EP1619124A1

EP1619124A1 - Vorrichtung zum Abfüllen pulverartigen Haufwerks sowie damit durchführbares Verfahren

Info

Publication number: EP1619124A1
Application number: EP05008305A
Authority: EP
Inventors: Yves Dietrich; Frédéric Dietrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2025-04-15
Also published as: DE502005000086D1; US7168460B2; US20050263209A1; ATE337964T1; EP1619124B1; DE102004032300A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks (Q) in ein Behältnis (50) aus verformbarem Werkstoff -insbesondere in einen Sack --, das in einem Behälter aus starrem Werkstoff angeordnet sowie zeitweise einem einen sog. Handschuhkasten enthaltenden Schleusensystem vorgesetzt wird, ist in Abstand (n) zu einem Stellboden (B) eine Welle (64) drehbar gelagert, an welcher zumindest eine als Handschuhkasten ausgebildete Haube einen Haubentrog (80) -oder ein Haubensystem -- aus metallischem Werkstoff, bevorzugt aus Edelstahl, festliegt; an längenveränderlichen Kolben/Zylinder-Einheiten (76) ist in veränderlichem Abstand zur Welle (64) wenigstens eine zur Wellenlängsachse (N) parallele Tragplatte (78) für den starren Behälter angebracht, der andernends an ein in die Haube bzw. den Haubentrog (80) bzw. das Haubensystem einragendes Verbindungsrohr (34_a) dicht angeschlossen wird. Die Welle (64) ist an zumindest zwei in seitlichem Abstand (e) zueinander angeordneten, einen Hauptrahmen bildenden Seitengestellen (62) drehbar gelagert. Diese Vorrichtung wird zu einem Verfahren eingesetzt, bei dem der das Haufwerk (Q) aufnehmende Sack (50) in einen weiteren Sack eingesetzt und mit diesem im starren Behälter angeordnet wird, wonach letzterer an die als Handschuhkasten ausgebildete Haube bzw. den Haubentrog (80) -- bzw. ein Haubensystem -- dicht angeschlossen sowie der Mündungsbereich des geöffneten Innensackes mit einem Verbindungsrohr (34_a) verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks in ein Behältnis aus verformbarem Werkstoff -- insbesondere in einen Sack --, das in einem Behältnis aus starrem Werkstoff angeordnet sowie zeitweise einem einen Handschuhkasten enthaltenden Schleusensystem vorgesetzt wird, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zudem erfasst die Erfindung ein mit dieser Vorrichtung durchführbares Verfahren.
Es sind verschiedene Systeme bekannt, mit denen man toxische Pulver kontaminationsarm aus mit Plastiksäcken ausgestatteten Fässern entleeren kann. Eine der gebräuchlichsten Methoden ist der Einsatz von Isolationssystemen. Das Fass wird durch eine Schleuse in den Isolator eingeführt, mit einer mechanischen Vorrichtung angehoben, worauf der mit dem Produkt gefüllte Plastiksack von einer Bedienperson mit Handschuhen geöffnet wird. Das Produkt wird danach manuell in einen Trichter entleert, der am unteren Teil des Isolators angeschlossen ist. Der Nachteil dieser Isolationssysteme ist, dass sie für spezifische Anwendungen konzipiert sind und deshalb nur über sehr geringe Flexibilität verfügen. Der Platzbedarf sowie die Investitionskosten solcher Systeme sind erheblich. Außerdem ist die Staubentwicklung innerhalb des Isolators beträchtlich, so dass die Filter schnell verstopfen, die Anlage häufig gereinigt werden muss und ein Risiko von Produktverlust besteht.
