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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fassentleerungsvorrichtung zur Entnahme einer Flüssigkeit aus einem Fass.
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Fassentleerungsvorrichtungen oder Fassentleereinheiten besitzen in an sich bekannter Weise ein durchgehendes Förderband, auf dem ein stehendes Fass mit einem oder mehreren geöffneten Spundlöchern auf seiner Fassoberseite transportiert wird. Wenn das Fass eine vorbestimmte Position an der Fassentleereinheit eingenommen hat, wird eine pneumatisch gesteuerte Entnahmelanze in das Spundloch des Fasses eingeführt, wo sie ungefähr 50 mm tief in eine in dem Fass befindliche Flüssigkeit eintaucht. Mit Hilfe einer herkömmlichen Pumpe wird dann ein Pumpvorgang eingeleitet, mit dessen Hilfe die aus dem Fass zu entnehmende Flüssigkeit über die Entnahmelanze abgesaugt wird. Die Geschwindigkeit des Entnahmevorganges ist hierbei von einer Reihe von Faktoren abhängig, insbesondere von der Förderleistung der Entnahmelanze. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter Fass nicht nur ein zylindrischer Behälter im engeren Sinne verstanden, sondern jeglicher Behälter, mit dem Flüssigkeiten und fließfähigen Substanzen transportiert werden können. So werden nachfolgend beispielsweise auch rechteckige Container, oder flaschenförmige Behälter als Fässer aufgefasst.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner spezielle Entleersysteme bekannt geworden, bei denen z. B. ein Deckelfass mit einem am Boden des Deckelfasses angeordneten Auspressstempel eingesetzt wird. Über eine Druckluftleitung wird der Auspressstempel am Grund des Deckelfasses angehoben und so der Produktraum in seinem Volumen verkleinert. Durch den verkleinerten Produktraum wird der auszutragende Inhalt des Deckelfasses über eine im Deckel des Deckelfasses angeordnete Leitung abgeführt.
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Ferner sind sogenannte Fasspumpe bekannt geworden, bei denen eine selbstsaugende Kreiselpumpe am Ende eines Stabes in ein Fass getaucht wird, von wo aus der Fassinhalt angesaugt und abgepumpt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fassentleerungsvorrichtung bereitzustellen, bei der mit möglichst einfachen Mitteln große Mengen in kurzer Zeit einem Fass entnommen werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Fassentleerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Fassentleerungsvorrichtung weist eine Fördereinrichtung für ein Fass auf. Ferner ist eine Entnahmelanze verfahrbar an der Fassentleerungsvorrichtung angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Fassentleerungsvorrichtung wird über die Fördereinrichtung das zu entleerende Fass in eine Entnahmeposition für die Entnahmelanze transportiert. Die Entnahmelanze wird verfahren und über eine Öffnung in das Fass eingetaucht, wenn das Fass seine Entnahmeposition erreicht hat. Erfindungsgemäß ist an der Fassentleerungsvorrichtung eine verfahrbare Druckglocke vorgesehen, die in einer abgesenkten Position das Fass in seiner Entnahmeposition umgibt und gegenüber der Umgebung abdichtet. Erfindungsgemäß ist ein Druckanschluss vorgesehen, um in der abgesenkten Position der Druckglocke einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck für das Fass in die Druckglocke einzubringen. Ein wichtiger Aspekt bei der vorliegenden Erfindung ist der Gedanke, dass bei der Entnahme aus dem Fass eine möglichst große Druckdifferenz zwischen der zu entnehmenden Flüssigkeit und dem Umgebungsdruck herrscht. Bei herkömmlichen Fassentleerungsvorrichtungen oder vergleichbaren Einrichtungen ist die maximal zur Verfügung stehende Druckdifferenz stets auf ungefähr 1 bar begrenzt. Hierdurch war sowohl die Geschwindigkeit als auch die maximale Viskosität der aus dem Fass zu fördernden Flüssigkeit begrenzt. Die erfindungsgemäße Fassentleerungsvorrichtung stellt eine deutlich größere Druckdifferenz zur Verfügung, die es erlaubt, schneller auch zähe Flüssigkeiten zu entnehmen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung wird der Vorgang, ein Fass zu entleeren, nicht nur als eine vollständige Entleerung des Fasses verstanden, sondern auch die gezielte Entnahme, beispielsweise von geringen Mengen der Flüssigkeit, soll als eine Fassentleerung verstanden werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Fördereinrichtung mindestens eine Transportbandeinrichtung auf, die das Fass zu der Entnahmeposition transportiert und von dieser wieder fort transportiert. Bevorzugt ist mindestens eine Fassauflage für das Fass in seiner Entnahmeposition vorgesehen, die mit einer Abstützkonstruktion verbunden und in der abgesenkten Position der Druckglocke innerhalb