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Verfahren und Einrichtung zum Konstanthalten des Fu~llstandes in einem,
einem Verbraucher von schüttfähigem Material, insbesondere Kunststoffgranulat, vorgeschalteten
Beschickungsbehälter.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Konstanthalten
des Füllstandes in einem, einem Verbraucher von schüttfähigem Material, insbesondere
Kunststoffgranulat, vorgeschalteten Beschickungsbehälter.
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Bei der Verarbeitung derartiger Materialien, z.B. in Extrudern oder
Spritzmaschinen, liegt es im Interesse der Gleichmässigkeit und Gü#des Fertigproduktes,
wenn es in
stets gleichbleibender Schüttdichte, also nicht zu locker
und nicht zu kompakt, in den Verbraucher gelangt. Man hat deshalb schon den Füllstand
der den Verbraucher vorgeschalteten, durch pneumatische Förderung auffüllbaren Beschickungsbehälter
durch elektrische oder mechanische Detektoren in der Weise kontrolliert, dass diese
bei Erreichen eines Sollwertes die Förderung unterbrechen und bei dessen Unterschreitung
sofort wieder in Gang setzen.
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Diese bekannten Einrichtungen sind kostspielig, umständlich und störanfällig.
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Es ist auch schon ein nach Art eines Abscheiders ausgebildeter und
mit nach oben abgehendem Saugstutzen und darunter einmündendem Förderrohr an eine
Saugförderanlage angeschlossener Beschickungsbehälter bekannt geworden, bei dem
durch ein zeitlich gesteuertes Sauggebläse und eine auf den Unterdruck im Behälter
ansprechende Auslaufklappe eine wechselweise Auffüllung des Behälters und Abgabe
an den Verbraucher stattfindet. Ein Konstanthalten des Füllstandes und eine kontinuierliche
Versorgung des Verbrauchers, wie sie häufig erforderlich ist, ist damit nicht zu
erreichen.
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Die Erfindung zeigt ein Verfahren auf, das in verblüffender Weise
ohne zusätzliche Regeleinrichtungen elektrischer und mechanischer Art ein Konstanthalten
des Füllstandes
im Beschickungsbehälter und auch gegebenenfalls
eine kontinuierliche Versorgung eines Verbrauchers mit Material ermöglicht.
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Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass als Beschickungsbehälter
ein in an sich bekannter Weise ausgebildeter und mit dem nach oben abgehenden Saurohr
und dem darunter einmündenden Förderrohr an eine Saugförderanlage angeschlossener
Abscheider verwendet wird, wobei die Saugförderanlage mit einer über dem Materialbedarf
des Verbrauchers liegenden Förderleitung betrieben und der Druck in der Eingangszone
des Verbrauchers nicht über dem Druck im Beschickungsbehälter gehalten wird Es wird
dann nsmlich beim Erreichen eines etwas oberhalb der Einmündung des Förderrohres
liegenden Füllstandes die weitere Förderung von selbst gesperrt und erst wieder
freigegeben, wenn der Füllstand durch Entnahme von Material wieder bis zur Einmündung
des Förderrohres abgesunken ist.
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Zur genaueren Begrenzung des höchsten Füllstandes kann in an sich
bekannter Weise zwischen dem Saugstutzen und der Einmündung des Förderrohres in
den Behälter ein Sieb, Prallblech oder dergleichen angeordnet sein.
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Besonders einfach wird die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens, wenn die an den Beschickungsbehälter
anschliessende
Eingangszone durch die Bauart des Verbrauchers nach aussen hin druckdicht abgeschlossen
ist. Im andern Fall wird nach der weiteren Erfindung die Eingangszone des Verbrauchers
von der Unterdruckseite einer dem Verbraucher vorgeschalteten Druckschleuse gebildet
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der für die Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens geeigneten Einrichtung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen
zu entnehmen.
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Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung im Längsschnitt zwei
Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Gemäss Fig. 1 ist an den Beschickungsbehälter 1 der Verbraucher 2
mit seiner Eingangzone 3 unmittelbar angeschlossen. Der Verbraucher 2 ist ein Extruder
mit einer Förderschnecke 4, der im Betrieb und im betriebsbereiten Zustand zufolge
seiner Materialfüllung die Eingangszone 3 hinreichend druckdicht absperrt. Ausserdem
ist am Behälterauslass noch ein Sperrschieber 5 vorgesehene Der Behälter 1 selbst
weist einen trichterförmigen Unterteil 6 und einen zylindrischen Oberteil 7 auf,
Oben geht zentral das Saugrohr 8 ab, das den Behälterinnenraum mit einem Sauggebläse
9 verbindet. Das von einem nicht gezeichneten
Vorratsbehälter herführende
Förderrohr 10 ragt bis in die Mitte des Beschickungsbehälters und ist mit seinem
Endstück 11 nach unten abgebogen. Etwas oberhalb der Mündung des abgebogenen Endstückes
11 des Förderrohres 10 ist ein Sieb 12 eingebaut. Schliesslich befindet sich am
Oberteil 7 des Behälters 1 noch ein UnterdruCkventil 13, das den möglichen Unterdruck
im Behälter 1 auf ein geeignetes Mass begrenzt. Die Saugförderanlage 8 - 11 ist
so bemessen, dass ihre Förderleistung den Bedarf des Extruders 2 übersteigt.
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Die Betriebs- und Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Vor
der Inbetriebsetzung, also bei leerem Beschickungsbehälter 1 und leerem Extruder
2, wird der Schieber 5 geschlossen und das Sauggebläse 9 angelassen.
