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Ventilvorrichtung zum dosierten Beschicken
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des Wiegebehälters einer Saugwaage Die Erfindung bezieht sich auf
eine Ventilvorrichtung zum dosierten Beschicken des Wiegebehälters einer Saugwaage
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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In der Verfahrenstechnik werden Saugwaagen vielfach eingesetzt, um
Schüttgüter verschiedener Art in einem einzigen Wiegebehälter in vorbestimmten Mengen
zu verwiegen. Die Beschickung des Wiegebehälters mit den einzelnen Komponenten erfolgt
dabei zunächst im Grobstrom mit hoher Förderleistung bis zum Erreichen des sogenannten
"Grobgewichtes". Unter Zugabe von Fehlluft in die Saugleitung wird das Schüttgut
anschließend so lange im Feinstrom in den Wiegebehälter zugeführt, bis das Sollgewicht
nahezu erreicht ist.
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Schließlich bringt man noch den Schüttgutnachlauf aus der Saugleitung
in den Wiegebehälter ein. Zum Umsteuern vom Grobstrom auf den Feinstrom und auf
den Schüttgutnachlauf sowie zum Offnen und Schließen der Saugleitung sind in solchen
Anlagen Ventilvorrichtungen vorgesehen.
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Die aus der DE-PS 23 61 279 bekannte Ventilvorrichtung weist ein Absperrventil
für jede Komponente sowie ein Fehlluftventil und ein Leersaugventil auf. Die Ventile
sind nahe dem Wiegebehälter in einem Ventilblock nebeneinander angeordnet und haben
jedes einen Zweistellungs-Druckluftzylinder als Stelleinrichtung. Als Ventilglieder
weisen sie an der Kolbenstange jedes Druckluftzylinders befestigte Ventilteller
auf. Die Saugleitungen münden von unten her im Bereich der Absperrventile in den
horizontal angeordneten Ventilblock ein, so daß das Schüttgut auf seinem Weg zum
Wiegebehälter hin um 900 umgelenkt wird.
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Die Ausmündungen der Saugleitungen in die Absperrventile tragen elastische
Ringdichtungen, gegen die die Ventilteller bei geschlossenen Ventilen anliegen.
Zur Steuerung ist für jedes Ventil ein Magnetventil erforderlich. Dem Fehlluftventil
ist ferner eine verstellbare Abdeckscheibe zur mehr oder weniger großen Abdeckung
einer Fehlluftöffnung zugeordnet.
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Die bekannte Ventilvorrichtung erfordert wegen der Vielzahl der einzelnen
Bauteile einen verhältnismäßig großen Bauaufwand.
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Außerdem ist die Steuerung kompliziert, weil schon bei einer Komponente
mindestens drei Druckluftzylinder zu betätigen und zu überwachen sind. Durch die
Anordnung nahe dem Wiegebehälter wird nur der in der Ventilvorrichtung selbst vorhandene
Schüttgutrest als Nachlauf in den Wiegebehälter eingebracht. Dagegen bleibt das
in der Saugleitung zwischen einem Vorratsbehälter und der Ventilvorrichtung noch
vorhandene Schüttgut in der Leitung liegen, wo es sich festsetzen und schließlich
Verstopfungen hervorrufen kann. Wenn es sich um leicht verderbliches Schüttgut handelt,
können zudem Schimmelbildung oder sonstige Zersetzungsprozesse eintreten. Die bekannte
Ventilvorrichtung eignet sich deshalb auch nicht für Anlagen, in denen die von mehreren
Vorratsbehältern abgehenden Saugleitungen zur Verringerung des Rohrleitungsaufwandes
zu einer einzigen, zum Wiegebehälter führenden Sammelleitung zusammengefaßt sind.
Die Reste der vorhergehenden Komponente würden sich auch mit der nachfolqenden Komponente
vermischen und eine Verfälschunq des Wieqeergebnisses verursacheq.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine im Bauaufwand und
im Steuerungsaufwand vereinfachte sowie universell verwendbare Ventilvorrichtung
zu schaffen.
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Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Merkmale im Kennzeichen
des Hauptanspruchs gelöst. Die Zusammenfassung der bisherigen drei Ventile zu einem
einzigen Ventil, das die Funktionen des Absperr-, des Fehlluft- und des Leersaugventils
übernimmt, bringt eine deutliche Verringerung des Bauaufwands und ermöglicht ferner
eine übersichtliche und einfache Steuerung.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Stirnseite des Ventilgehäuses
der Mehrstellungszylinder und an der anderen Stirnseite die Lufteintrittsöffnung
angeordnet und münden die Gutdurchlaßöffnungen an einander gegenüberliegenden Stellen
am Umfang aus dem Ventilgehäuse aus. Damit ist es möglich, das Ventil in jeder beliebigen
Lage in die Saugleitung einzubauen, ohne daß seine Funktion beeinträchtigt wird.