Auch gibt es ein System, das eine durchsichtige zylindrische sog. Glove Box mit seitlichen Öffnungen für Handschuhe enthält. Ein Edelstahlring mit flacher Dichtung ist am unteren Teil der Glove Box befestigt und gewährleistet die Abdichtung zum Fass. Von oben wird eine bewegliche Sauglanze eingeführt, die durch eine Abdichtungsmanschette mit der Glove Box verbunden ist. Das System ist an eine pneumatische Hebevorrichtung angeschlossen, welche das Heben bzw. Senken der Glove Box über dem Fass ermöglicht. Die Fassentleerung wird von einer Bedienperson mit Hilfe der Sauglanze durchgeführt, welche mit einem pneumatischen Fördersystem verbunden ist. Das Pulver wird unter Vakuum gefördert und auf völlig geschlossene Weise in den zu füllenden Behälter entleert.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Isolator sind die Vorteile eines solchen Systems geringer Platzbedarf sowie eine niedrige Investitionssumme. Je nach Produktart kann sich der Umgang mit der Sauglanze jedoch als anstrengend und zeitraubend erweisen. Zudem ist es manchmal schwierig, den Plastiksack völlig zu entleeren. Zudem kann das System auch nicht für klumpenhaltige Produkte eingesetzt werden. Beim Entleeren einer großen Anzahl von Fässern (> 10 Fässer) kann sich die Entleerungszeit für eine Produktionseinheit als sehr lang und unzulänglich erweisen (10 - 15 min/Fass).
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Probleme zu beseitigen. Insbesondere sollen mit Plastiksäcken ausgestattete Fässer, die toxische Pulver enthalten, praktisch kontaminationsfrei (< 1 µg/m³) und halbautomatisch entleert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein.
Erfindungsgemäß lagert -- bevorzugt an zumindest zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordneten, einen Hauptrahmen bildenden Seitengestellen -- in Abstand zu einem Stellboden eine drehbare Welle, an welcher zumindest eine als Handschuhkasten ausgebildete Haube -- oder ein Haubentrog bzw. ein Haubensystem -- festliegt. An längenveränderlichen Kolben/Zylinder-Einheiten ist zudem in veränderlichem Abstand zur Welle wenigstens eine zur Wellenlängsachse parallele Tragplatte als Halteboden für den starren Behälter angebracht; dieser ist andernends an ein in die Haube, den Haubentrog bzw. das Haubensystem einragendes Verbindungsrohr dicht anschließbar ausgebildet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Haube bzw. der Haubentrog -- oder der Außenbereich des Haubensystems -- aus metallischem Werkstoff, bevorzugt aus Edelstahl, geformt und zumindest im bodenfernen Teil mit einem Fensterelement versehen; an einem Frontbereich sind in Durchbrüchen Handschuhe oder handschuhartige Einrichtungen vorgesehen, in die eine Bedienungsperson eingreifen kann, um Innensäcke der Fässer oder Behältnisse kontaminationsfrei zu öffnen.
Als günstig hat es sich erwiesen, den starren Behälter bzw. das Fass durch seitlich angebrachte pneumatische Kolben mit der Haube bzw. dem Haubentrog oder dem Haubensystem zu verbinden. Diese Kolben dichten das System ab, indem sie das Fass gegen die mit einer Dichtung versehene benachbarte untere Platte der Vorrichtung drücken.
Nach einem anderem Merkmal der Erfindung ist die Haube bzw. der Haubentrog bzw. das Haubensystem in einem Aufnahmekasten der Welle angebracht, von der die erwähnten Kolben/Zylindereinheiten für die Tragplatte abragen.
Dieses System ist auf einem sog. Hauptrahmen installiert, der ein Paar von den Wellenlagern an Seitengestellen für die Welle anbietet sowie diesen Wellenlagern nahe -- etwa radiale -- Stirnwände des Aufnahmekastens, von denen jeweils achsparallele Längswände abragen; zwei miteinander fluchtende Längswände sind als Anschlusselemente für die Kolben/Zylinder-Einheiten ausgebildet.
Als günstig hat es sich erwiesen, an den den Kolben/Zylinder-Einheiten fernen Längswänden des Aufnahmekastens die Haube bzw. den Haubentrog festzulegen. Zudem soll die Haube bzw. den Haubentrog zumindest eine achsparallele Platte durchspannen, welche vom Verbindungsrohr durchsetzt ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem Verbindungsrohr ein Spanngestell zugeordnet, mit dem an der Außenfläche der Rohrwandung ein Pressdruck erzeugt werden kann, dank dessen das freie Ende des Sackes am Verbindungsrohr festgelegt zu werden vermag. Dazu soll an die Rohrwandung ein Druckring des Spanngestells anzulegen sein, der radial und/oder achsparallel verschiebbar ausgebildet ist; dieser Druckring wird bevorzugt als flexibles und aufblasbares Profil angeboten. Der Druckring wird vorteilhafterweise durch zumindest einen ihn führenden Schubfuß gehalten, der einen achsparallelen Spannarm des Spanngestells umgibt und an diesem achsparallel verschiebbar sowie an einer auszuwählenden Stelle festzulegen ist.