der Druckglocke angeordnet ist. Bei der Verwendung einer Fassauflage werden bevorzugt zwei Transportbänder eingesetzt, von denen ein Transportband das zu entleerende Fass auf die Fassauflage fördert, während das zweite Transportband das ganz oder teilweise entleerte Fass von der Fassauflage fort befördert. Auch kann das Fass auf die Fassauflage und von der Fassauflage geschoben werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Fördereinrichtung mit einem Fassschieber ausgestattet, über den das Fass in seine und aus seiner Entnahmeposition verschoben werden kann. Die Verwendung von einem Fassschieber im Zusammenhang mit einem Transportband als Fördereinrichtung besitzt den Vorteil, dass eine zuverlässige und genaue Positionierung des Fasses in seiner Entnahmeposition erfolgen kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Waage für das Fass in seiner Entnahmeposition vorgesehen. Durch die Waage kann gravimetrisch die aus dem Fass entnommene Menge kontrolliert werden. Selbstverständlich können zusätzlich zu der gravimetrischen Kontrolle der entnommenen Flüssigkeit auch noch andere Kontrolleinrichtungen, beispielsweise eine Volumenmessung, in oder an der Entnahmelanze vorgesehen sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Anschluss für ein Entspannungsgefäß vorgesehen, in das das Druckmedium aus der Druckglocke sich entspannt. Wenn in der Druckglocke ein Überdruck zur Entnahme aus dem Fass aufgebaut ist, wird der Überdruck zunächst im Entspannungsgefäß abgebaut, bevor die Druckglocke durch Anheben geöffnet werden kann. Um das Druckmedium, wie beispielsweise Druckluft oder Stickstoff, nicht in die Umgebung zu entlassen, ist ein Entspannungsgefäß vorgesehen, in das das Druckmedium entweicht.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist in der Entnahmeposition der Untergrund für das Fass in einem vorbestimmten Winkelbereich kippbar gelagert und kann über einen Kippantrieb geneigt werden. Bevorzugt ist die Fassauflage auf der das Fass in seiner Entnahmeposition steht über den Kippantrieb kippbar gelagert. Durch eine Neigung des Fasses ist es möglich, bei einer vollständigen Entleerung des Fasses besser den Fassinhalt über die Entnahmelanze zu erreichen.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Entnahmelanze an der Druckglocke gelagert und wird gemeinsam mit dieser verfahren. Ferner ist eine Kontrolleinrichtung vorgesehen, um die Ausrichtung der Entnahmeöffnung in dem Fass relativ zu der Entnahmelanze zu prüfen. Eine solche Lageprüfung der Entnahmeöffnung ist insbesondere vor dem Absenken der Druckglocke mit der Entnahmelanze wichtig, damit die Entnahmelanze in das Fass eintauchen kann.
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Zweckmäßigerweise verfügt die Entnahmelanze über einen Antrieb, mit dem diese in dem Fass, bevorzugt bis zum Grund des Fasses, abgesenkt werden kann. Bei herkömmlichen Fassentleerungsvorrichtungen taucht die Entnahmelanze nur mit einer bestimmten Tiefe in die zu entnehmende Flüssigkeit ein. Bei der erfindungsgemäßen Fassentleerungsvorrichtung kann die Entnahmelanze tief in die Flüssigkeit eintauchen, da auch in dem Innenraum des Fasses ein Überdruck herrscht. Bevorzugt ist die Entnahmelanze mit der Druckglocke verbunden und fährt mit dieser gemeinsam in das zu entleerende Fass. Zusätzlich ist der Antrieb als Kurzhubantrieb ausgebildet, mit dem die Entnahmelanze bis kurz vor den Fassgrund zur Restentleerung abgesenkt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein Hubzylinder vorgesehen, der mit der Druckglocke verbunden, diese hebt oder senkt. Der Hubzylinder erlaubt einerseits ein präzises Anheben und Absenken der Druckglocke und gestattet es zudem, in der abgesenkten Position die Druckglocke für eine Abdichtung ausreichend anzudrücken. Bevorzugt ist die Druckglocke als ein in axialer Richtung offener Zylindermantel ausgebildet, der in seiner abgesenkten Position gegenüber zwei endseitig angeordneten Teller abgedichtet ist. Zweckmäßigerweise ist die Entnahmelanze durch den oberen Teller geführt, wobei die Teller fest an der Fassentleerungsvorrichtung montiert sind.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein schwenkbarer Tropfenfänger für die Entnahmelanze vorgesehen, der in einer angehobenen Position der Entnahmelanze unter deren Eintrittsöffnung verschwenkbar ist. Der Tropfenfänger verhindert, dass aus der Entnahmelanze zurückfließende Flüssigkeit verloren geht. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Tropfenfänger mit einer Spülleitung vorgesehen, über die eine Reinigungsflüssigkeit in die oder aus der Entnahmelanze gefördert werden kann. Mit Hilfe der Spülleitung an dem Tropfenfänger ist es möglich, die Entnahmelanze spülend zu reinigen.
