DE69106011T2 - Powder dispenser. - Google Patents
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Abstract
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zum Befördern von Pulver von einer Schüttgutversorgung zu Behältern kleinerer Größe, beispielsweise Kisten und Säcke usw.This invention relates to an apparatus for conveying powder from a bulk supply to smaller size containers, such as boxes and bags etc.
Die Beförderung von Pulvern von einer Schüttgutversorgung zu kleineren Behältern für den Vertrieb oder die Lagerung ist wegen der Tatsache, daß die Fließeigenschaften von Pulvern von denen von Flüssigkeiten sehr verschieden sind, kompliziert. Beispielsweise neigen einige Pulver zum Zusammenklumpen und fließen nur unter Schwierigkeiten, während andere von einer sehr leichten und flockigen Natur sind, so daß dann, wenn sie in einen Behälter geschüttet werden, die verdrängte Luft erhebliche Mengen mitgerissenen Pulvers mit sich trägt. Dies kann zu einer Keuergefahr führen, falls das Pulver entflammbar ist, oder zu finanziellem Verlust und Gesundheitsgefahren, falls das Pulver teuer oder giftig ist.The transfer of powders from a bulk supply to smaller containers for distribution or storage is complicated by the fact that the flow characteristics of powders are very different from those of liquids. For example, some powders tend to clump together and flow with difficulty, while others are very light and fluffy in nature, so that when poured into a container, the displaced air carries with it significant amounts of entrained powder. This can result in a fire hazard if the powder is flammable, or financial loss and health hazards if the powder is expensive or toxic.
Das Befüllen einer großen Anzahl von Behältern mit Pulver von einer Schüttgutversorgung muß aus praktischen Gründen schnell und unter Bedingungen erfolgen, daß vor allem das Entweichen von Pulver verhindert wird oder, falls dies nicht möglich ist, wirksame Verfahren der Pulverrückgewinnung verwendet werden. Verschiedene Maßnahmen sind ergriffen worden, um dieses Ziel zu erreichen. Beispielsweise umfaßt eine von diesen Maßnahmen, am Auslaßende einer Leitung, die sich von der Schüttgutversorgung für Pulver, das zu dem zu befüllenden Behälter befördert wird, erstreckt, einen aufblasbaren Ring anzubringen, der aufgeblasen werden kann und so beschaffen ist, daß er die Mündung des Behälters fassen kann und mit dieser einen luftdichten Verschluß bildet. Eine zweite Leitung ist dann zwischen der äußeren Wand der Einlaßleitung und dem aufblasbaren Ring vorgesehen, durch die sich verdrängte Luft, die mitgerissenes Pulver enthält, auf ihrem Weg zu einer Pulverrückgewinnungsstation bewegen kann, wo Pulver rückgewonnen werden kann. Zur Unterstützung dieses Prozesses unterstützt ein von einem Absauggebläse erzeugter Luftzug die Abführung der verdrängten Luft. Um jedoch jegliche übermäßige Druckabsenkung im Behälter zu vermeiden, wird zugelassen, daß Luft von außerhalb des Behälters durch eine dritte Leitung in den Behälter eintritt und sich mit der Absaugströmung von den Behälter verlassender Luft vermischt. Auf diese Weise ist eine Verbesserung erzielt worden.The filling of a large number of containers with powder from a bulk supply must, for practical reasons, be carried out rapidly and under conditions which, in particular, prevent the escape of powder or, if this is not possible, use is made of effective methods of powder recovery. Various measures have been taken to achieve this aim. For example, one of these measures involves fitting an inflatable ring at the outlet end of a line extending from the bulk supply for powder conveyed to the container to be filled, which inflated and adapted to grip the mouth of the container and form an airtight seal therewith. A second conduit is then provided between the outer wall of the inlet conduit and the inflatable ring through which displaced air containing entrained powder can move on its way to a powder recovery station where powder can be recovered. To assist in this process, an air draft generated by an exhaust fan assists in the evacuation of the displaced air. However, to avoid any excessive reduction in pressure in the container, air from outside the container is allowed to enter the container through a third conduit and mix with the exhaust flow of air leaving the container. In this way an improvement has been achieved.