Vorteilhafterweise kann zwischen Spanngestell und Verbindungsrohr der Mündungsbereich des Behältnisses aus verformbarem Werkstoff -- also des Sackes -- festgelegt werden. Letzterer soll zur Aufnahme des pulverförmigen Haufwerks als Innensack in einem ihn als Hülle umgebenden äußeren Sack angeordnet werden; beide Säcke befinden sich in dem erwähnten starren Behälter, also dem Fass der Vorrichtung. Der Mündungsbereich des Hüll- oder Außensackes wird bevorzugt an einer einen -- dem starren Behälter oder Fass zugeordneten -- Durchbruch der Haube bzw. des Haubentroges oder Haubensystems umgebenden ringartigen Befestigungseinrichtung festgelegt. Diese ist ein den Durchbruch umfangender Profilring, dessen Außenfläche wenigstens ein Druckprofil als Klemmelement für den Mündungsbereich des Außensackes zugeordnet ist. Dem Profilring soll nach außen hin ein Fußsteg angeformt sein als Auflage für ein Druckprofil.
Erfindungsgemäß ist das Verbindungsrohr mittels eines Verbindungselementes an ein pneumatisches Fördersystem angeschlossen, wobei sich das Verbindungselement vom Verbindungsrohr weg bevorzugt trichterartig verjüngt. Zudem soll das Verbindungselement mit einer gegebenenfalls vorhandene Verklemmungen oder Verklumpungen im pulverförmigen Haufwerk brechenden Einrichtung ausgestattet sein, etwa einem Mahlwerk.
Von besonderer Bedeutung ist, dass die Vorrichtung mit einer manuellen oder automatischen Kippeinrichtung ausgerüstet ist, mit welcher die Anlage um 180° gekippt werden kann. Der obere Teil des Systems mag -- je nach Anwendung-- mit verschiedenen Verbindungen ausgestattet werden. Das System besteht in jedem Fall aus einem Verbindungsrohr mit aufblasbarer Dichtung, an welchem der Innensack zu befestigen ist.
Um zu vermeiden, dass der Innensack beim Kippen des Fasses herunterfällt und somit eine vollständige Entleerung des Fasses hintanhält, müssen beim Befestigen des Sackes gewisse Abläufe berücksichtigt werden. Der zuvor geöffnete Innensack wird zuerst mit Hilfe eines O-Ringes an einem auf der Sackhalterung angeschweißten Ring befestigt. Der obere Teil des Sackes wird danach am Verbindungsrohr befestigt, welches oben im System mit einer aufblasbaren Dichtung installiert ist. Da der Raum zwischen dem Sack und dem Fass geschlossen ist, wird der Sack bei der Entleerung normalerweise zurückgehalten. Es ist auch möglich, diesen Raum unter leichten Unterdruck zu setzen, um den sicheren Halt des Sacks zu gewährleisten.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Welle ein mit dieser drehbarer Prozessapparat angeordnet, von dem radial zur Welle das Verbindungsrohr ausgeht; eine letzteres haltende Kastenhälfte des Prozessapparates ist dem Aufnahmekasten der Vorrichtung zugeordnet, die andere Kastenhälfte mit einem verschließbaren Einfüllelement versehen. Dazu ist zumindest eine sich von der Welle weg querschnittlich verjüngende Kastenhälfte besonders günstig; zwischen der sich zum Verbindungsrohr hin verjüngenden Kastenhälfte und dem Verbindungsrohr soll ein Verschlussorgan angeordnet sein.
An die Kastenhälften schließt beidseits jeweils eine gemeinsame die Welle umgebende Büchse an, an welcher ein radiales Tafelelement zur Verbindung mit dem Aufnahmekasten festliegt. Insbesondere an die Welle dieser Vorrichtung ist ein Motor angeschlossen.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verbindungstrichter, der durch einen Schlauch mit einem pneumatischen Fördersystem verbunden sowie im oberen Teil der Haube am Verbindungsrohr befestigt ist. Nachdem das Fass am System angeschlossen wurde, wird es gekippt und durch das Fördersystem automatisch entleert. Bei schwer fließenden Produkten, kann eine Hin- und Herbewegung angewendet werden, um mögliche Pulverbrücken zu brechen. Vorteilhafterweise kann die untere Platte der Haube aus einem porösen Werkstoff hergestellt werden, um den Filter des Ansaugtrichters zu ersetzen.
