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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft eine Steuereinheit für Mahlgut nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und eine mit einer derartigen Steuereinheit für Mahlgut ausgestattete
Fülleinheit
für Mahlgut.
Eine derartige Steuereinheit für
Mahlgut ist aus der
DE
39 15 144 A1 bekannt.
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Arznei-
und Lebensmittel enthalten Pulver oder Granulat (hier unter dem
Begriff Mahlgut zusammengefasst). Im Allgemeinen wird das Mahlgut
in vielen Fällen
in einen Sack oder ein Behältnis
abgefüllt.
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Eine
Fülleinheit,
wie sie in 10 dargestellt ist, ist ein
Beispiel für
eine Einheit zum Befüllen
eines Sacks mit Mahlgut.
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Die
Fülleinheit
für Mahlgut 20 hat
einen mit einem Stützrahmen 21 versehenen
konischen Vorratstrichter 22 zum Lagern des Mahlguts, ein
im unteren Abschnitt des Trichters 22 vorgesehenes Fallrohr 23 zur
Führung
des fallenden Mahlguts, eine drehbare Förderschnecke (auch Schraube
genannt) 25, welche mit einem am oberen Abschnitt des Trichters 22 angeordneten
Antriebsmotor 24 verbunden ist und im Fallrohr gelagert
ist, und eine im Fallrohr 23 vorgesehene Steuereinheit
für Mahlgut 26 zum
Unterbinden des Austrags des Mahlguts aus dem Fallrohr 23.
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Die
Steuereinheit für
das Mahlgut 26 hat ein im Fallrohr 23 vorgesehenes
Tauchkolbenpaar 27, 27 und ein aus Harz bestehendes
konisches Schaltventil 28 zum Öffnen und Schließen eines
Mahlgutauslaßes 23a des
Fallrohrs 23, welches durch die Tauchkolben 27 auf
und ab bewegt wird.
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Wenn
der Antriebsmotor 24 angelassen wird, um, nachdem das Mahlgut
in den Trichter 22 eingelassen wurde, die Förderschnecke 25 in
Drehung zu bringen, fließt
das im Trichter befindliche Mahlgut in das Fallrohr 23.
Der Fluss des Mahlguts wird durch die drehende Förderschnecke 25 so
eingestellt, dass das Mahlgut nach unten fließt.
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Wenn
die Tauchkolben 27 der Steuereinheit für das Mahlgut nicht in Betrieb
sind, öffnet
das Schaltventil 28 den Mahlgutauslaß 23a des Fallrohrs 23,
indem es sich vom unteren Abschnitt des Fallrohrs 23 entfernt.
Das Mahlgut P fließt
zum Beispiel in einen Vinylsack 29, der den unteren Abschnitt
des Fallrohrs 23 aufnimmt.
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Fällt nun
eine vorbestimmte Menge an Mahlgut in einen Vinylsack, so werden
die Tauchkolben 27 in Betrieb gesetzt, um das Schaltventil 28 mitzunehmen.
Das Schaltventil 28 haftet am Mahlgutauslaß 23a des
Fallrohrs 23 und schließt diesen Mahlgutauslaß 23a,
wodurch der Austrag von Mahlgut unterbunden wird.
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Schließlich bewegen
sich zwei Schließstücke 30 zum
Verschließen
des Sacks (in 10 sind sie als ein einziges
Stück zu
sehen, da sie übereinander
liegen) jeweils von der Vorder- und von der Rückseite des Vinylsacks 29 aufeinander
zu (in die Papierebene hinein und aus dieser heraus) und halten
somit den oberen Abschnitt des Vinylsacks 29. Die Schließstücke 30 zum
Schließen
des Sacks werden erhitzt und der Vinylsack 29 wird dadurch
verschlossen, dass das Vinyl verschmilzt und verklebt.
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Bei
dieser Gelegenheit wird der Vinylsack dadurch gebildet, dass der
die Steuereinheit für Mahlgut
umgebende Vinylzylinder durch die Schließstücke 30 zum Verschließen des
Sacks verschlossen wird.
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Da
die herkömmliche
Steuereinheit für
Mahlgut 26 den Austrag des Mahlguts dadurch stoppt, dass
sie das Schaltventil 28 konusförmig am Mahlgutauslaß 23a zum
Haften bringt, entstehen die folgenden Probleme.
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Das
heißt,
das Mahlgut wird zwischen dem Schaltventil 28 und dem Mahlgutauslaß 23a festgehalten;
dadurch entsteht ein Raum, so dass der Austrag des Mahlguts nicht
vollkommen gestoppt werden kann, weil das Mahlgut weiterhin in geringen
Mengen aus dem Raum fließt.
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Nach
geraumer Zeit entsteht Verschleiß an dem aus Harz hergestellten
Teil des Schaltventils, der mit dem Mahlgutauslaß 23a in Kontakt steht. Dann
kann der Mahlgutauslaß 23a nicht
mehr sicher durch das Schaltventil 28 abgedichtet werden,
so dass dieses ausgetauscht werden muss.
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Der
Betrieb der beiden Tauchkolben 27 verursacht Geräusche.
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Das
Schaltventil 28 und der Mahlgutauslaß 23a vibrieren durch
die beim Betrieb der beiden Tauchkolben 27 entstehenden
Vibrationen und der Teil, der das Schaltventil 28 und den
Mahlgutauslaß 23a miteinander
in Kontakt bringt, wird derart verschoben, dass ein Raum entsteht.
Aus diesem Raum kann dann das Mahlgut herausfallen.
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Das
Schaltventil 28 kann nur schwer kleiner bemessen werden,
da es mit einer die Tauchkolben 27 miteinander verriegelnden
Schaltventiltragplatte 31 versehen ist.
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Darüber hinaus
weist die Fülleinheit
für Mahlgut
mit der oben genannten herkömmlichen
Steuereinheit für
Mahlgut, welche nicht in der Lage ist, den Austrag des Mahlguts
sicher zu stoppen, folgende Probleme auf.
