DE2364596B2 - Verfahren zum Füllen von mit dem Inhalt verbrauchbaren, langgestreckten Packungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Füllen von mit dem Inhalt verbrauchbaren, langgestreckten Packungen für die Zuspeisung von Reaktionsmittelgemischen in Reaktionsgefäße über einen längeren Zeitraum.

Derartige bekannte Packungen werden häufig benutzt, wenn es darum geht, feste Reaktanten kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich über einen längeren Zeitraum verteilt in eine flüssige Phase einzubringen. Ein besonders anschauliches Beispiel hierfür liefert die Stahlindustrie. Dort geht es bei der Herstellung von Stahlblöcken durch Eingießen von geschmolzenem Stahl in Kokillen darum, der Stahlschmelze während des Ansteigens des Schmelzespiegels in der Kokille sogenannte Kochmittel möglichst kontinuierlich zuzusetzen. Für diesen Zweck sind bereits längere Rohre vorbekannt, in denen sich granulat- bzw. pulverförmiges Kochmittel befindet. Die Rohre werden von oben in die Kokille eingehängt; durch die ansteigende Schmelze wird der Rohrmantel kontinuierlich verbraucht, so daß das Kochmittel ebenso kontinuierlich in die Schmelze gelangen soll (DE-OS 1 583 292). Dort ist auch offenbart, daß das Rohr durch Pfropfen in Kammern unterteilt oder daß der Rohrinhalt durch Bindemittel verfestigt werden kann. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß die Herstellung solcher Rohre oder Packungen keinesfalls einfach durchzuführen ist.

Zunächst einmal ist das Einbringen von Pfropfen zusammen mit pulverförmigen Stoffen in einem kontinuierlichen Arbeitsverfahren ein außerordentlich schwieriges Problem. Zumindest aber stellen die Pfropfen Fremdsubstanzen dar, die keineswegs für alle Reaktionen erwünscht sind. Die Verfestigung des Rohrinhalts durch Bindemittel hat den Nachteil, daß

■> der Rohrinhalt nach Verbrauch des Rohrmantels in Klumpen oder Brocken in das Reaktionsgefäß gelangt, so daß eine gleichförmige Verteilung stark erschwert wird.

Ein loses Einfüllen von pulverförmigen Reaktions-

i» mittelgemischen in langgestreckte Packungen hat den Nachteil, daß sich die Reaktionsmittel auf Grund der unvermeidlichen Erschütterungen beim Transport entmischen, und zwar um so stärker, je größer die Unterschiede im spezifischen Gewicht der Gemisch-ϊ komponenten sind, und je langer die Erschütterungen zur Einwirkung kommen. Der Hauptnachteil aber besteht darin, daß der Inhalt der Packung in unkontrollierbaren Mengen pro Zeiteinheit in das Reaktionsgefäß eindringt. Die bereits bekannte Unterteilung eines

-'» Rohres bzw. einer langgestreckten Packung durch zonenweise Verengung des Packungsquerschnitts ist bei Anwendung herkömmlicher Füllverfahren und kontinuierlichem Herstellungsablauf keine einfach durchzuführende Maßnahme. Für eine rationelle Fertigung

r> ist es unerläßlich, daß die zur Herstellung der einzelnen Kammern erforderlichen zahlreichen Querschnittsverengungen gleichzeitig erzeugt werden. Eine örtliche Querschnittsverengung erzwingt nun aber ein Ausweichen des Packungsinhalts in Richtung der

i» Längsachse der Packung. Dieses Ausweichen wird mit zunehmender Verengung des Packungsquerschnitts immer mehr erschwert und kommt schließlich zum Stillstand, bevor der Querschnitt zwischen den einzelnen Kammern so weit verengt worden ist, daß ein

i) Durchtritt des Packungsinhalts sicher verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Herstellverfahren für die eingangs beschriebenen, langgestreckten Packungen anzugeben, durch welches eine über die gesamte Länge der Packung gleichför-

ti) mige Zusammensetzung des Reaktionsmittelgemischs erreicht wird, welche bis unmittelbar zum Verbrauch der Packung unverändert bleibt, und bei welchem trotz des Einsatzes rationeller Fertigungsmethoden eine Unterteilung des Packungsinhalts in der Weise

r> erfolgt, daß während des Verbrauchs der Packung höchstens der Inhalt einer Kammer gleichzeitig in das Reaktionsgefäß austritt. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch die kombinierte Anwendung folgender Maßnahmen:

