auflageboden-Abschnitte, was die Entleerung des Schüttgut-Behälters weiter fördert. Die Strukturelemente können im Querschnitt mehreckig bzw. polygonal, beispielsweise dreieckig, ausgeführt sein.
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Eine Flexibilität eines Auslauftrichters, in den der Schüttgut-Behälter entleerbar ist, nach Anspruch 7 ermöglicht eine Ausgestaltung des Auslauftrichters, die dort eine Bildung von Schüttgut-Brücken oder Schüttgut-Propfen aufgrund der Beweglichkeit der Trichterwand verhindert bzw. vermeidet.
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Ein Bewegungsantrieb nach Anspruch 8 sorgt für eine nochmals sichere Entleerung auch des Auslauftrichters. Der Bewegungsantrieb kann ein Walken, ein Rütteln oder eine Vibration des Auslauftrichters herbeiführen.
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Mit einer Steuereinrichtung nach Anspruch 9 ist eine zentrale Ansteuerung sämtlicher Antriebe der Entleerungsvorrichtung möglich. Auch der Antrieb eines dem Auslauftrichter im Förderweg des Schüttguts nachgeordneten Dosierorgans kann von der zentralen Steuereinrichtung aus erfolgen. Auch eine Unterdruckquelle einer Aspirationseinrichtung der Entleerungsvorrichtung kann von der zentralen Steuereinrichtung angesteuert sein. Die Aspirationseinrichtung kann das Austreten von Schüttgut oder von mitgeführtem Staub aus der Entleerungsvorrichtung vermeiden. Schließlich kann die zentrale Steuereinrichtung auch Daten einer Wiegeeinrichtung, insbesondere mindestens eines Wägemoduls der Entleerungsvorrichtung erfassen. Über die zentrale Steuereinrichtung können verschiedene Entleerungsprogramme gefahren werden, die an den zu entleerenden Typ des Schüttgut-Behälters und/oder des Schüttguts angepasst sind. Über die zentrale Steuereinrichtung kann auch eine Höhenverstellung eines Oberteils des Tragrahmens, an dem der Schüttgut-Behälter festlegbar ist, zu einem Unterbau des Tragrahmens geschehen, was den Entleervorgang durch eine entsprechende Längung des Schüttgut-Behälters nochmals unterstützen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine teilweise interne Details preisgebende Seitenansicht einer Entleerungsvorrichtung für einen flexiblen Schüttgut-Behälter;
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2 eine weitere Seitenansicht gemäß Blickrichtung II in 1;
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3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in 1;
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4 vergrößert eine der Blickrichtung der 3 entsprechende Aufsicht auf ein Strukturelement, welches auf einer Auflagefläche von Auflageboden-Abschnitten der Entleerungsvorrichtung aufgebracht ist;
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5 eine Ansicht gemäß Blickrichtung V in 4;
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6 eine Ansicht gemäß Blickrichtung VI in 4; und
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7 eine Seitenansicht eines mit der Entleerungsvorrichtung entleerbaren Schüttgut-Behälters.
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Eine Entleerungsvorrichtung 1 dient der Entleerung eines flexiblen Schüttgut-Behälters in Form eines in der 1 gestrichelt angedeuteten Big-Bags 2. Der Big-Bag 2 hat einen Hauptbehälter 3 und einen hieran bodenseitig angesetzten, zylindrischen Auslaufrüssel 4 mit im Vergleich zum Hauptbehälter 3 kleinerem Durchmesser.
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Die Entleerungsvorrichtung 1 hat einen aus Vierkant-Profilen aufgebauten Tragrahmen 5 zur Halterung des Schüttgut-Behälters 2. Der Tragrahmen 5 hat insbesondere vier vertikale Rahmenstützen 6, die teleskopisch ausgeführt sind, so dass eine obere Traverse 7 des Tragrahmens 5 gegenüber einem Unterbau 8 des Tragrahmens 5 höhenverstellbar ist. Der Hauptbehälter 3 des Big-Bags 2 ist an der Traverse 7 des Tragrahmens 5 befestigbar.
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In untere Abschnitte der Rahmenstützen 6 ist jeweils ein Wägemodul 9 integriert. Über die Dehnungsmessstreifen aufweisenden Wägemodule 9 lässt sich die Gewichtskraft bestimmen, die über den Tragrahmen 5 auf die Wägemodule 9 lastet, und damit das Gewicht des Big-Bags 2.