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Die
Füllmenge
des Mahlguts ist sehr unterschiedlich und die Füllgenauigkeit schlecht.
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Die
Mindestgröße des Sacks
kann nicht reduziert werden, da die die Tauchkolben 27 miteinander
verriegelnde und das Schaltventil 28 tragende Schaltventiltragplatte 31 in
den Sack eingeführt
wird.
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Da
das aus dem Mahlgutauslaß 23a ausgetragene
Mahlgut fällt,
trifft es auf das Schaltventil 28 und auf die Schaltventiltragplatte 31,
die quer zum unteren Teil des Mahlgutauslaßes 23a verläuft, auf und
wird im Sack aufgewirbelt, so dass bei einem durchsichtigen Sack 29 der
Grad dessen Durchsichtigkeit verringert wird. Dann ist es schwierig,
von außen
den Füllstand
des Sacks 29 zu bestimmen.
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Im
Falle eines Vinylsacks haftet das im Vinylsack 29 aufgewirbelte
Mahlgut auch innen im oberen Teil des Vinylsacks 29 an.
Wenn der Vinylsack 29 nun anhand von zwei erhitzten Schließstücken 30 zum Verschließen des
Sacks durch Schmelzen und Verkleben des oberen Teils des Vinylsacks 29 versiegelt wird,
erweist es sich als schwierig, das Vinyl zu verkleben. Somit ist
es schwer, den Vinylsack vollständig
zu versiegeln.
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Zum
Beispiel wird im Betrieb der beiden Tauchkolben die Messgenauigkeit
der Messmittel zum Messen des Mahlgutgewichts durch die Vibration
der beiden Tauchkolben 27 reduziert, so dass es schwierig
ist, die Messgenauigkeit zu verbessern.
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Dann
gibt es noch die Einheit mit dem nicht dargestellten Flügelhahn
zum Öffnen
und Verschließen
des Mahlgutauslaßes
durch ein drehbares Schaltventil als Steuereinheit für das Mahlgut,
wobei da die Vibrationen gering sind.
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In
dieser Steuereinheit für
das Mahlgut dreht sich das Schaltventil und die Vibration ist gering,
aber das Mahlgut wird zwischen dem Schaltventil und der Innenwand
des Mahlgutauslaßes
festgehalten. Dann entsteht ein Raum und das Mahlgut kann aus dem Raum
herausfallen.
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Zudem
kann, wenn das Mahlgut zwischen dem Schaltventil und der Innenwand
des Mahlgutauslaßes
gehalten ist, das Schaltventil nicht geöffnet werden.
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Wie
auch immer ist die herkömmliche
Steuereinheit für
Mahlgut nicht in der Lage, den Austrag des Mahlguts sicher und schnell
zu stoppen, da der Austrag des Mahlguts mechanisch dadurch gestoppt wird,
dass die Teile miteinander verklebt werden, wobei dann zwischen
den Teilen zum Stoppen des Mahlgutaustrags ein Raum entsteht.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuereinheit
für Mahlgut
gemäß der DE-A-3915144A1
dahingehend zu verbessern, dass der Mahlgutaustrag sicher und schnell
unterbunden werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuereinheit
für Mahlgut
zu schaffen, deren Teile weniger oft ausgewechselt werden müssen, indem
sie mit einer Struktur versehen wird, bei der die Teile auch nach
Verwendung über
einen langen Zeitraum keinen Verschleiß aufweisen.
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Weiterhin
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinheit
für Mahlgut
zu schaffen, die weniger Vibrationen und Geräusche verursacht, indem sie
mit einer Struktur versehen wird, die die Vibrationen reduziert.
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Ferner
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine kleine
Steuereinheit für Mahlgut
zu schaffen, bei der kein Element quer zum unteren Teil des Mahlgutauslaßes verläuft.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuereinheit
für Mahlgut
zu schaffen, die keinen Stillstand hat, indem sie mit einer Struktur
versehen wird, bei der das Mahlgut nicht gehalten wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit der
oben genannten Steuereinheit für
Mahlgut zum sicheren Stoppen des Mahlgutaustrags eine Fülleinheit
für das
Mahlgut zu schaffen, bei der die Füllmenge nicht zu sehr variiert
und die Füllgenauigkeit
hoch ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fülleinheit
für Mahlgut
zu schaffen, bei der die Mindestmaße für den Sack aufgrund der kleinen
Steuereinheit für
Mahlgut kleiner sein können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fülleinheit
für Mahlgut
zu schaffen, bei der das Mahlgut nicht im Sack aufgewirbelt wird
und der Füllstand
des Sacks bei einem durchsichtigen Sack leicht von außen bestimmt
werden kann, wobei die oben genannte Steuereinheit für Mahlgut
keine Teile aufweist, auf die das aus dem Mahlgutauslaß ausgetragene
Mahlgut beim Fallen auftreffen kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fülleinheit
für das
Mahlgut zu schaffen, bei der im Falle eines Vinylsacks das Mahlgut nicht
im Vinylsack aufgewirbelt wird, der Grad der Verschmelzung und des
Verklebens des Vinyls so weit erhöht wird, dass der Vinylsack
vollständig
versiegelt wird, wobei die oben genannte Steuereinheit für Mahlgut
keine Teile aufweist, auf die das aus dem Mahlgutauslaß fließende Mahlgut
beim Fallen auftreffen kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fülleinheit
für das
Mahlgut zu schaffen, bei der beispielsweise die Messgenauigkeit
der Mittel zum Messen des Mahlgutgewichts verbessert wird, so dass
die Füllgenauigkeit
verbessert werden kann, wobei die Vibrationen der oben genannten
Steuereinheit für
Mahlgut gering sind.
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Diese
Aufgabe wird durch die Steuereinheit für Mahlgut nach Anspruch 1 gelöst.