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Bevorzugt kann auch die Zuleitung zu der Entnahmelanze vor oder nach der Benutzung gereinigt werden. Hierzu ist eine Molchstation vorgesehen, die einen Molch für die Zuleitung der Entnahmelanze absetzt und/oder aufnimmt. Bei der Verwendung einer Molchstation ist die Entnahmelanze bevorzugt über einen molchbaren Schwenkarm mit der Fassentleerungsvorrichtung verbunden.
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Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend vorgestellt. Es zeigen:
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1 eine Fassentleerungsvorrichtung in einer Grundstellung,
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1a eine Detailansicht einer Fasskippvorrichtung für eine Restentleerung,
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2 die Fassentleerungsvorrichtung aus 1 mit einem Produktfass in der Entnahmeposition bei ausgeblendeter Druckglocke,
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3 den Vorgang der Fassentleerung unterhalb der Druckglocke bei gleichzeitiger Vorbereitung eines neuen Fasses,
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4 die Fassentleerung bei ausgeblendeter Druckglocke und geneigter Fassauflage,
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5 Aufnahme eines neuen Fasses bei angehobener Druckglocke und ausgeschobenem weiteren Fass,
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6 in einer Ansicht von der Seite einen Tropfenfänger für die Entnahmelanze und
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6a eine Detailansicht des Tropfenfängers in seiner Auffangposition.
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1 zeigt ein volles Produktfass 10, das ein großes Spundloch 12 und ein kleines Spundloch 14 auf seiner Oberseite aufweist. Die Spundlöcher 12 und 14 sind geöffnet. Das Fass 10 wird von einer Vorschubeinheit 16 auf einer Transportbahn 18 mit Hilfe eines Fassschiebers 20 bewegt. Der Fassschieber 20 besitzt eine ungefähr M-förmige Vorschubwand 22, an der das Fass 10 anliegt. Der Fassschieber 20 mit seiner Vorschubwand 22 positioniert das Fass 10 derart auf dem Transportweg 18, dass es aus der Fassauflage 24 zum Stehen kommt.
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Die Fassauflage 24 ist in einem Rahmen 26 gelagert, der eine tragende Rahmenstange 28 aufweist. Wie in 1a zu erkennen, besitzt die Fassauflage 24 Seitenwände 30, über die die Fassauflage 24 schwenkbar an der Rahmenstange 28 gelagert ist. Über einen Kurzhubzylinder 32, der über einen Hebel 34 mit der Rahmenstange 28 zusammenwirkt, ist die Fassauflage 24 schwenkbar. Hierzu ist beispielsweise der Kurzhubzylinder 32 an der Seitenwand 30 befestigt und stützt sich mit dem freien Ende des Hebels gegen die Rahmenstange 28 ab. Die Rahmenstange 28 ist zudem auf einer Druckdose 36 gelagert, so dass das Gewicht eines auf der Fassauflage stehenden Fasses über die Rahmenstange 28 auf der Druckdose 36 anliegt und so gemessen werden kann. Das gemessene Gewicht wird durch die Kippeinrichtung 32 nicht beeinflusst, da die kippbar gelagerte Fassauflage an der Rahmenstange 28 gelagert ist.