ίο a) Dosieren und Mischen der Gemischkomponenten

b) Zufördern des Gemischs zur Einfüllöffnung der senkrecht stehenden Packung mittels eines Vibrationsförderers

-,<■> c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemischs in freiem Fall in die ruhende Packung

d) Umlegen der Packung in eine waagerechte Lage

e) Gleichmäßiges Verteilen des Gemisches über die Länge der Packung

bo f) Unterteilung der Packung in abgeschlossene Einzelkammern durch örtliches Zusammenquetschen des Querschnitts.
Das Zufördern des Reaktionsmittelgemischs mittels eines Vibrationsförderers hat den Vorteil, daß die μ bereits hergestellte Mischung auf dem Transportwege nicht wieder entmischt wird. Außerdem gestattet der Vibrationsförderer ein exaktes Anhalten des Förderstroms, so daß ein Unter- oder Überfüllen der Pak-

kung sicher vermieden wird. Das Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemische in freiem Fall in die ruhende Packung steht im Gegensatz zu den bisher bekannten Füllvorgängen langgestreckter Packungen, bei denen die Packung zur Erzeugung einer möglichst hohen Schüttdichte einer Vibration unterworfen wird. Das Einfüllen des Gemischs in freiem FaI! wird bewußt angewandt, um eine niedrige Schüttdichte zu erreichen, die eine nachfolgende Kompression des Gemischs erlaubt. Das Umlegen der Packung in die waagerechte Lage beseitigt - ebenfalls im Gegensatz zu herkömmlichen Füllverfahren - den Einfluß der Schwerkraft, soweit diese dem Ausweichen des Pakkungsinhalts in Richtung der Längsachse entgegenwirkt. Bei dem nachfolgenden, örtlichen Zusammenquetschen des Querschnitts kann der Packungsinhalt nicht nur in Längsrichtung der Packung ausweichen; er ist auch innerhalb der durch die beginnende Einschnürung entstehenden Kammern in ausreichendem Maße komprimierbar.

Durch das Zusammenwirken aller Einzelmaßnahmen wird eine Packung für Reaktionsmittelgemische erzeugt, dessen Inhalt sich bei konstanter prozentualer Zusammensetzung kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich über einen längeren Zeitraum verteilt in das Reaktionsgefäß bzw. das darin befindliche Medium ergießt. Das die Rieselfähigkeit des Gemischs erhalten bleibt, tritt eine unerwünschte Klumpenbildung nicht auf. Andererseits ist es aber auch unmöglich, daß der gesamte Inhalt der Packung schlagartig aus der Vakkung austritt. Die Herstellung der Packung ist auf einfache und rationelle Weise auch in größten Stückzahlen möglich. Nicht nur der Gesamtinhalt der Packung kann in engen Grenzen konstant gehalten werden, sondern auch der Inhalt jeder Einzelkammer ist über die gesamte Packungslänge konstant.

Die gleichförmige Verteilung des Packungsinhalts über die Packungslänge kann gemäß der weiteren Erfindung noch dadurch verbessert werden, wenn eine weitere Maßnahme mit den bisherigen Maßnahmen vereinigt wird. Dies kann bei rotationssymmetrischen, d. h. rohrförmigen Packungen in besonders einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Packung auf rotierenden Walzen aufliegt, die im gleichen Drehsinn angetrieben werden. Es ist aber auch möglich, die Pakkung während ihrer Herstellung zum Zwecke des Transports auf einer schiefen Ebene abrollen und hierbei beispielsweise in ein Werkzeug zum Zusammenquetschen des Querschnitts eintreten zu lassen.