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Die
Steuereinheit für
Mahlgut wird an den Mahlgutauslaß befestigt. Das Mahlgut fließt aus dem Mahlgutauslaß und wird
nach Durchlauf des Innenraums des inneren umfänglichen Abschnitts des zylindrischen
Filters ausgetragen.
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Zum
Stoppen des Mahlgutaustrags wird die in der Unterdruckkammer vorhandene
Luft ausgelassen. Das Mahlgut wird von der Innenwand des zylindrischen
Filters aufgesaugt und bildet eine sekundäre Filterschicht. Die Luft
des Mahlguts im inneren umfänglichen
Abschnitt des zylindrischen Filters dringt durch die sekundäre Filterschicht
und den zylindrischen Filter, wodurch das Mahlgut aufgesaugt und auf
der Seite des zylindrischen Filters festgehalten wird.
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Die
sekundäre
Filterschicht ist die feste Mahlgutschicht, die sich am inneren
Umfang des zylindrischen Filters gebildet hat und der Luftstrom,
d.h. die Kraft, mit der das Mahlgut aufgesaugt und festgehalten
wird, kann eingestellt werden, indem die Menge an aus der Unterdruckkammer
gepumpte Luft verändert
wird. Zudem steht der zylindrische Filter nicht unmittelbar mit
dem Mahlgut innerhalb der sekundären
Filterschicht über
die sekundäre
Filterschicht in Kontakt und es kommt nicht zu eine Blockierung,
solange der Luftstrom in der sekundären Filterschicht anhält. Demnach
ist die sekundäre
Filterschicht nicht die Schicht, die durch das Blockieren des Filterzylinders
gebildet wird, aber sie verhindert, dass die in der sekundären Filterschicht
befindlichen feinen Körner des
Mahlguts den Filterzylinder erreichen, wodurch ein Blockieren des
Filterzylinders vermieden und das Luftaufnahmevermögen verbessert
wird.
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Mit
der Aufnahme von Luft bäckt
das Mahlgut innerhalb des inneren umfänglichen Abschnitts des zylindrischen
Filters an der Innenseite des zylindrischen Filters in einem verhärteten und
hoch verdichteten Zustand zusammen, wodurch der Austrag gestoppt
wird.
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Das
heißt,
dass das Mahlgut in der Lage ist, den Austrag zu stoppen und dass
das Mahlgut selbst als Ventil dient, um den Fluss des Mahlgut zu
stoppen, so dass der Mahlgutaustrag daraufhin unterbunden wird.
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Wie
eingangs erwähnt,
stoppt die Steuereinheit für
Mahlgut der oben genannten Erfindung nicht den Materialaustrag durch
Verkleben der Teile, sondern dadurch, dass das Innere des zylindrischen
Filters mit Unterdruck beaufschlagt wird, und dem Mahlgut, dessen
Austrag gestoppt werden soll, die Funktion eines Ventils zum Stoppen
des weiteren Mahlgutaustrags zugeteilt wird, so dass der Mahlgutaustrag
ohne mechanischen Einwirkung sauber und schnell gestoppt wird.
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Bei
der Steuereinheit für
Mahlgut weist der Mahlgutauslaß nach
unten, die Seite des inneren umfänglichen
Abschnitts des zylindrischen Filters wird mit einem Unterdruck beaufschlagt,
der unterhalb eines vorbestimmten Unterdrucks liegt, so dass der Fluss
des in den inneren umfänglichen
Abschnitt des zylindrischen Filters einfließenden Mahlguts unterbunden
wird, wobei der Druck, mit dem dieser beaufschlagt wird, den vorbestimmten
Unterdruck nicht überschreitet,
so dass Mahlgut in den zylindrischen Filter einfließen kann.
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Die
Steuereinheit für
Mahlgut der vorliegenden Erfindung kann den Austrag des im inneren
umfänglichen
Abschnitt des zylindrischen Filters fließenden Mahlguts unterbinden,
wenn der innere umfängliche
Abschnitt des zylindrischen Filters mit einem Unterdruck beaufschlagt
wird, der unterhalb des vorbestimmten liegt. Zudem wird das Mahlgut
im zylindrischen Filter dann ausgetragen, wenn die Seite des inneren
umfänglichen
Abschnitts des zylindrischen Filters mit einem Druck beaufschlagt
wird, der den vorbestimmten Unterdruck nicht übersteigt und die Aufnahme
mit Bezug auf den zylindrischen Filter aufgehoben wird.
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Indem
die Steuereinheit für
Mahlgut mit Fördermitteln
zur Förderung
des Mahlguts in den das Mahlgut führenden Führungszylinder versehen ist und
indem das obere Ende des Führungszylinder
als Mahlgutauslaß ausgebildet
wird, veranlasst die Steuereinheit für Mahlgut den Austrag des Mahlguts durch
den Betrieb der Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts und unterbindet den Mahlgutaustrag, indem sie den Betrieb
der Fördermittel
zur Förderung des
Mahlguts in einem Zustand zum Stillstand bringt, in dem die Seite
des inneren umfänglichen
Abschnitts des zylindrischen Filters mit einem Unterdruck beaufschlagt
wird.
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Die
erfindungsgemäße Steuereinheit
für das Mahlgut
ist am Mahlgutauslaß am
oberen Ende des Führungszylinders
befestigt. Das Mahlgut wird im Führungszylinder
durch die Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts gefördert
und in den zylindrischen Filter eingeführt. Auf der anderen Seite
wird die Seite des inneren umfänglichen
Abschnitts des zylindrischen Filters mit einem Unterdruck beaufschlagt,
der unterhalb eines vorbestimmten Unterdrucks liegt.
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Das
im zylindrischen Filter geförderte
Mahlgut wird stets in einem verhärteten
und hoch verdichteten Zustand auf der Seite des inneren umfänglichen
Abschnitts des zylindrischen Filters festgehalten.
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Wird
der Betrieb der Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts zum Stillstand gebracht, so wird das Mahlgut weiterhin
durch den Unterdruck im zusammengebackenen Zustand innerhalb des
zylindrischen Filters festgehalten, so dass es am Fließen gehindert
wird.