Eine solcher Apparat ist in der EP-A-0 257 683 offenbart. Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Stand der Technik. Selbst bei gut konstruierten vorhandenen Maschinen besteht jedoch die Neigung, daß kleine Mengen von Pulver entweichen. Die vorliegende Erfindung ist auf einen verbesserten Verpackungsapparat gerichtet, der sowohl die Nachteile vorhandener Maschinen weitestgehend vermeidet als auch weitere Vorteile schafft.Such an apparatus is disclosed in EP-A-0 257 683. The preamble of claim 1 is based on this prior art. However, even with well-designed existing machines, there is a tendency for small amounts of powder to escape. The present invention is directed to an improved packaging apparatus which both largely avoids the disadvantages of existing machines and provides further advantages.
Daher schafft diese Erfindung einen Apparat zur Füllung eines Faltbehälters von einer Schüttgutversorgung, min einer Wägebasis, die eine Halterung für einen Behälter während der Füllung des Behälters bietet, einem Füllkopf, der so beschaffen ist, daß er mit einem oberen Teil des zu füllenden Behälters in dichten Eingriff gebracht werden kann, einer Pulverleitung im Füllkopf, die so beschaffen ist, daß sie Pulver von der Schüttgutversorgung in einen Innenraum des Behälters leiten kann, einer Lüftungsleitung, die einen Gasströmungsweg von dem Raum zur Atmosphäre schafft, einer Absaugleitung, wovon ein Ende mit dem Innenraum verbunden ist und das andere Ende mit einem Absauggebläse verbunden werden kann, und einer Ausblasleitung, die mit einem Ende mit einer Ausblasluftversorgung verbunden ist und deren anderes Ende so beschaffen ist, daß sie in den Behälterinnenraum Ausblasluft liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungsleitung in einer ersten Richtung durch einen ersten Teil eines Filters einen Gasströmungsweg zur Atmosphäre schafft, daß die Absaugleitung in einem Gasströmungsweg vom Innenraum zur Absaugleitung einen zweiten Teil des Filters beinhaltet, daß beim Ausblasen das andere Ende der Ausblasleitung Ausblasluft in die Absaugleitung fördert, wobei dieses Gas anschließend durch den zweiten Teil des Filters in einer zu derjenigen des abgesaugten Gases entgegengesetzten Richtung in den Raum des Behälters strömt und daß die Absaug- und Lüftungsleitungen relativ zueinander so beschaffen sind, daß das Absaugen von Gas über die Absaugleitung ein Eindringen von umgebendem Gas über die Lüftungsleitung durch den ersten Teil des Filters in einer zur Strömung des während des Füllens vom Raum im Behälter ausgestoßenen Gases entgegengesetzten Richtung bewirkt.Therefore, this invention provides an apparatus for filling a collapsible container from a bulk material supply, a weighing base providing support for a container during filling of the container, a filling head adapted to be brought into sealing engagement with an upper portion of the container to be filled, a powder conduit in the filling head adapted to direct powder from the bulk material supply into an interior of the container, a vent conduit defining a gas flow path from the space to the atmosphere, a suction line, one end of which is connected to the interior and the other end can be connected to an extraction fan, and a blow-out line, which is connected at one end to a blow-out air supply and the other end of which is designed such that it supplies blow-out air into the interior of the container, characterized in that the ventilation line creates a gas flow path to the atmosphere in a first direction through a first part of a filter, that the suction line contains a second part of the filter in a gas flow path from the interior to the suction line, that during blowing out the other end of the blow-out line conveys blow-out air into the suction line, this gas then flowing through the second part of the filter in a direction opposite to that of the extracted gas into the space of the container and that the suction and ventilation lines are designed relative to one another such that the suction of gas via the suction line prevents the penetration of ambient gas via the ventilation line through the first part of the filter in a direction corresponding to the flow of the gas during filling the space in the container causes the gas to flow in the opposite direction.