Als Material für die Packung selbst können alle Werkstoffe verwendet werden, die entweder in kaltem oder in erwärmtem Zustand plastisch verformbar sind. Für metallurgische Zwecke kommen beispielsweise metallische Rohre aus Stahl- und Aluminiumblech in Frage, wobei das betreffende Metall gleichzeitig als Legierungselement dienen kann. Eine solche, metallische Packung kann in kaltem Zustand zusammengequetscht werden. Es ist aber auch denkbar, für den gleichen oder einen anderen Zweck Kunststoffrohr oder -Schläuche einzusetzen, die nach örtlicher Aufheizung zusammengequetscht und gegebenenfalls an der Quetschstelle verschweißt werden können. Für bestimmte Zwecke ist es sogar möglich, die Packung aus einem Werkstoff herzustellen, der sicii in einem Lösungsmittel auflöst.

Auch der Packungsinhalt, d. h. das Reaktionsmittelgemisch ist in weiten Grenzen frei wählbar. Es kommen Pulvergemische der unterschiedlichsten Art

und Zusammensetzung sowie Korngröße in Frage. Für metallurgische Zwecke wird als Packungsinhalt beispielsweise ein Gemisch aus Aluminiumspänen bzw. -pulver und Natriumfluoridpulverals Kochmittel benutzt, welches in ein gefalztes Stahlblechrohr eingefüllt wird.

Ein Durchführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, der dadurch hergestellte Gegenstand und seine Einzelheiten seien nachfolgend an Hand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Verfahrensschema für das Füllen der Packung,

Fig. 2 eine gefüllte und verschlossene Packung in horizontaler Lage innerhalb eines Werkzeugs für das Zusammenquetschen des Packungsquerschnitts,

Fig. 3 eine Packung nach dem Zusammenquetschen und der Entnahme aus dem Werkzeug gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Packung in nicht zusammengequetschtem Zustand gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 und 6 Querschnitte entlang der Linien V-V und VI-VI durch den Gegenstand gemäß Fig. 3.

In Fig. 1 sind mit 1, 2 und 3 Silos für drei verschiedene Gemiscnkomponenten bezeichnet, die über Leitungen 4, 5 und 6 mit einer Dosierwaage 7 in Verbindung stehen. Der Transport innerhalb der Leitungen wird mittels Druckluft bewirkt; elektrisch betätigte Absperrschieber 8,9 und 10 ermöglichen eine Unterbrechung des Transports der jeweiligen Komponente.

Die Dosierwaage 7 besteht aus einem Wiegebehälter 11, der in einem Rahmen 12 aufgehängt ist und sich auf Gewichtsmeßdosen 13 abstützt. Das Ausgangssignal der Gewichtsmeßdosen 13 wird über eine Leitung 14 einer Steuerschaltung 15 zugeführt, die über Steuerleitungen 16, 17 und 18 den jeweiligen Absperrschieber 8, 9 oder 10 betätigt, wenn die vorgegebene Komponentenmengesich im Wiegebehälter 11 befindet.