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Im
Betrieb der Fördermittel
zur Förderung des
Mahlguts wird das Mahlgut gefördert
und ausgetragen. Wird das im zylindrischen Filter zusammengebackene
Mahlgut ausgetragen, so wird neues Mahlgut in den zylindrischen
Filter eingeführt
und dort festgehalten.
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Somit
veranlasst die erfindungsgemäße Steuereinheit
für Mahlgut
den Austrag des vom zylindrischen Filter zurückgehaltenen Mahlguts durch
den Betrieb der Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts.
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Zum
Austragen des Mahlguts kann das Ansaugen von Luft unterbunden werden,
so dass der Unterdruck auf der Seite des inneren umfänglichen Abschnitts
des zylindrischen Filters aufgehoben wird und das Ansaugen von Luft
kann unmittelbar vor dem Stoppen des Mahlgutaustrags wieder aufgenommen werden,
so dass auf der Seite des inneren umfänglichen Abschnitts des zylindrischen
Filters ein Unterdruck herrscht. In diesem Fall trägt eine Änderung
im Unterdruckwert dazu bei, das Mahlgut über die Fördermittel zur Förderung
des Mahlguts auszutragen.
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Der
zylindrische Filter der erfindungsgemäßen Steuereinheit für Mahlgut
hat einen zylinderförmigen
Filterzylinder und einen jeweils zylinderförmigen inneren und äußeren porösen Zylinder,
welche jeweils über
zylinderförmige
Gazezylinder einen inneren Umfang und einen äußeren Umfang des Filterzylinders
halten, und in die Gazezylinder und den inneren und äußeren porösen Zylinder
ist eine Vielzahl an Luftdurchtrittsöffnungen, durch welche die
Luft austritt, eingebracht.
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Die
Unterdruckkammer der erfindungsgemäßen Steuereinheit für das Mahlgut
ist zwischen dem inneren Umfang eines Gehäuses, an dem die beiden Enden
des zylindrischen Filters befestigt und mit diesem versiegelt sind,
und dem äußeren Umfang
des zylindrischen Filters ausgebildet.
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In
der Steuereinheit für
Mahlgut entsteht die sekundäre
Filterschicht am zylindrischen Filter als eine in dem durch die Öffnungen
des inneren porösen
Zylinders gebildeten Raum und in dem Raum zwischen dem äußeren Umfang
der Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts und dem inneren porösen Zylinder
gebildete feste Mahlgutschicht, und der Luftdurchtritt kann durch
die Menge an in die Unterdruckkammer angesaugter Luft reguliert
werden. Ferner wird der zylinderförmige Filterzylinder nicht
direkt durch die sekundäre
Filterschicht selbst mit dem Mahlgut innerhalb der sekundären Filterschicht
in Kontakt gebracht und es kommt, solange Luft durch die sekundäre Filterschicht
hindurch tritt, nicht zu einem Zusammenbacken.
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Die
Unterdruckkammer ist zwischen dem inneren Umfang des Gehäuses, an
das beide Enden des zylindrischen Filters befestigt und mit diesem versiegelt
sind, und dem äußeren Umfang
des zylindrischen Filters ausgebildet. Wird also Luft ausgepumpt,
so wird die Unterdruckkammer mit einem Unterdruck beaufschlagt.
Daraufhin tritt die im zylindrischen Filter vorhandene Luft durch
die Durchtrittsöffnungen
in die Unterdruckkammer ein. Somit ist der Innenraum des zylindrischen
Filters auch einem Unterdruck ausgesetzt. Infolgedessen wird das
Mahlgut in den zylindrischen Filter aufgesaugt und wird dort fest.
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Die
Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts ragen in Austragrichtung des Mahlguts um eine vorbestimmte
Länge aus
dem Mahlgutauslaß heraus.
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Die
Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts ragen in Austragrichtung des Mahlguts heraus und in die
mit dem Mahlgutauslaß versehene
Steuereinheit für
Mahlgut hinein. Dadurch kommt es über die Fördermittel zur Förderung
des Mahlguts zum sicheren Austrag des im zylindrischen Filter der
Steuereinheit für
Mahlgut festgehaltenen Mahlguts.
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In
der ersten und letzten Stufe des Mahlgutaustrags werden die oben
genannten Fördermittel zur
Förderung
des Mahlguts mit niedriger Geschwindigkeit betrieben, während sie
während
des Austragsvorgangs selbst mit hoher Geschwindigkeit arbeiten.
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Die
Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts erhöhen
die Austragsrate des Mahlguts, indem sie während des Austragsvorgangs
mit hoher Geschwindigkeit arbeiten.
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Die
oben genannten Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts sind die Schnecke, welche eine an der zentrischen Drehachse
ausgebildete spiralförmig
gekrümmte
Schaufel aufweist.
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Die
Schnecke fördert
das Mahlgut durch die Drehung der spiralförmig gekrümmten Schaufel.
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Die
erfindungsgemäße Fülleinheit
für das Mahlgut
hat die Speichervorrichtung zum Speichern des Mahlguts und eine
der oben genannten Steuereinheiten für das Mahlgut zum Befüllen eines
Behältnisses
mit dem aus der Speichervorrichtung zugeführten Mahlgut.
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Das
oben genannte Behältnis
für das
Mahlgut ist der Vinylsack, der derart ausgebildet ist, dass der
vorgesehene Zwischenabschnitt des zylindrischen Vinylzylinders,
der die Steuereinheit für
das Mahlgut umschließt,
durch die Vorrichtung zum Bilden des Sacks durch Wärmeeinwirkung
geschlossen wird; der Vinylzylinder fährt nach unten, wird über die Steuereinheit
für das
Mahlgut mit dem Mahlgut befällt und
es wird dann anstelle des Zwischenabschnitts ein oberer Abschnitt
durch die Vorrichtung zur Bildung eines Sacks verschlossen.