Die Erfindung wird durch die folgenden Zeichnungen erläutert, jedoch nicht eingeschränktThe invention is explained by the following drawings but is not limited
Fig. 1 ist eine Seitenansicht im vertikalen Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform des gemäß der Erfindung hergestellten Apparates.Fig. 1 is a side view in vertical section of a preferred embodiment of the apparatus made according to the invention.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines bei A in Fig. 1 gezeigten Teils des Apparats.Fig. 2 is an enlarged view of a portion of the apparatus shown at A in Fig. 1.
Wie in den Zeichnungen gezeigt, enthält der Apparat ein Entfeuchterbasisventil (1), das die Zufuhr von Pulver (2) mittels eines Schneckenförderers (3) längs einer Pulverleitung (4) steuert. Die Bewegung des Pulvers längs der Pulverleitung (4) wird ferner durch ein Ventil (5) gesteuert, wobei sich das Ende der Pulverleitung (4) nach unten in einen Sack (25) erstreckt, der aus einem im wesentlichen luftdichten Material wie etwa Polyethylen hergestellt ist.As shown in the drawings, the apparatus includes a dehumidifier base valve (1) which controls the supply of powder (2) by means of a screw conveyor (3) along a powder line (4). The movement of the powder along the powder line (4) is further controlled by a valve (5), the end of the powder line (4) extending downwards into a bag (25) made of a substantially airtight material such as polyethylene.
Ein Rohr (6) liefert unter der Steuerung eines Ventils (7) Stickstoffgas an eine Ausblasleitung (8), die konzentrisch um die Pulverleitung (4) angeordnet ist. Das Ende der Ausblasleitung (8) ist verschlossen. Die Wand der Leitung ist jedoch mit Öffnungen (10) versehen, die mi dem Innenraum einer Absaugleitung (11) in Verbindung stehen, an welche ein Filter (13) geklemmt ist, das einen ringförmigen ersten Teil (13a) und einen zylindrischen zweiten Teil (13b) besitzt. Das Filter (13) enthält eine flexible Folie, die aus Fasern oder Fäden hergestell ist, die vorzugsweise die Entstehung von elektrostatischer Elektrizität verhindern. Besonders gute Ergebnisse sind bei Verwendung eines Filters erhalten worden, das aus Fasern aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt ist, die unter dem Handelsnamen GORE-TEX erhältlich sind. Der Zweck des Teils 13a besteht darin, über eine Lüftungsleitung 28 Gas aus dem Behälter zu entlüften, jedoch gleichzeitig ein Entweichen jeglichen Pulvers zu verhindern.A pipe (6) supplies nitrogen gas under the control of a valve (7) to a blow-out line (8) arranged concentrically around the powder line (4). The end of the blow-out line (8) is closed. However, the wall of the line is provided with openings (10) communicating with the interior of a suction line (11) to which a filter (13) is clamped, which has an annular first part (13a) and a cylindrical second part (13b). The filter (13) contains a flexible film made of fibers or threads which preferably prevent the formation of electrostatic electricity. Particularly good results have been obtained using a filter made of fibers of polytetrafluoroethylene (PTFE) available under the trade name GORE-TEX. The purpose of part 13a is to vent gas from the container via a vent line 28, but at the same time to prevent any powder from escaping.
Die Absaugleitung (11) ist über eine Rohrleitung (15) mit einem Luftabsaugventil (16)verbunden, das zusammen mit einem Absauggebläse (17) arbeitet. Die Rohrleitung (15) steht außerdem über ein Steuerklappenventil (19) mit einem Entlüftungssystem in Verbindung, das aus einer durchlochten Sammelkammer (18) besteht.The suction line (11) is connected via a pipe (15) to an air suction valve (16) which works together with an suction fan (17). The pipe (15) is also connected via a control flap valve (19) to a ventilation system which consists of a perforated collecting chamber (18).