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Die erfindungsgemäße Fassentleerungsvorrichtung besitzt zusätzlich eine im Wesentlichen zylindrische Druckglocke 36, die über einen Hubzylinder hydropneumatisch angehoben und abgesenkt werden kann. Die Druckglocke 36 ist als umlaufender Zylindermantel mit rundem Querschnitt ausgebildet, der an seinem oberen und seinem unteren Ende offen ist. Die Druckglocke besitzt an ihrem unteren Ende eine Dichtungseinrichtung 40, mit der die abgesenkte Druckglocke 36 ihren Innenraum abdichtet. Wichtig hierbei ist, dass die abgesenkte Druckglocke 36 sich nicht auf der Fassauflage aufstützt, sondern sich auf einem unterhalb der Fassauflage angeordneten Rahmenteller 42 abstützt, damit über die Fassauflage eine Kippbewegung oder eine Gewichtsmessung erfolgen kann. Auch an ihrem oberen Bereich ist die als Zylindermantel ausgebildete Druckglocke gegenüber einem oberen Rahmenteller 43 abgedichtet. Der obere Rahmenteller 43 besitzt eine umlaufende Dichtung 45, mit der er gegenüber dem Zylindermantel abgedichtet wird. Durch Absenken des Zylindermantels wird die Druckglocke an ihrem oberen und unteren Ende gegenüber den Rahmentellern abgedichtet.
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In 1 ist ferner eine Entnahmelanze 44 mit ihrem Kurzhubzylinder 46 zu erkennen. Über den Kurzhubzylinder 46 kann die Entnahmelanze 44 zusätzlich um eine vorbestimmte Wegstrecke tiefer abgesenkt werden, beispielsweise für eine Restentleerung aus dem Fass 10. Der Gelenkarm 48 verbindet die bewegliche Entnahmelanze 44, deren Spitze in die Flüssigkeit tauscht, mit einem an dem Rahmen 26 fest vorgesehenen Anschluss 50. Wie deutlich in 1 zu erkennen, ist die Entnahmelanze 44 mit dem Kurzhubzylinder 46 an dem zylindrischen Mantel der _Druckglocke 36 an deren oberen Rand angebracht.
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2 zeigt den vorgeschobenen Fassschieber 20, der das Fass 10 auf die Fassauflage 24 geschoben hat. Wie in 2 zu erkennen, ist die Spundöffnung 12 direkt unter der Entnahmelanze 44 angeordnet. Zur besseren Übersicht ist die zylindrische Wand der Druckglocke 36 in 2 nicht dargestellt.
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3 zeigt bereits das nächste Produktfass 10', das an dem Fassschieber 20 ausgerichtet ist. 3 zeigt die abgesenkte Entnahmelanze 44, die in das innerhalb der Druckglocke 36 angeordnete Produktfass eintaucht. Innerhalb der Druckglocke 36 herrscht ein Überdruck mit einem Druckmedium bei einem Druck von 2 bar–10 bar, bevorzugt von 4 bar–6 bar. Als Druckmedium zur Erzeugung des Überdrucks kann beispielsweise Druckluft oder Stickstoff eingesetzt werden.
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4 zeigt im Wesentlichen die gleiche Position wie in 3, jedoch mit ausgeblendeter Druckglocke 36. Zudem ist die Fassauflage über einen Kippantrieb 32 schräg gestellt und die Entnahmelanze 44 über den Zylinder 46 vollständig in das Produktfass 10 abgesenkt. Die Beaufschlagung mit Druck sowie das Entspannen des Drucks nach der Fassentleerung erfolgt über ein Druck- und Entspannungsventil 52, das auf der Oberseite der Druckglocke angeordnet ist.
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5 zeigt den nachfolgenden Arbeitsschritt, bei dem das entleerte Fass 10 herausgeschoben wurde und das neu zu entleerende Fass 10' über den Fassschieber 20 in die Entnahmeposition vorgeschoben wurde. Die Druckglocke mit der Entnahmelanze 44 ist bei diesem Vorgang angehoben.
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6 zeigt einen schwenkbaren Tropfenfänger 54 in einer Ansicht von der Seite. Der Tropfenfänger 54 ist schwenkbar innerhalb der Druckglocke 36 an dem oberen Rahmenteller 43 angeordnet. Das eine Ende des Tropfenfängers 54 ist, wie in 6a dargestellt, mit einer Spülleitung 56 verbunden. Das andere Ende des Tropfenfängers, somit das schwenkbare Ende, besitzt einen Schaft 58 mit Dichtung, der mit einer Dichtung 60 an der Öffnung der Entnahmelanze 44 zusammenwirkt. Ist die Entnahmelanze 44 über die Druckglocke angehoben, so kann der Tropfenfänger 54 zu der Entnahmelanze 44 hingeschwenkt werden und über die Dichtung 60 der Entnahmelanze abgedichtet die Spülleitung 56 anschließen, wenn die Entnahmelanze 44 über den Kurzhubzylinder 46 abgesenkt wird.
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Zur Reinigung der Entnahmelanze ist es dann möglich, durch die Spülleitung 54 eine Reinigungsflüssigkeit, wie beispielsweise Reinigungsöl und/oder Wasser durch die Entnahmelanze 44 zu spülen.