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An den Rahmenstützen 6 sind im Bereich des Unterbaus 8 Ausleger-Tragewinkel 10 festgelegt. Nach innen in den Tragrahmen 5 ragende Enden dieser Ausleger-Tragewinkel 10 tragen hieran angelenkte Auflageboden-Abschnitte 11, 12 eines Auflagebodens 13 der Entleerungsvorrichtung 1. In einer Aufsicht ist der Auflageboden 13 in der 3 dargestellt. Einander zugewandte Stirnkantenbereiche der Auslaufboden-Abschnitte 11, 12 weisen jeweils einen Rücksprung auf (vgl. 3), so dass zwischen den Auflageboden-Abschnitten 11, 12 in der Ausgangsstellung ausreichend Platz zum Durchtritt des Auslaufrüssels 4 durch das Niveau des Auslaufbodens 13 vorhanden ist. Auf den Auflageboden 13 ist ein Bodenbereich 13a des Hauptbehälters 3 des Big-Bags 2 auflegbar.
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Die Auflageboden-Abschnitte 11, 12 sind zu den rahmenfesten Ausleger-Tragewinkeln 10 jeweils um eine horizontale Gelenkachse eines Schwenkgelenks 14 verschwenkbar. Beabstandet zum Schwenkgelenk 14 sind an den Auflageboden-Abschnitten 11, 12 jeweils zwei Doppelhubzylinder 15 angelenkt. Die Doppelhubzylinder 15 sind jeweils zwischen dem Auflageboden-Abschnitt 11, 12 einerseits und einem Widerlager an einem zwischen zwei Rahmenstützen 6 montierten Querträger 16 montiert.
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Jedem der beiden Auflageboden-Abschnitte 11, 12 sind jeweils zwei der Doppelhubzylinder 15 zugeordnet. Die Doppelhubzylinder 15 stellen einen zweistufigen Verlagerungsantrieb für die Auflageboden-Abschnitte 11, 12 dar. Die Doppelhubzylinder 15 stellen also zweistufige Antriebszylinder dar. Mit den Doppelhubzylindern 15 können die Auflageboden-Abschnitte 11, 12 zwischen einer, am wenigsten geneigten Ausgangsstellung, in der der in der 1 rechte Auflageboden-Abschnitt 12 dargestellt ist, einer relativ zur Ausgangsstellung stärker geneigten Mittelstellung und einer relativ zur Mittelstellung nochmals stärker geneigten Neigestellung verschwenkt werden. Die Mittelstellung und die Neigungsstellung sind in der 1 für den in der 1 linken Auflageboden-Abschnitt 11 gestrichelt angedeutet. In der Ausgangsstellung des jeweiligen Auflageboden-Abschnitts 11, 12 sind beide Zylinder der zugeordneten Doppelhubzylinder 15 eingefahren. In der Mittelstellung ist jeweils einer der beiden Doppelhubzylinder eingefahren und der andere der beiden Doppelhubzylinder 15 ausgefahren (erste Verlagerungsstufe). In der Neigungsstellung sind beide der Doppelhubzylinder 15 ausgefahren (zweite Verlagerungsstufe).
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Die Doppelhubzylinder 15 stehen mit einer zentralen Steuereinrichtung 17 der Entleerungsvorrichtung 1 in nicht dargestellter Weise in Signalverbindung.
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Durch entsprechende Ansteuerung der Doppelhubzylinder 15 ist sowohl zwischen der Auflagestellung und der Mittelstellung als auch zwischen der Mittelstellung und der Neigungsstellung ein Walkantrieb der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 gegeben. Dieser Walkantrieb arbeitet mit einer Arbeitsfrequenz, die kleiner ist als 1 Hz. Alternativ kann der zweistufige Verlagerungsantrieb auch einen Rüttelantrieb mit einer Arbeitsfrequenz im Bereich zwischen 1 Hz und 20 Hz oder einen Vibrationsantrieb mit einer Arbeitsfrequenz darstellen, die größer ist als 20 Hz.