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Die
erfindungsgemäße Steuereinheit
für Mahlgut
unterbindet den Mahlgutaustrag nicht, indem sie die Teile miteinander
verklebt, sondern dadurch, dass das Innere des zylindrischen Filters
mit Unterdruck beaufschlagt wird und dem Mahlgut, dessen Austrag
gestoppt werden soll, die Funktion eines Ventils zum Verhindern
des Mahlgutnachlaufs zugeteilt wird. Dies hat die folgenden Auswirkungen.
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Der
Materialaustrag kann sicher und schnell gestoppt werden.
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Es
entstehen wenig Vibrationen und Geräusche.
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Das
Mahlgut wird nicht im Ventil festgehalten und es gibt keinen Stillstand.
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Außerdem müssen bei
der erfindungsgemäßen Steuereinheit
für Mahlgut
die Teile nicht ausgewechselt werden, da diese auch bei Verwendung über einen
längeren
Zeitraum keinem Verschleiß unterworfen
sind.
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Ferner
kann die erfindungsgemäße Steuereinheit
für Mahlgut
klein bemessen sein, da kein Element quer zum unteren Teil des Mahlgutauslaßes verläuft.
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Wenn
kein Element quer zum unteren Teil des Mahlgutauslaßes verläuft, so
wird im Sack, falls das Behältnis
für das
Mahlgut ein Sack ist, das Mahlgut auch nicht stark aufgewirbelt.
Ist der Sack durchsichtig, so kann zudem der Füllstand des Sacks von außen leicht
geprüft
werden.
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Wird
ferner das durch den zylindrischen Filter zurückgehaltene Mahlgut durch die
Fördermittel zur
Förderung
des Mahlguts ausgetragen, so kann das Mahlgut sicher und schnell
gestoppt werden, wenn die Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts angehalten werden.
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Ragen
die Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts aus dem Mahlgutauslaß heraus, so dringen sie in
den zylindrischen Filter, wodurch das im zylindrischen Filter festgehaltene
Mahlgut sicher ausgetragen wird.
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Die
Austragsrate kann darüber
hinaus erhöht werden,
wenn die Fördermittel
zur Förderung
des Mahlguts während
des Mahlgutaustrags mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden.
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Da
die erfindungsgemäße Fülleinheit
für das Mahlgut
die oben genannte Steuereinheit für das Mahlgut, mit der der
Mahlgutaustrag sicher gestoppt werden kann, aufweist, ändert sich
die Füllmenge
nur wenig und die Füllgenauigkeit
kann verbessert werden.
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Durch
die oben genannte klein bemessene Steuereinheit für das Mahlgut
kann die erfindungsgemäße Fülleinheit
für das
Mahlgut die Mindestgröße des Sacks
verringern.
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Da
die erfindungsgemäße Fülleinheit
für das Mahlgut
kein Element aufweist, das quer zum unteren Teil des Mahlgutauslaßes verläuft, wird
das Mahlgut im Sack auch nicht stark aufgewirbelt. Ist der Sack
durchsichtig, so kann der Füllstand
des Sacks von außen
leicht geprüft
werden. Ist der Sack ein Vinylsack, so wird das Mahlgut darin nicht
stark aufgewirbelt und der Grad der Verschmelzung und des Verklebens
des Vinyls kann erhöht
und der Vinylsack vollständig
versiegelt werden.
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Da
die erfindungsgemäße Fülleinheit
für das Mahlgut
die oben genannte wenig Vibrationen verursachende Steuereinheit
für Mahlgut
aufweist, kann die Messgenauigkeit einer Messvorrichtung zum Messen
des Mahlgutgewichts zum Beispiel so verbessert werden, dass die
Füllgenauigkeit
beim Abfüllen
des Mahlguts ebenfalls verbessert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht einer Fülleinheit für Mahlgut
mit einer Steuereinheit für
Mahlgut nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2 ist
eine linke Seitenansicht von 1;
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3 ist
eine Draufsicht auf 1;
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4 ist
ein Schrägbild
und zeigt einen Mahlgutauslaß der
Fülleinheit
für Mahlgut
und eine Steuereinheit für
Mahlgut in einer Explosionsdarstellung;
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5 ist
ein Schnittbild in Sicht von vorn und zeigt den Mahlgutauslaß der Fülleinheit
für das
Mahlgut und die Steuereinheit für
das Mahlgut;
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6 ist
ein Schnittbild gesehen in Richtung der Pfeile 6 – 6 in 5;
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7 ist
eine Draufsicht auf einen Verteilerring für Mahlgut;
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8 ist
ein Schnittbild in Sicht von vorn und zeigt die Steuereinheit für Mahlgut
im Austragszustand des Mahlguts und den Mahlgutauslaß der Fülleinheit
für Mahlgut;
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9 ist
eine Vorderansicht und zeigt die Fülleinheit für Mahlgut nach einer anderen
Ausführungsform;
und
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10 ist
eine Vorderansicht und zeigt die Fülleinheit für Mahlgut mit einer herkömmlichen Steuereinheit
für Mahlgut.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Steuereinheit für
Mahlgut und eine mit dieser Steuereinheit versehene Fülleinheit
für Mahlgut
nach den erfindungsgemäßen Ausführungsformen
werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen 1 bis 9 erläutert.
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(Aufbau der Fülleinheit
und der Steuereinheit für Mahlgut).