Außerdem ist eine Gutumlenkung beim Druchgang durch das Ventilgehäuse vermieden.
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Einfache und in der Herstellung billige Ventilteile lassen sich bevorzugt
dadurch erreichen, daß das eine Ventilglied aus einem Kolben und das andere Ventilglied
aus einer in axialem Abstand zu diesem auf einer Ventilspindel angeordneten Scheibe
gebildet sind, die an der dem Kolben zugewandten Stirnseite einen Ansatz zur Steuerung
des Querschnitts der Lufteintrittsöffnung hat.
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Vorteilhaft trägt der Mehrstellungszylinder in Hubrichtung verstellbare,
durch den Kolben des Mehrstellungszylinders betätigbare Näherungsschalter, die auf
einfache Weise eine dem jeweiligen Schüttgut angepaßte Einstellung der Fehlluftmenge
sowie der zum Leersaugen der Leitung benötigten Luftmenge zulassen.
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Um den gesamten Schüttgutnachlauf in den Wiegebehälter einbringen
zu können, ist das Mehrstellungsventil vorzugsweise nahe der Schilttgutaufgabevorrichtung
angeordnet.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine schematische
Ansicht einer pneumatischen Förderanlage mit Saugwaage und Ventilvorrichtung, Figur
2 die Ventilvorrichtung, teils in Ansicht, teils im Achsschnitt, mit den Ventilgliedern
in zwei verschiedenen Betriebsstellungen, Figur 3 eine Seitenansicht der Ventilvorrichtung,
teils im Schnitt, mit den Ventilgliedern in zwei anderen Betriebsstellungen.
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Die pneumatische Förderanlage der Figur 1 weist drei Vorratsbehälter
1, 2 und 3 auf, in denen Schüttgüter unterschiedlicher Eigenschaften lagern. An
die Schüttgutaufgabevorrichtungen 4, 5 und 6 jedes Vorratsbehälters sind Saugleitungen
7, 8 und 9 angeschlossen, die in eine gemeinsame Sammelleitung 10 münden.
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Die Schüttgutaufgabevorrichtungen können in bekannter Weise als in
die Vorratsbehälter eintauchende, selbstansaugende Saugrüssel oder in anderer Form
ausgeführt sein. In jeder Saugleitung 7, 8 und 9 ist nahe den Schüttgutaufgabevorrichtungen
4, 5 und 6 ein Mehrstellungsventil 11, 12 und 13 angeordnet, dessen Aufbau und Funktion
weiter unten beschrieben wird.
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Die Sammelleitung 10 führt zu einer Saugwaage 20, in deren Wiegebehälter
21 sie über einen biegsamen Schlauch 14 einmündet. Auf dem Wiegebehälter 21 der
Saugwaage 20 sitzt ein Staubabscheider 22, der über ein flexibles Leitungsstück
23 mit einem Sauggebläse 24 verbunden ist. Die Saugwaage 20 weist ferner einen Waagenmeßkopf
25 und unten am Wiegebehälter 21 ein Auslaufventil 26 auf.
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Die Melsrstellungsventile 11, 12 und 13 haben alle den gleichen Aufbau,
so daß lediglich das Mehrstellungsventil 11 näher beschrieben zu werden braucht.
Es weist ein Ventilgehäuse 30 mit einer Ventilbohrung 31 auf, in der zwei Ventilglieder
32 und 33 hin und her bewegbar sind. Das Ventilglied 32 ist als Kolben 34 und das
Ventilglied 33 als Scheibe 35 ausgebildet, die in axialem Abstand zu dem Kolben
34 auf einer Ventilspindel 36 angeordnet ist. Die Scheibe 35 hat an der dem Kolben
34 zugewandten Stirnseite einen Ansatz 37. Zwei Gutdurchlaßöffnungen 38 und 39,
die mit der Saugleitung 7 verbunden sind, münden an einander gegenüberliegenden
Stellen am Umfang aus der Ventilbohrung 31 des Ventilgehäuses 30 aus.
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Das Mehrstellungsventil 11 weist zur Betätigung der Ventilglieder
32 und 33 einen pneumatisch betätigbaren Mehrstellungszylinder 40 bekannter Bauart
auf, der an der einen Stirnseite 41 des Ventilgehäuses 30 befestigt ist. An der
anderen Stirnseite 42 hat das Ventilgehäuse 30 eine ins Freie mündende Lufteintrittsöffnung
43, deren Querschnitt durch den Ansatz 37 der Scheibe 35 gesteuert wird.