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Auf Auflageflächen 18 der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 sind jeweils Strukturelemente 19 montiert. Eines dieser Strukturelemente 19 ist in den 4 bis 6 vergrößert dargestellt. Die Strukturelemente 19 haben einen dreieckigen Profil-Querschnitt, bewirken also Walk-Überstände auf den Auflageflächen 18 der Auflageboden-Abschnitte 11, 12. Bei der Ansteuerung der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 über die Doppelhubzylinder 15 walken die Strukturelemente 19 den Bodenbereich 13a des Hauptbehälters 3 des Big-Bags 2.
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Anstelle von dreieckigen Strukturelementen 19 können im Querschnitt auch rechteckige Strukturelemente zum Einsatz kommen.
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Zusätzlich sind oberhalb der Auflageflächen 18 als Querstangen ausgeführte Behälter-Begrenzungselemente 20 an den Auflageboden-Abschnitten 11, 12 montiert. In der Ausgangsstellung der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 ist der Bodenbereich 13a des Hauptbehälters 3 des zu entleerenden Big-Bags 2 zwischen den horizontal und parallel zueinander verlaufenden Behälter-Begrenzungselementen 20 der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 angeordnet. In der Mittelstellung und noch mehr in der Neigungsstellung der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 drücken die Behälter-Begrenzungselemente 20 von der Seite in den Hauptbehälter 3 und sorgen zusätzlich für eine Walkwirkung zur Entleerung des Big-Bags 2.
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Bei eingesetztem Big-Bag 2 ist unter dessen Auslaufrüssel 4 ein Auslauftrichter 21 der Entleerungsvorrichtung 1 angeordnet, der vom Unterbau 8 des Tragrahmens 5 getragen ist. Der Auslauftrichter 21 ist unter dem Auflageboden 13 angeordnet. Der Auflagetrichter 21 hat eine flexible Trichterwand 22. Bei einer Variante des Auslauftrichters 21 ist die Trichterwand 22 abschnittsweise flexibel. Die Trichterwand 2 ist aus einem flexiblen Material, zum Beispiel aus einem Tuch oder aus Gummi.
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Von außen auf die Trichterwand 22 wirken Druckzylinder 23, mit denen die flexible Trichterwand 22 bewegt und insbesondere in Vibration versetzt werden kann. Mit Hilfe der Druckzylinder 23 kann wiederum ein Walkantrieb, ein Rüttelantrieb oder ein Vibrationsantrieb der Trichterwand 22 erfolgen. Für die Arbeitsfrequenzen dieser verschiedenen Bewegungsantriebe gilt, was vorstehend im Zusammenhang mit dem zweistufigen Verlagerungsantrieb über die Doppelhubzylinder 15 bereits erläutert wurde. Die Druckzylinder 23 stehen ebenfalls in nicht dargestellter Weise mit der Steuereinrichtung 17 in Signalverbindung.
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Die Entleerungsvorrichtung 1 hat weiterhin eine Aspirationseinrichtung 24. Zu letzterer gehört eine Unterdruckquelle 25, die über eine Saugleitung 26 mit einem Kopfabschnitt des Auslauftrichters 21 in Fluidverbindung steht. Gegenüberliegend zu einer Einmündung der Saugleitung 26 in diesen Kopfabschnitt mündet eine Verbindungsleitung 27 aus diesem aus. Letztere verbindet den Auslauftrichter 21 mit einem Ansaugfilter 28 als Druckausgleich.
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Beim Betrieb der Entleerungsvorrichtung 1 wird zunächst der Big-Bag 2 am Tragrahmen 5, und zwar an der Traverse 7, befestigt. Dann wird der Auslaufrüssel 4 des Big-Bags 2 geöffnet. Die nachfolgende Entleerung des Big-Bags 2 wird unterstützt durch einen zweistufigen Walkantrieb, den die Steuereinrichtung 17 durch Ansteuerung der Doppelhubzylinder 15 bewerkstelligt. Dabei werden zunächst in einer ersten Stufe die Auflageboden-Abschnitte 11, 12 jeweils von der Ausgangsstellung in die Mittelstellung verbracht, so dass ein Walkantrieb zwischen der Ausgangsstellung und der Mittelstellung gegeben ist. Hierbei wirken sowohl die Strukturelemente 19 als auch die Behälter-Begrenzungselemente 20 als Walkkörper, die einen unteren Abschnitt des Hauptbehälters 3 des Big-Bags 2 nahe dem Bodenbereich 13a walken und somit die Entleerung des Big-Bag 2 unterstützen. Bei fortschreitender Entleerung des Big-Bags 2 steuert die Steuereinrichtung 17 auch den jeweils zweiten Zylinder der Doppelhubzylinder 15 an, so dass in einer zweiten Stufe der Entleerung ein Walkantrieb durch Umstellung der Auflageboden-Abschnitte 11, 12 zwischen jeweils der Mittelstellung und der Neigungsstellung erfolgt.