Die jeweilige Komponentenmenge wird aus dem Wiegebehälter 11 über einen Absperrschieber 19 und einen Rohrstutzen 20 einem Mischer 21 zugeführt, der als sogenannter Kegelschneckenmischer ausgeführt ist. Dieser besitzt in seinem Innern eine Mischschnecke 22, deren Drehachse um die Kegelachse eine Evolventenbewegung ausführt. Der Mischer 21 mündet über einen Absperrschieber 23 in einen Schnekkenförderer 24, der gleichzeitig den Verschluß des Mischers 21 übernimmt und eine Entmischung der Komponenten verhindert. Unterhalb eines Austrittsstutzens 25 befindet sich die Förderrinne 26 eines Vibrationsförderers 27, der dazu dient, das Gemisch zur Einfüllöffnung 28 der senkrecht stehenden Packung 20 zu transportieren. Ein Trichter 30 in der Einfüllöffnung 28 erleichtert diesen Vorgang. Die Förderrinne 26 wird durch einen Schwingantrieb 31 betätigt, dessen Stillsetzen zur Folge hat, daß der Strom des Reaktionsmittelgemischs in der Förderrinne 26 sofort zum Stillstand kommt. Das Stillsetzen wird über eine Wiegeeinrichtung 32 ausgelöst, auf deren Waagschale 33 die Packung 29 während des gesamten Füllvorganges ruht. Das Ausgangssignal der Wiegeeinrichtung 32 wird über eine Leitung 34 einer Steuerschaltung 35 mitgeteilt, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes den Schwingantrieb 31 stillsetzt.

Nachdem die Packung 29 in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 in loser Schüttung gefüllt wurde, wird sie in eine horizontale Lage gebracht, wie dies in Fig. 2

dargestellt ist. Sie ruht dabei auf den Kanten 36 von unteren Quetschwerkzeugen 37, die Teil einer Quetschvorrichtung 38 sind. Oberhalb der Quetschwerkzeuge 37 befindet sich in Parallelanordnung eine weitere Reihe von Quetschwerkzeugen 39 mit Quetschkanten 40, die an einem Querträger 41 befestigt sind, der zwischen mechanisch oder hydraulisch betätigten Pressenwangen 42 befestigt ist. Bei einer Abwärtsbewegung der Pressenwangen 42 erhält die Packung 29 ein Profil gemäß Fig. 3. Durch die Quetschkerben 43 wurde eine Reihe von rieseldicht gegeneinander abgedichteten Einzelkammern definierten Volumens erzeugt.

Fig. 4 zeigt die Auswirkung einer Drehung der Packung 29 um ihre Längsachse, durch Abrollen auf einer schiefen Ebene 44. Das Reaktionsmittelgemisch 45 hat sich dabei in der Weise verteilt, daß im oberen

Teil der Packung 29 ein freies Segment 46 entstandei ist, das bei dem nachfolgenden Abquetschvorgang da durch die Quetschkerben 43 verdrängte Gemisch auf nehmen kann. Die schiefe Ebene 44 wird besonder: zweckmäßig in Verbindung mit einer Quetschvorrich tung 38 gemäß Fig. 2 eingesetzt, und zwar in de Weise, daß die schiefe Ebene 44 das Einrollen de Packung 29 zwischen die Quetschwerkzeuge 37 unc 39 bewirkt.

In den Fig. 5 und 6 wurde der Übcrsichtlichkci halber das Reaktionsmittelgemisch 45 fortgelassen Es ist zu erkennen, daß auf Grund der Quetschkcrbei 43 der Querschnitt der Packung 29 vollständig zusam mengequetscht wurde, so daß die einzelnen Kämmen innerhalb der Packung in der Weise voneinander gc trennt sind, daß ein Durchtritt des Gcmischs nich möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von mit dem Inhalt verbrauchbaren, langgestreckten Packungen für die Zuspeisung von Reaktionsmittelgemischen in Reaktionsgefäße über einen längeren Zeitraum, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen:

a) Dosieren und Mischen der Gemischkomponenten

b) Zufördern des Gemischs zur Einfüllöffnung der senkrecht stehenden Packung mittels eines Vibrationsförderers

c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemischs in freiem Fall in die ruhende Pakkung

d) Umlegen der Packung in eine waagerechte Lage

e) Gleichmäßiges Verteilen des Gemisches über die Länge der Packung

f) Unterteilung der Packung in abgeschlossene Einzelkammern durch örtliches Zusammenquetschen des Querschnitts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung vor der Unterteilung in Einzelkammern in horizontaler Lage mehrfach um ihre Längsachse gedreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung vor der Unterteilung in Einzelkammern in horizontaler Lage einem Rüttelvorgang ausgesetzt wird.