Im Rahmen der Erfindung liegt ein Verfahren zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks in ein Behältnis aus verformbarem Werkstoff, bei dem der das Haufwerk aufnehmende Sack in einen weiteren Sack eingesetzt und mit diesem im starren Behälter angeordnet wird, wonach der starre Behälter an eine als Handschuhkasten ausgebildete Haube bzw. einen Haubentrog bzw. ein Haubensystem dicht angeschlossen sowie der Mündungsbereich des geöffneten Innensackes mit einem Verbindungsrohr verbunden wird. Das Haufwerk wird einem Reaktor oder dosiert einem anderen Innensack zugeführt.
Das erfindungsgemäße System kann also dazu benutzt werden, beispielsweise rotierende Prozessapparate -- bikonische Trockner, Mischer od.dgl. -- in geschlossener Weise zu füllen und zu entleeren. Die Haube ist ständig an den Prozessapparat angeschlossen. Ein mit Rohstoff gefülltes Fass wird an das System angefügt und durch Schwerkraft in den Apparat geladen, nachdem es um 180° gekippt worden ist. Am Ende des -- Trocken- und Mischvorgänge enthaltenden Prozessverfahrens wird das Pulver in ein neues Fass geladen.
Das erfindungsgemäße System mag auch als Dispensierungseinheit benutzt werden; in der Pharmaindustrie ist es oft gebräuchlich, ein Fass mit Rohstoff in kleinere, präzise Ladungen abzufüllen.
Auch ist es möglich, eine präzise Menge Pulver von einem Fass in ein zweites Fass zu dosieren, indem man zwei Haubensysteme, die durch ein Dosierungsventil getrennt sind, auf Waagen stellt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in schematischen Skizzen in

Fig. 1, 2, 4, 6 bis 8, 10 bis 14:: eine Einrichtung in unterschiedlichen Betriebsstellungen mit einem Fass oder Behälter zur Aufnahme von Säcken;
Fig. 3, 5:: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 nach deren Pfeil III bzw. aus Fig. 4 nach deren Pfeil V;
Fig. 9, 15:: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8 und Fig. 10 nach deren Pfeil IX bzw. aus Fig. 14 nach deren Pfeil XV;
Fig. 16:: eine teilweise geschnittene Wiedergabe einer Aufnahmevorrichtung für die Einrichtung nach Fig. 1 bis 15 zu deren Betätigung;
Fig. 17:: einen Teilschnitt durch Fig. 16 in deren Radialebene R;
Fig. 18:: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 16;
Fig. 19:: die Aufnahmevorrichtung der Fig. 16 in anderer Betriebsstellung und mit einem angeschlossenen Reaktor in Seitenansicht;
Fig. 20, 21, 23:: jeweils eine Seitenansicht anderer Ausgestaltungen der Aufnahmevorrichtung;
Fig. 22:: einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 21;
Fig. 24 bis 37:: jeweils eine etwa der Darstellung in Fig. 16 entsprechende Skizze der Vorrichtung zu unterschiedlichen Verfahrensschritten, wobei über jeder der Figuren dieser eine symbolische Verfahrensskizze zugeordnet ist;
Fig. 38:: eine Schemaskizze einer verfahrbaren Aufnahmevorrichtung;
Fig. 39:: den Querschnitt durch Fig. 38 in deren Radialebene R₁.

Ein fassartiger Behälter 10 des Durchmessers d sowie der Höhe h ist mit seiner -- an eine Behälterwand 12 angeformten -- Bodenplatte 14 einem Rost 16 aufgesetzt. Über der nach oben weisenden Mündungsöffnung 18 des Fasses oder Behälters 10 ist koaxial zu dessen Vertikalachse A an einem Vertikalrohr 34 des Durchmessers c eine auf ihn in Schließrichtung z absenkbare Haube 22 der Höhe h₁ aus Edelstahl mit einem in der Zeichnung nicht erkennbaren Glasfenster im oberen Bereich angeordnet.