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Mit den Wägemodulen 9 kann das Gewicht des Big-Bags 2 kontrolliert werden. Kontrolliert wird dabei sowohl das Ausgangsgewicht des Big-Bags 2 vor dem Öffnen des Auslaufsrüssels 4 und der Gewichtsverlauf beim Entleervorgang, so dass überwacht werden kann, wann das Entleeren des Big-Bags 2 beendet ist. Zudem kann über eine Gewichtskontrolle durch die Wägemodule 9 der Moment des Umstellens zwischen den beiden vorstehend erläuternden Entleerungsstufen des Walkantriebs durch die Doppelhubzylinder 15 vorgegeben werden.
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Beim Entleeren wird eine Agglomerat- bzw. Brückenbildung des im Big-Bag 2 enthaltenen Schüttguts im Auslauftrichter 21 durch Ansteuerung der Druckzylinder 23 durch die Steuereinrichtung 17 verhindert.
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Die Steuereinrichtung 17 kann verschiedene Ansteuerprogramme für die Doppelhubzylinder 15 und die Druckzylinder 23 fahren, jeweils abhängig vom Typ des zu entleerenden Big-Bags 2 und/oder vom Inhalt des jeweiligen Big-Bags 2.
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Beim Entleeren des Big-Bags 2 ist die Aspirationseinrichtung 24 aktiv. Über die Unterdruckquelle 25 wird Aspirationsluft durch den Auslauftrichter 24 gesaugt, so dass in diesem ein leichter Unterdruck herrscht, der verhindert, dass unerwünscht der Inhalt des Big-Bags 2, beispielsweise Schüttgut oder Staub, den Auslauftrichter 21 verlässt.
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Aus dem Auslauftrichter 21 wird das aus dem Big-Bag 2 entleerte Gut über ein Dosierelement in Form beispielsweise einer Zellenradschleuse 29 weitergefördert. In der Zeichnung stellt ein Fallrohr 30 eine Fortsetzung eines Transportwegs für den Inhalt des Big-Bags 2 dar. Anstelle der Zellenradschleuse 29 kann eine Förderschnecke, eine Dosierklappe, eine Irisblende, eine Fließrinne oder eine Vibrationsrinne zum Einsatz kommen.
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Über die teleskopischen Rahmenstützen 6 kann in einer nicht näher dargestellten Ausführung der Entleerungsvorrichtung 1 die Traverse 7 relativ zum Unterbau 8 des Tragrahmens 5 während des Entleervorgangs angehoben werden, um die Höhe der Traverse 7 an die Länge des sich beim Entleeren längenden Big-Bags 2 anzupassen.
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Eine Höhenverstellung der Traverse
7 kann mit Hilfe von Federkraft oder mit Hilfe weiterer Druckzylinder unterstützt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Seilzug oder es kann eine Wickeleinrichtung für den Big-Bag
2 zum Einsatz kommen. Eine derartige Höhenverstellung im Zusammenhang mit einem Lastkreuz, das der Traverse
7 der hier beschriebenen Ausführungen entspricht, ist offenbart in der
DE 44 19 599 C1 .
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Elektrische und mechanische Bauteile der Entleerungsvorrichtung 1 können gemäß den Explosionsschutzvorschriften ausgeführt werden. Hierzu weist ein Anschluss des Big-Bags 2 an den Tragrahmen 5 eine Erdungsklammer auf. Alle Metallteile der Entleerungsvorrichtung 1 sind zudem untereinander geerdet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19740437 C1 [0002]
- US 5788449 [0002]
- DE 4419599 C1 [0002, 0042]
- US 6290098 B1 [0002]