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Der Mehrstellungszylinder 40 trägt Näherungsschalter 46 und 47, die
zur Einstellung der verschiedenen Betriebsstellungen der Ventilglieder 32 und 33
in Hubrichtung verstellbar sind. Durch Druckluftanschlüsse 49 und 50 ist der Mehrstellungszylinder
40 mit einem Magentventil 51 bekannter Bauart verbunden, das über Schaltkontakte
vom Waagenmeßkopf 25 der Saugwaage 20 aus ansteuerbar ist.
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Beim Beschicken des Wiegebehälters 21 der Saugwaage 20 mit Schüttgut
aus dem Vorratsbehälter 1 wird zunächst das Ventilglied 32 aus der in Figur 3 strichpunktiert
gezeigten Schließstellung in die in Figur 2 ausgezogen dargestellte Offenstellung
gebracht. Gleichzeitig schließt das Ventilglied 33 die Lufteintrittsöffnung 43 ab.
Mittels des Sauggebläses 24 wird dann Schüttgut aus dem Vorratsbehälter 1 über die
Schüttgut-
Aufgabevorrichtung 4, die Saugleitung 7, die Gutdurchlaßöffnungen
38 und 39 im Ventil 11 und die Sammelleitung 10 in den Wiegebehälter 21 gefördert
und dort abgeschieden. Die Abluft gelangt über den Staubabscheider 22, den Leitungsabschnitt
23 und das Sauggebläse 24 ins Freie. Die Förderung erfolgt bei dieser Betriebsstellung
der Ventilglieder 32 und 33 im Grobstrom mit hohem Schüttgutdurchsatz, bis etwa
90 bis 95 % der Menge des zu verwiegenden Schüttgutes gefördert sind. Wie aus der
Figur 2 zu ersehen ist, hält das Ventilglied 33 beim Grobstrom die Lufteintrittsöffnung
43 vollständig geschlossen, während das Ventilglied 32 gleichzeitig die Gutdurchlaßöffnungen
38 und 39 zur Saugleitung 7 hin ganz geöffnet läßt.
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Sobald das "Grobgewicht" erreicht ist, spricht ein am Waagenmeßkopf
25 -vorgesehener, nicht dargestellter Schaltkontakt an.
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Er gibt einen Steuerungsbefehl an das Magnetventil 51, das die Ventilglieder
32 und 33 mittels des Mehrstellungszylinders 40 in die in Figur 2 gestrichelt gezeigte
Betriebsstellung steuert, die durch den vom Kolben des Mehrstellungszylinders 40
betätigten Näherungsschalter 46 vorgegeben ist. In dieser Position ist der Lufteintrittsquerschnitt
43 teilweise offen und Fehlluft kann in die Saugleitung 7 eintreten. Damit sinkt
der Schüttgutdurchsatz auf einen geringeren, eine Feindosierung ermöglichenden Wert
ab, so daß das Sollgewicht nunmehr wesentlich langsamer angefahren wird. Die Förderung
im Feinstrom wird beendet, sobald der Wiegebehälter 21 bis auf den zuvor durch Versuche
ermittelten Schüttgutnachlauf mit Gut befüllt ist.
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Durch einen nicht dargestellten weiteren Schaltkontakt am Waagenmeßkopf
25 ergeht anschließend ein Steuerungsbefehl über das Magnetventil 51 an den Mehrstellungszylinder
40, der die Ventilglieder 32 und 33 nunmehr in die in Figur 3 ausgezogen gezeigte
Leersaugstellung bringt. Diese Position der Ventilglieder wird durch den Näherungsschalter
47 bestimmt. Der Querschnitt der Lufteintrittsöffnung 43 ist nun
vollständig
offen, so daß ein großer Luftstrom in die Saugleitung 7 eintreten kann. Auf diese
Weise wird der zwischen dem Mehrstellungsventil 11 und dem Wiegebehälter 21 in der
Saugleitung 7 sowie in der Sammelleitung 10 noch vorhandene Schüttgutrest als Schüttgutnachlauf
in den Wiegebehälter eingebracht und somit in den Wiegevorgang einbezogen.
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Nach beendetem Fördervorgang schließt das Mehrstellungsventil 11 die
Saugleitung 7 wieder ab, wobei die Ventilglieder 32 und 33 die in Figur 3 strichpunktiert
gezeichnete Stellung einnehmen. Sollen anschließend aus den Vorratsbehältern 2 und
3 ebenfalls Schüttgüter in den Wiegebehälter 21 gefördert werden, so erfolgt die
Beschickung der Saugwaage aus diesen Vorratsbehältern heraus nacheinander in der
zuvor beschriebenen Weise.