Nach dem Absenkvorgang lagert gemäß Fig. 4 ein ringförmiger, querschnittlich abwärts nach innen gestufter Umfangsrand 24 der Haube 22 mit seinem unteren Dichtungsabschnitt 25 auf der die Mündungsöffnung 18 umfangenden Oberkante 19 der Behälterwand 12. Das Fass bzw. der Behälter 10 ist durch pneumatische Kolben, die seitlich am System angebracht sind, mit der Haube 22 verbunden. Diese Kolben dichten das System ab, indem sie das Fass 10 gegen den -- wie gesagt mit einer Dichtung versehenen -- Umfangsrand 24 des Systems drücken. Über dem Umfangsrand 24 ist hier ein Abfallsack 27 zu erkennen, der weiter unten beschriebene Spannflächen 54, 48 nach deren Abnahme aufnimmt. Nicht dargestellt sind in Fig. 4 zwei Handschuhen 26, die beide an der Vorderseite der Haube 22 in Durchbrüchen angebracht sind. Gegenüber den Handschuhen 26 sind im übrigen zwei Filter 32 des sog. Typs "Push Through" vorgesehen (Fig. 17).
Insbesondere Fig. 3, 5 ist zu entnehmen, dass vom Umfangsrand 24 ein Profilring 28 winkelartigen Querschnittes der Höhe i nach unten hin abragt, dessen -- an einem angeformten, nach außen gerichteten Fußsteg 29 endender -- Außenseite ein Spannband 30 im Radialabstand a gegenüberliegt.
Dem Vertikalrohr 34 ist oberhalb seines Mündungsrandes 36 ein Spanngestell 38 zugeordnet, dessen Aufbau besonders deutlich in Fig. 9 dargestellt ist; von einem -- in mittigem Abstand b zur Wandung 35 des Vertikalrohrs 34 an einem Radialstab 39 angeordneten -- achsparallelen Spannarm 40 ragt zum Vertikalrohr 34 hin ein Druckprofil 42 ab, das dank eines den Spannarm 40 umfangenden Schubfußes 43 an ersterem -- durch Betätigung eines Stellgriffes 41 -achsparallel verschoben werden kann und mit dem ein Druckring 44 aus elastischem Werkstoff als -- gegebenenfalls aufblasbares -- Dichtorgan gegen das Vertikalrohr 34 geführt zu werden vermag.
Im Innenraum 20 des Fasses oder Behälters 10 ist ein um die Vertikalachse A angeordneter Sack 46 angedeutet, dessen oberer Mündungsbereich 47 in geöffnetem Zustand nach Fig. 2, 4, 6 bis 12 an jenen Profilring 28 der Haube 22 durch ein Rundprofil 31 angeschlossen ist und dessen Innenraum 48 einen Innensack 50 für pulverförmige Produkte Q aufnimmt. Befindet sich die Haube 22 gemäß Fig. 1, 2 in Abstand zur Oberkante 19 des Behälters 10, wird ein vom Spannrahmen 28 begrenzter Haubendurchbruch 23 von einer Spannfläche 54 verschlossen, die gemäß Fig. 3 ihrerseits mit einem O-Ring oder Rundprofil 31 an die Außenfläche des Profilringes 28 gepresst wird. Diese Spannfläche 54 kann beispielsweise durch einen Abschnitt des Mündungsbereiches 47 des zuvor behandelten -- und dann abgeschnittenen -- äußeren Hüllsackes 46 gebildet und mit einer zentralen Klammer 56 verspannt werden.
Dank der beiden auf der Haubenfront angebrachten Handschuhe 26 kann der Innensack 50 im geschlossenen Fass oder Behälter 10 von außen durch eine Bedienperson gefahrlos geöffnet und sein Mündungsbereich 51 dem Druckring 44 zugeführt werden. Gemäß Fig. 6 bis 10 wird der Mündungsbereich 51 des Innensacks 50 nach dem Anheben des Schubfußes 43 am Spannarm 40 in Pfeilrichtung x durch den erwähnten Druckring 44 an die Außenfläche der Wandung 35 des Vertikalrohres 34 gepresst und dieses so mit dem Sackraum 52 verbunden. Ist letzterer durch Einbringen des pulverförmigen Produktes Q gefüllt, wird sein Mündungsbereich 51 abgetrennt und entsprechend Fig. 10 durch eine Klammer 56 verspannt; er dient dann als Spannfläche 58 zum Verschließen des Vertikalrohres 34. Eine weitere Klammer 56_a verschließt den verbleibenden Innensack 50. Letzterer wird in den Behälterinnenraum 20 gedrückt. In Fig. 14 ist das erwähnte Flachprofil oder Spannband 30 zu erkennen, welches gelöst wird, um den O-Ring 31 nach unten zu verschieben.