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Wie
aus den 1 bis 3 ersichtlich,
ist eine Fülleinheit
für Mahlgut 120 mit
einem feststehenden Fuß 121,
einem am feststehenden Fuß 121 angebrachten
teleskopartig ausziehbaren höhenverstellbaren
Fuß 122,
einem konusförmigen
Trichter 124 zum Speichern des Mahlguts, der mit einem Stützrahmen 123 versehen
ist, welcher mit dem teleskopisch ausziehbaren Fuß 122 verbunden
ist, einem am unteren Teil des Trichters 124 vorgesehenen Fallschacht 125 zur
Führung
des fallenden Mahlguts, einer im Fallschacht 125 gelagerten
drehbaren Schnecke 127 (auch Schraube genannt), die mit
einem am oberen Teil des teleskopartig ausziehbaren Fußes 122 vorgesehenen
Antriebsmotor 126 verbunden ist, einer Steuereinheit für Mahlgut 130 zum
Unterbinden des Mahlgutaustrags aus dem Fallschacht 125,
welche lösbar
mit dem Fallschacht 125 verbindbar ist, und einem am unteren
Teil der Steuereinheit für
Mahlgut 130 festgeschraubten Mahlgutverteilerring 131 versehen.
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Im
oberen Teil des Trichters 124 sind eine Öffnung 132 für den Mahlguteintrag
und ein Erfassungssensor 133 zur Erfassung des Speicherzustands
des Mahlguts im Trichter 124 vorgesehen.
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Wie
in 4 zu sehen ist, ist eine spiralförmig gekrümmte Schaufel 129 an
einer zentrischen Drehachse 128 der Schaufel 127 vorgesehen,
so dass der Fall des Mahlguts innerhalb des Fallschachts 125 gesteuert
werden kann.
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Die
Steuereinheit für
Mahlgut 130 hat eine zylindrisch geformte Filterschicht 140,
ein den äußeren Umfang
der Filterschicht 140 umschließendes und den inneren Umfang
der Filterschicht 140 öffnendes
Gehäuse 141,
das am Mahlgutauslaß 125a des Fallschachts 125 vorgesehen
ist, und eine am oberen Teil des Gehäuses 141 vorgesehene
Saugkappe 142.
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Wie
in 5 zu sehen ist, hat das Gehäuse 141 einen oberen
scheibenförmigen
Flansch 143, einen unteren Flansch 144, der mit
einem ein zylindrisches Element aufweisenden Flansch 145 versehen ist,
und einen die beiden Flansche 143 und 144 miteinander
verbindenden zylinderförmigen
Außenring 146.
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Die
Saugkappe 142 ist am oberen Flansch 143 angeschraubt,
wodurch eine mit der Saugkappe 142 in Verbindung stehende
Saugöffnung 147 gebildet
wird. Eine Mutter 149 zum Aufschrauben auf eine am unteren
Teil des Fallschachts 125 ausgebildete Schraube 148 ist
am inneren Umfang des oberen Flanschs 143 ausgebildet.
Ferner ist am unteren Teil des oberen Flansches 143 ein
ringförmiges
vorspringendes Teil 150 vorgesehen, das in den oberen inneren
Umfang der Filterschicht 140 eingreift und nach unten ragt.
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Eine
auf eine Mutter 151 des Mahlgutverteilerrings 131 zu
schraubende Schraube 152 ist am unteren Flansch 144 vorgesehen.
Ferner ist ein ringförmiges
vorspringendes Teil 153, das in den unteren inneren Umfang
der Filterschicht 140 eingreift und nach oben ragt, am
oberen Teil des unteren Flanschs 144 vorgesehen.
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Der
Außenring 146 ist
mit dem oberen Flansch 143 verschweißt und über eine Schraube 154 mit
dem unteren Flansch 144 verbunden. Aufgrund eines am äußeren Umfang
des unteren Flanschs 144 angebrachten O-Rings 155 weist
der verbindende Teil zwischen dem Außenring 146 und dem
unteren Flansch 144 kein Spiel auf.
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Wie
in 6 zu sehen ist, ist die Filterschicht 140 mit
einem zylinderförmigen
inneren porösen
Zylinder 160, einem inneren Gazezylinder 161,
einem Filterzylinder 162 und einem äußeren Gazezylinder 163 versehen,
wobei diese Elemente von innen nach außen in dieser Reihenfolge angeordnet
sind, und ganz außen
dann ein äußerer poröser Zylinder 164 vorgesehen
ist. Der äußere poröse Zylinder 164 hält die gesamte
Filterschicht 140 eng zusammen, indem er die durch einen
Bolzen 166 halbkreisförmig
zweigeteilten Enden der porösen
zylindrischen Teile 165, 165 fest miteinander
verbindet. Zudem verhindern der innere poröse Zylinder 160 und
der äußere poröse Zylinder 164 die
Verformung des Filterzylinders 162 durch den inneren Gazezylinder 161 und
den äußeren Gazezylinder 163 und
es sind viele Öffnungen 167, 170 ausgebildet.
Diese Öffnungen 167 und 170 sind
an einander entsprechenden Stellen eingebracht, so dass die Luft
hindurch strömen
kann. Die durch die jeweiligen Öffnungen 167, 170 eingenommene
Fläche
entspricht etwa der Hälfte
der äußeren Umfangsfläche des äußeren porösen Zylinders 164 oder
der inneren Umfangsfläche
des inneren porösen
Zylinders 160. Zudem kann die Luft im Mahlgut durch eine
im Folgenden beschriebene sekundäre Filterschicht
in die Öffnung 167 eingesaugt
werden. Hierbei kann der Gazezylinder sowohl aus Harz als auch aus
Metall hergestellt sein.
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Der
Filter des Filterzylinders 162 kann verschiedene Strukturen
haben. Wenn jedoch die Korngröße des Mahlguts
5 Mikrometer oder dgl. aufweist, so wird ein feinerer Maschenfilter,
insbesondere ein Maschenfilter von etwa 0,5 Mikrometer, bevorzugt. Als
Filter wird beispielsweise im Hinblick auf Filter- und Herstellungsgenauigkeit
gesintertes, Filtermaterial, formgepresste und gesinterte Fasern
aus Metall oder Nichtmetall oder ein Keramikpulverkörper verwendet.
Zudem verstärken
der innere Gazezylinder 161 und der äußere Gazezylinder 163 den
Filterzylinder 162 und bilden Sperrschichten zum Schutz
dieser Flächen.