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Durch den im Innern des Behälters 1 sich aufbauenden Unterdruck wird
das Material durch das Förderrohr 10 angesaugt und lagert sich im Behälter 1 ab.
Hat das abgelagerte Material die Mündung des abgebogenen Endes 11 des Förderrohres
10 erreicht und schliesslich überschritten, so wird die Materialzufuhr immer mehr
erschwert und schliesslich beendet, spätestens wenn das Sieb 12 erreicht ist. Dieser
Effekt wird dadurch unterstützt, dass der mit der Erschwerung der Materialansaugung
im noch freien Abschnitt des Oberteiles 7 des Behälters 1 immer mehr ansteigende
Unterdruck zum Oeffnen des Ventiles 13 führt.
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Nunmehr wird das Sauggebläse 9 vorübergehend stillgesetzt und der
Schieber 5 am Auslass des Behälterunterteiles 6 geöffnet. Der Druckunterschied zwischen
der Eingangszone 3 des Extruders 2 gleicht sich aus und das Material gelangt in
den Extruder 2, der nunmehr in Betrieb gesetzt werden kann. Da jetzt durch das Material
selbst die Eingangszone 3 hinreichend druckdicht abgesperrt ist, kann der Schieber
5 geöffnet bleiben. Das Sauggebläse 9 wird wieder anlaufen gelassen und der Behälter
1 füllt sich von neuem, indem die Saugförderanlage 8 - 11 mit einer, die laufende
Materialabgabe an den Extruder 2 übersteigenden Förderleistung betrieben wird. Bei
Erreichung des maximalen Füllstandes wird der weitere Materialzugang wiederum in
der vorgeschilderten Weise unterbrochen, aber sofort wieder fortgesetzt, wenn das
durch den Materialverbrauch bewirkte Absinken des Füllstandes die Einmündung des
Förderrohres 10, 11 wieder hinreichend freigibt. Mit steigendem Füllstand wird also
die Materialzufuhr in den Behälter verlangsamt und mit fallendem Füllstand beschleunigt.
Dabei hat sich gezeigt, dass sich das Material bis dicht unter das Sieb 12 aufschichtet,
sofern dieses nicht zu hoch über der Einmündung des Endstückes 11 des Förderrohres
10 sich befindet. In dieser Weise pendelt der Füllstand zwischen zwei ganz engen
Grenzen, d.h. er wird mit für den praktischen Bedarf ausreichender Genauigkeit während
des ganzen Betriebes des Extruders 2 konstant gehalten.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung bei einem diskontinuierlich arbeitenden
Verbraucher ist sinngemäss die gleiche, sofern dessen Eingangszone nur genügend
druckdicht abgeschlossen ist, indem der jeweilige Abgang aus dem Beschickungsbehälter
bei Freiwerden der Förderrohrmündung sofort wieder ausgeglichen wird. Bei einem
Verbraucher, der von vornherein, also auch im Leerzustand, wenigstens in seiner
Eingangszone druckdicht ist, ist die Inbetriebnahme entsprechend einfacher.
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Anstelle des vorerwähnten Sperrschiebers 5 kann selbstverständlich
auch eine Klappe treten, ebenso wie auch die kurzzeitige Unterbrechung des Saugzuges
statt durch Stillsetzen des Gebläses 9 durch eine im Saugrohr 8 angeordnete Klappe
bewirkt werden kann.
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Bei der Einrichtung nach Fig. 2 handelt es sich um einen Verbraucher
14, der selbst nicht hinreichend druckdicht ist. Darum ist zwischen ihm und dem
Behälterunterteil 6 eine Zellenradschleuse 15 eingeschaltet.
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Die Rücklaufseite der Schleuse ist zur Angleichung des Druckes in
den Leerzellen 16 des in Pfeilrichtung umlaufenden Zellenrades 17 an den Unterdruck
im Beschickungsbehälter 1 mit dessen Oberteil 7 durch eine Leitung 18 verbunden.
Im Gegensatz zum ersten Beispiel mündet hier
das Förderrohr 19 tangential
ein, so dass die Abscheidung des geförderten Materials durch Zentrifugalwirkung
gefördert wird, und das Saugrohr 20 ist durch einen Siebkorb 21 in den Behälter
1 hinein verlängert. Ebenso wie im ersten Beispiel ist am Behälteroberteil 7 ein
Unterdruckventil 13 vorgesehen.
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Zur Inbetriebnahme der Einrichtung wird bei Stillstand von Verbraucher
14 und Zellenrad 17 der Behälter 1 durch die Saugförderanlage 9, 19, 20 gefüllt,
bis die Füllung bei Erreichung eines Höchststandes nach Ueberschreitung der Einmündung
des Förderrohres 19 und weitgehender Abdeckung des Siebkorbes 21 unterbrochen wird.
Werden nun Schleuse 15 und Verbraucher 14 in Betrieb gesetzt, so wird die Abnahme
des Füllstandes im Behälter 1 genau wie im ersten Beispiel laufend ausgeglichen.
Natürlich gilt dies auch hier für eine kontinuierliche, wie auch für eine diskontinuierliche
Arbeitsweise des Verbrauchers.
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Selbstverständlich kann auch mit Vorteil nach dem erfindungsgemässen
Verfahren eine Vielzahl von Verbrauchern mittels einer gleichen Zahl von Beschickungsbehältern
aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter oder im Wechsel aus einer Mehrzahl von Vorratsbehältern
versorgt werden, wobei das Stillsetzen des einen oder anderen Verbrauchers ohne
weiteres möglich ist.
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Zweckmässigerweise sind in diesen Fällen die Beschickungsbehälter
sämtliche oder#gruppenweise an eine gemeinsame Saugleitung angeschlossen.