Die Anordnung der Leitungen (4), (8), (11) und (28) befindet sich in einem Metallrahmen (20), der an der Basis (21) einer Wägemaschine befestigt ist. Der Rahmen enthäl ein Rückstellelement (21), das eine Versorgung (22) für Kunststofflachlegeschläuche unterstützt, die während des Betriebs der Maschine in gefüllte Säcke umgewandelt werden. Der Rahmen trägt außerdem das Filter (13) und einen aufblasbaren Ring (23), der aus elastischem Material, vorzugsweise Gummi, hergestellt ist. Im Rahmen der Basis (21) der Wägemaschine ruht ein Packfaß (24), das einen mit Pulver gefüllten Sack (25) enthält. Die Gesamtheiaus dem Rahmen und den Auslaßenden der Leitungen sind teilweise in einem Anteil (26) eingeschlossen, das günstigerweise aus irgendeinem geeigneten Baumaterial, beispielsweise einem kunststoffbeschichteten Holzschichtmaterial hergestellt ist. Das Gewicht des Anteils wird eher von oben gehalten als von der Wägebasis (21) getragen, wobei die Seite des Anteils, die der durchlochten Sammelkainmer (18) gegenüberliegt, offen ist, so daß eine Bedienungsperson bestimmte Operationen, die unten beschrieben werden, vornehmen kann.The assembly of conduits (4), (8), (11) and (28) is housed in a metal frame (20) attached to the base (21) of a weighing machine. The frame includes a return member (21) supporting a supply (22) of plastics bagging tubes which are converted into filled bags during operation of the machine. The frame also carries the filter (13) and an inflatable ring (23) made of resilient material, preferably rubber. Within the frame of the base (21) of the weighing machine rests a packing drum (24) containing a bag (25) filled with powder. The entirety of the frame and the outlet ends of the conduits are partially enclosed in a portion (26) which is conveniently made of any suitable construction material, for example a plastics-coated wood plywood. The weight of the share is supported from above rather than by the weighing base (21), with the side of the share opposite the perforated collection chamber (18) being open so that an operator can perform certain operations described below.
Jeder Teil der Maschine, beispielsweise der Schneckenförderer und verschiedene Ventile, arbeiten in einer zeitlich abgestimmten Beziehung unter der Steuerung eines (nicht gezeigten) Steuersystems, das für jedes Pulver, das verpackt werden soll, programmiert werden muß. Der Betrieb der Maschine kann bequem durch Unterteilung in drei Phasen beschrieben werden.Each part of the machine, such as the screw conveyor and various valves, operate in a timed relationship under the control of a control system (not shown) which must be programmed for each powder to be packaged. The operation of the machine can be conveniently described by dividing it into three phases.
Das Ansauggebläse (17) wird ausgeschaltet, ferner befindet sich der Ring (23) anfangs in einem nicht aufgeblasenen Zustand. Die Ventile (1), (5), (7) und (16) sind sämtlich geschlossen. Eine Versorgung (22) für Flachlege- Kunststoffschläuche für die Herstellung von Säcken wird einem Träger (20) zugeführt, ferner wird ein Packfaß (24) mit einer im voraus angebrachten Auskleidung aus Kunststoffmaterial auf der Basis (21) unterhalb des Auslasses der Pulverzufuhrleitung (4) angeordnet. Dann wird das Ende des Flachlegeschlauchs von der Halterung (20) nach unten gezogen und zugebunden, um Dichtigkeit zu erzielen. Das verschlossene Ende des Schlauchs wird dann weiter nach unten gezogen, bis es auf dem Boden des Packfasses (24) aufliegt. Dann wird das Ansauggebläse (17) eingeschaltet, ferner wird das Ventil (1) geöffnet. Nun fließt Pulver vom Entfeuchterbasisventil (1) zum Schneckenförderer (3) und bildet eine gedrosselte Versorgung. Anschließend wird der Ring (23) aufgeblasen, bis er mit der Innenwand des Flachlegeschlauchs, der nun durch die Befestigungsoperation in einen Sack umgeformt worden ist, in Eingriff ist und eine Dichtung bildet. Dann wird das Ventil (16) geöffnet, wobei wegen der Tatsache, daß das Ansauggebläse bereits arbeitet, über die Leitung (11) Luft aus dem Sack gesaugt wird, so daß die Wände des Sacks zusammenfallen und etwas Luft in die Anwärtsfließleitung eintritt und über den Filterteil (13A) nach unten strömt. Dann wird das Ventil (16) geschlossen, während das Ventil (7) geöffnet wird, damit Stickstoff unter Druck von einer (nicht gezeigten) Versorgung vom Rohr (6) in die Leitung (8) eintreten kann. Da das Ende der Leitung (8) verschlossen ist, bewegt sich das Gas durch die Öffnungen (10) und dann durch die vertikale poröse Wand des Filters (13), Teil (13b) (in einer Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der das Gas während des Ansaugens durch den Filterteil (13b) strömt) in den Raum (27) zwischen dem Ring, der bereits aufgeblasen worden ist, und den Leitungen, um den Behälter (25) aufzublasen und zu füllen.The suction fan (17) is switched off and the ring (23) is initially in a non-inflated state. The valves (1), (5), (7) and (16) are all closed. A supply (22) for laying flat Plastic tubing for making bags is fed to a carrier (20), a packing drum (24) with a pre-attached lining of plastic material is placed on the base (21) below the outlet of the powder feed line (4). The end of the lay-flat tubing is then pulled down from the support (20) and tied to provide a seal. The closed end of the tubing is then pulled further down until it rests on the bottom of the packing drum (24). The suction fan (17) is then turned on and the valve (1) is opened. Powder now flows from the dehumidifier base valve (1) to the screw conveyor (3) forming a throttled supply. The ring (23) is then inflated until it engages and forms a seal with the inner wall of the lay-flat tubing, which has now been formed into a bag by the fastening operation. Then the valve (16) is opened and, due to the fact that the suction fan is already operating, air is sucked out of the bag via the line (11) so that the walls of the bag collapse and some air enters the upflow line and flows downwards via the filter part (13A). Then the valve (16) is closed while the valve (7) is opened to allow nitrogen under pressure from a supply (not shown) from pipe (6) to enter the line (8). Since the end of the line (8) is closed, the gas moves through the openings (10) and then through the vertical porous wall of the filter (13), part (13b) (in a direction opposite to the direction in which the gas flows through the filter part (13b) during suction) into the space (27) between the ring, which has already been inflated, and the lines to inflate and fill the container (25).
Anschließend wird der Startknopf der Anlaufsteuerschaltung in der (nicht gezeigten) Wägemaschine betätigt, um mit der Fülloperation zu beginnen. Das Wägesystem wird in die Nettowägebetriebsart versetzt, woraufhin das Pulverzufuhrventil (5) geöffnet wird. Dies hat die Wirkung, daß der Schneckenförderer (3) gestartet wird, der Pulver mit einer Rate liefert, die durch eine Einstellung am Steuersystem festgelegt wird. Da die Wände des Behälters aus einem undurchlässigen Kunststoffmaterial hergestellt sind, bewegt sich verdrängtes Gas durch den Filterteil (13a), wobei während dieses Prozesses jegliches Pulver, das von der Gasströmung eingefangen wird, durch die Filterungswirkung des Elements zurückgehalten wird. Das gefilterte Gas bewegt sich durch den Raum (28) zwischen der Halterung (20) und den Leitungen weiter nach oben und strömt schließlich in das Anteil (26) aus. Nach einer Periode wird der Förderer verlangsamt, bis die Versorgung mit Pulver allmählich beendet ist. Schließlich wird ein Unterbrecher betätigt, der den Schneckenförderer anhält, wenn das erforderliche Pulvergewicht zum Sack (25) geliefert worden ist. Das Zufuhrventil (5) wird dann geschlossen, wodurch das Zufuhrsystem von der restlichen Maschine getrennt wird.The start button of the start-up control circuit in the weighing machine (not shown) is then operated to begin the filling operation. The weighing system is placed in the net weighing mode, whereupon the powder feed valve (5) is opened. This has the effect of starting the screw conveyor (3) which supplies powder at a rate determined by a setting on the control system. As the walls of the container are made of an impermeable plastics material, displaced gas moves through the filter part (13a), during which process any powder caught in the gas flow being retained by the filtering action of the element. The filtered gas continues to move upwards through the space (28) between the support (20) and the conduits and eventually flows out into the part (26). After a period the conveyor is slowed until the supply of powder gradually ceases. Finally, a breaker is activated which stops the screw conveyor when the required weight of powder has been delivered to the bag (25). The feed valve (5) is then closed, isolating the feed system from the rest of the machine.