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In
der Steuereinheit für
Mahlgut 130 sind der obere und der untere Flansch 143, 144 und
der Außenring 146 derart
miteinander verbunden, dass die Filterschicht 140 an den
ringförmigen
vorspringenden Teilen 150, 153 des oberen und
unteren Flansches 143, 144 angebracht ist, danach
wird der Außenring 146 an
dem oberen und unteren Flansch 143, 144 derart
angebracht, dass der obere Flansch 143 und der Außenring 146 verschweißt werden;
der untere Flansch 144 und der Außenring 146 werden mit
der Schraube 154 befestigt. Zwischen dem oberen und unteren
Flansch 143, 144 und dem unteren und oberen Ende
der Filterschicht 140 sind torusförmige Gazezylinder 177, 177 vorhanden
und das obere und untere Ende der Filterschicht 140 sind
versiegelt.
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Am
Mahlgutverteilerring 131 sind eine auf die am unteren Teil
der Steuereinheit für
Mahlgut 130 ausgebildete Schraube 152 zu schraubende
Mutter 151 und eine Vielzahl an radialen Stäben 171 vorgesehen.
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(Betrieb der Fülleinheit
und der Steuereinheit für Mahlgut)
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Die
Steuereinheit für
Mahlgut 130 wird an den Fallschacht 125 befestigt,
indem die Mutter 149 des oberen Flansches 143 auf
die untere Schraube 148 des Fallschachts 125 aufgeschraubt
wird.
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Wie
in 2 zu sehen ist, wird ein Sack 172 an
den unteren Teil des Fallschachts 125 angebracht, das Mahlgut
wird über
die Öffnung 132 in
den Trichter 124 eingetragen, der Antriebsmotor 126 wird
zum Antrieb angelassen und die Schnecke 127 zum Drehen
gebracht, so dass das Mahlgut aufgrund seines eigenen Gewichtes
und der Rotation der Schnecke 127 aus dem Trichter 124 in
den Fallschacht 125 fällt. Daraufhin
wird die Schnecke 127 angehalten.
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Wird
nun die Luft in einer Unterdruckkammer 176 zwischen dem äußeren Umfang
der Filterschicht 140 und dem inneren Umfang des Gehäuses 141 über eine
an die Saugkappe 142 angeschlossene Leitung 173 angesaugt,
wird die Luft auf der Seite des inneren umfänglichen Abschnitts IP der
Filterschicht 140 in ihrem mit dem Mahlgut gefüllten Zustand,
wie in 8 gezeigt, angesaugt, wobei sie durch die jeweiligen Öffnungen 167, 170 des
inneren porösen
Zylinders 160 und des äußeren porösen Zylinders 164,
den inneren Gazezylinder 161, den äußeren Gazezylinders 163 und
den Filterzylinder 162 hindurch tritt.
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Hierbei
wird das Mahlgut in der Position, in der es auf der Seite des inneren
umfänglichen
Abschnitts IP der Filterschicht 140 an der inneren umfänglichen
Seite der Filterschicht 140 des Mahlguts anliegt, von der
Innenwand der Filterschicht 140 aufgesaugt, in der es festbäckt und
verhärtet,
so dass, wie in 8 zu sehen ist, das zylinderförmige Mahlgut
eine sekundäre
Filterschicht 174 mit einer vorbestimmten Dicke bildet.
Diese sekundäre
Filterschicht 174 ist die feste Mahlgutschicht, die in
dem durch die Öffnung 167 des
inneren porösen
Zylinders 160 gebildeten Raum und in dem Raum zwischen
dem äußeren Umfang
der Schaufel 129 und dem inneren porösen Zylinder 160 gebildet
wird, und der Luftdurchtritt kann durch die Menge an in die Unterdruckkammer 176 angesaugter
Luft reguliert werden. Zudem wird die Filterschicht 140 innerhalb
der sekundären Filterschicht 174 nicht
unmittelbar mit dem Mahlgut in Kontakt gebracht, indem die sekundäre Filterschicht 174 in
einen festgebackenen und verhärteten
Zustand gebracht wird, und die Filterschicht wird solange nicht
blockieren, wie Luft durch die sekundäre Filterschicht 174 strömt. Das
heißt,
die sekundäre
Filterschicht 174 ist nicht die durch das Blockieren des Filterzylinders 162 gebildete
Schicht, sondern, wenn das Mahlgut innerhalb der sekundären Filterschicht 174 auf
der Seite der Filterschicht 140 aufgenommen wird, so hindert
die relativ hoch verdichtete, festgebackene und verhärtete sekundäre Filterschicht 174 die Mahlgutpartikel
daran, die Filterschicht 140 zu erreichen, so dass das
Blockieren des Filterzylinders 162 entfallen kann und das
Luftansaugvermögen
gesteigert werden kann.
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In
diesem Zustand wird das Mahlgut P auf der inneren umfänglichen
Seite der Filterschicht 140 in einem Zustand gehalten,
in dem es auf der Seite des inneren umfänglichen Abschnitts IP der
Filterschicht 140 festgebacken und hoch verdichtet ist,
indem Luft aufgesaugt wird, so dass der Austrag im unteren Teil
unterbunden wird.
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Das
heißt,
der Mahlgutaustrag wird unterbunden und das Mahlgut stoppt den Nachlauf,
indem es selbst als Ventil dient und das Fließen des Mahlguts unterbindet.
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Zum
Erwirken des Materialaustrags wird die Schnecke 127 in
Rotation gebracht, so dass das die Filterschicht 140 füllende Mahlgut
dazu gezwungen wird, aus dieser auszutreten. Wird nun die Rotation der
Schnecke 127, nachdem eine vorbestimmte Menge an Mahlgut
in den Vinylsack 172 gefallen ist, angehalten, so wird
kein weiteres Mahlgut ausgetragen und es wird stattdessen aufgenommen
und auf der inneren umfänglichen
Seite der Filterschicht 140 festgehalten.
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Um
einen schnellen Austrag des Mahlguts und eine korrekte Abfüllung einer
vorbestimmten Menge desselben in den Vinylsack zu erzielen, kann, nachdem
die Schnecke 127 in Rotation versetzt wurde, durch eine
schnelle Rotation derselben etwa 90 Prozent der vorbestimmten Mahlgutmenge
ausgetragen werden, wobei die restlichen 10 Prozent etwa dann unter
langsamer Drehung der Schnecke ausgetragen werden können.
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Zudem
kann der Mahlgutkörper
leicht auf die Weise ausgetragen werden, dass, wenn der Fluss des
Mahlguts gestoppt wurde, das Innere der Filterschicht 140 mit
einem vorbestimmten Unterdruck beaufschlagt wird, und, wenn der
Mahlgutaustrag unterbunden ist, das Innere der Filterschicht mit
Umgebungsdruck oder einem nur schwachen Unterdruck anstelle eines
vorbestimmten Unterdrucks beaufschlagt wird, wenn der Mahlgutkörper fließfähig gemacht
wird, um dessen Austrag durch die Schnecke 127 zu erleichtern.
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Es
könnte
die Gefahr bestehen, dass das Mahlgut noch im verhärteten Zustand
ist, wenn es in den Vinylsack 172 fällt, da es durch die Steuereinheit 130 für Mahlgut
in einem zusammengepressten und kompakten Zustand in den Vinylsack 172 abgeführt wird.
Aber das Mahlgut fällt
in den Vinylsack, ohne dass es in einen pulverförmigen Zustand gebracht wird,
da es durch die Stangen 171 des am unteren Teil der Steuereinheit
für Mahlgut 130 angebrachten Mahlgutverteilerrings 131 in
einen Klumpen mit entsprechenden Abmessungen zerkleinert wird.
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Ist
eine vorbestimmte Menge an Mahlgut in den Vinylsack 172 gefallen,
so wird dieser, wie in 2 zu sehen ist, durch ein erhitztes
Schließstück 175 zum
Verschließen
des Sacks verschlossen.
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Der
Vinylsack ist derart ausgebildet, dass der Zwischenabschnitt des
zylinderförmigen
Vinylzylinders, der vom oberen Teil her zugeführt wird und die Steuereinheit
für Mahlgut
umschließt,
durch die Schließstücke 175 zum
Verschließen
des Sacks verschlossen wird, der Vinylzylinder fährt nach unten, wird über die
Steuereinheit für
das Mahlgut mit dem Mahlgut befüllt
und es wird dann anstelle des Zwischenabschnitts der obere Abschnitt
durch die Schließstücke 175 zum
Verschließen
des Sacks verschlossen.
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Der
Filterzylinder 162 kann ausgetauscht werden, indem die
Schraube 154 des unteren Flansches 144 gelöst wird,
und der untere Flansch 144 und die Filterschicht 140 aus
dem oberen Flansch 143 und dem Außenring 146 herausgezogen
werden.
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Zudem
kann eine Verstopfung des Filters dadurch behoben werden, dass über die
Saugkappe 142 unter hohem Druck stehende Luft eingeführt wird;
seine Wartung ist einfach.
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Ferner
hat die oben genannte Fülleinheit
für Mahlgut 120 das
Fallrohr 125 und die Schnecke 127, wobei letztere
in etwa die gleiche Länge
wie das Fallrohr 125 aufweist. Wie bei der in 9 dargestellten Fülleinheit
für Mahlgut 220 kann
das Fallrohr jedoch auch entfallen, die Schnecke 227 kann
auch kurz sein und es kann eine zylindrische spiralförmige Schaufel 229 ausgebildet
sein.
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Zudem
ist es nicht immer erforderlich, das untere Ende der Schnecken 127, 227 der
Fülleinheiten
für Mahlgut 120, 220 nach
den beiden oben genannten Ausführungsformen
in die Steuereinheit für Mahlgut 130 einzuführen, selbst
wenn hier eigentlich das Ende darin eingeführt ist. Die Länge der
Schnecken 127, 227 kann bis fast zum oberen Ende
der Steuereinheit für
Mahlgut 130 reichen.
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Wenn
die Menge nicht so genau abgefüllt werden
muss, sind die Schnecken 127, 227 nicht immer
erforderlich. In diesem Fall wird, zum Unterbinden des Mahlgutaustrags,
Luft angesaugt, so dass die innere umfängliche Seite der Filterschicht 140 mit einem
höheren
Unterdruck als dem vorbestimmten beaufschlagt wird, dann wird das
Mahlgut in die innere umfängliche
Seite der Filterschicht 140 aufgenommen, so dass dessen
Austrag verhindert wird. Für den
Austrag wird das Ansaugen der Luft gestoppt, so dass der Druck auf
der inneren umfänglichen
Seite der Filterschicht wieder dem Umgebungsdruck angeglichen wird
oder so dass der Unterdruck auf einen Wert gebracht wird, bei dem
der Materialaustrag stattfinden kann. Dann fällt das Mahlgut aufgrund seines
Eigengewichts und wird somit ausgetragen.
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Dementsprechend
unterbindet die Steuereinheit für
Mahlgut 130 den Materialaustrag nicht dadurch, dass sie
die Teile in engen Kontakt zueinander bringt, sondern dadurch, dass
die innere umfängliche Seite
der Filterschicht 140 mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Zudem kann das Mahlgut korrekt und schnell angehalten werden, da
der Mahlgutaustrag dadurch unterbunden wird, dass die innere umfängliche
Seite der Filterschicht 140 mit Unterdruck beaufschlagt
und das zurückgehaltene
Mahlgut als Ventil verwendet wird, mit dem der Mahlgutnachlauf ohne mechanische
Einwirkung unterbunden wird.
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Die
in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen
haben beispielhaften Charakter und sind nicht einschränkend zu
verstehen. Der Rahmen der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert
und wird nicht durch die Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen
eingeschränkt.
Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung auch alle in den
Ansprüchen enthaltenen Änderungen
und Umgestaltungen.