Anschließend wird aus dem Ring Gas entlassen, indem ein Schalter am Steuersystem betätigt wird, anschließend wird das Ventil (16) geöffnet. Im Ergebnis wird der Inhalt des Sacks (25) aufgrund der Strömung der Luft durch die Ansaugleitung (11) nach oben und nach innen durch den Filterteil (13b) einem Unterdruck unterworfen. Dadurch fällt die Wand des Sacks zusammen. Dann wird der Hals des Sacks an zwei übereinander befindlichen Positionen (29) und (30) über der Oberfläche (31) des Pulvers verschlossen. Anschließend wird das den gefüllten Sack enthaltenden Packfaß (24) von der Basis (21) entfernt, außerdem wird ein neues Packfaß an dieser Position angeordnet. Das Ende des Flachlegeschlauchs (22), das bei (29) verschlossen ist, wird anschließend nach unten gezogen und auf den Boden des Ersatz-Packfasses angeordnet, um die Wiederholung des Operationszyklus zu ermöglichen.Then gas is released from the ring by operating a switch on the control system, then the valve (16) is opened. As a result, the contents of the bag (25) are subjected to a negative pressure due to the flow of air through the suction line (11) upwards and inwards through the filter part (13b). This causes the wall of the bag to collapse. Then the neck of the bag is closed at two superimposed positions (29) and (30) above the surface (31) of the powder. The packing drum (24) containing the filled bag is then removed from the base (21) and a new packing drum is placed in that position. The end of the lay-flat tube (22) which is closed at (29) is then pulled down and placed on the bottom of the replacement packing drum to enable the cycle of operation to be repeated.
Während der verschiedenen Stufen des Betriebs der Maschine und insbesondere dann, wenn eine Bedienungsperson die Packfässer handhabt und die Säcke festbindet, wird durch das Ansauggebläse (17) durch die durchlochte Sammelkammer (18) ein Luftzug erzeugt. Als Folge davon wird jegliches Pulver, das unabsichtlich aus der Maschine entwichen sein könnte, schnell und wirksam beseitigt.During the various stages of operation of the machine, and in particular when an operator is handling the packing drums and tying the bags, a draft of air is created by the suction fan (17) through the perforated collection chamber (18). As a result, any powder that may have accidentally escaped from the machine is quickly and effectively eliminated.
Die Maschine kann auf verschiedene Arten abgewandelt werden. Beispielsweise kann jedes beliebige herkömmliche Zufuhrsystem verwendet werden, um den Schneckenförderer (3) zu ersetzen. Der letztere wird jedoch wegen der Genauigkeit bevorzugt, mit der er das Pulver liefern kann. Falls das Pulver nicht brennbar ist, kann als Ansauggas Luft verwendet werden, ferner kann das Verschließen der Säcke anstelle der Bänder durch Heißsiegeln erfolgen. Die Maschine kann auch zum Befüllen einzelner Säcke verwendet werden, wobei in diesem Fall Lagerungsvorrichtungen für einen kontinuierlichen Flachlegeschlauch ebenfalls weggelassen werden können.The machine can be modified in various ways. For example, any conventional feeding system can be used to replace the screw conveyor (3). However, the latter is preferred because of the accuracy with which it can deliver the powder. If the powder is non-flammable, air can be used as the suction gas, and the bags can be closed by heat sealing instead of bands. The machine can also be used to fill individual bags, in which case storage devices for a continuous lay-flat tube can also be omitted.
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