Dank einer in Fig. 16, 18 skizzierten Drehvorrichtung 60 als Hauptgestell wird der Innensack 50 auf einfache Weise schnell entleert. Diese Drehvorrichtung 60 weist in einem lichten Abstand e zueinander zwei Seitengestelle 62 auf, die auf einem Stellboden B festliegen und mit jeweils einem Wellenlager 63 versehen sind, zwischen denen sich an einer Welle 64, dessen Längsachse N in Abstand n zum Stellboden B verläuft, ein drehbarer Aufnahmekasten 66 befindet; dieser weist an zwei radialen Stirnwänden 67 jeweils zwei wellenparallele Längswände 68 auf und enthält einen Haubentrog 80, in den in Fig. 16 von oben her das Verbindungsrohr 34_a eingreift. Im kastenartigen Haubentrog 80 ist an achsprallelen Schultern 81 der Seitenwand 82 eine zur Längsachse N der Welle 64 parallele Querplatte 84 aus Fensterglas festgelegt und vom Verbindungsrohr 34_a durchsetzt. Letzteres ist von einem mit der Glas- oder Querplatte 84 einheitlichen sowie i.w. oben beschriebenen Spanngestell 38_a umgeben. Von dessen achsparallelem Spannarm 40_a ragt am freien Ende rechtwinkelig ein Querarm 45 ab, in dessen rinnenartigem Druckprofil 42 der Druckring 44 lagert sowie in Fig. 18 den Mündungsbereich 51 des Innensackes 50 gegen die Rohrwandung 35 drückt. Dieser Innensack 50 durchgreift den -- hier in einer zu zwei Firstprofilen 86 des Haubentroges 80 parallelen Bodenplatte 87 befindlichen -Haubendurchbruch 23, den der Profilring 28 umgibt. Auf dessen Fußsteg 29 ist der Mündungsbereich 47 des äußeren Sackes 46 befestigt. Oberhalb der mit der Seitenwand 82 verschraubten Bodenplatte 87 wird der Profilring 28 durch einen Aufsatzring 85 fortgesetzt, der an seinem Außenumfang Klemmelemente 85_a für den Innensack 50 anbietet.
Das Verbindungsrohr 34_a mündet andernends in einen Verbindungstrichter 70, von dem radial ein Anschlussrohr 71 mit Schließmechanismus und Filter 72 abragt. Auf dem Verbindungstrichter 70, der durch einen Schlauch mit einem pneumatischen Fördersystem verbunden wird, ist ein Filter installiert, der es erlaubt, die Förderluft des Pulvers anzusaugen. Wahlweise kann ein Deckel 75 des Trichters 70 als Platte aus einem porösen Werkstoff ausgebildet werden, um den Filter des Ansaugtrichters zu ersetzen.
Von den in Fig. 16 bodenwärtigen radialen Längswänden 67 des Aufnahmekastens 66 ragen achsparallele Kolben-/Zylinder-Einheiten 76 ab, die andernends mit einer Tragplatte 78 verbunden sind, deren lichter Wellenabstand n₁ veränderlich ist. Diese Tragplatte 78 sitzt in Ausgangsstellung mit Stellfüßen 79 dem erwähnten Stellboden B auf und dient als Tragfläche für das Fass bzw. den Behälter 10. Dessen Säcke 46, 50 sind in der oben beschriebenen Weise mit dem Haubentrog 22_a verbunden, so dass der Sackraum 52 an das Verbindungsrohr 34_a anschließt. Im Querschnitt der Fig. 17 ist mit 33 ein Filter für das Pulver kenntlich gemacht; letzterer ist -- in der Zeichnung nicht erkennbar -an den oberen Teil des Verbindungstrichters 70 angeschlossen.
Der zuvor geöffnete Innensack 50 wird zuerst mit Hilfe des Rundprofils oder O-Ringes 31 an einem auf der Sackhalterung angeschweißten Ring befestigt. Der obere Teil des Innensacks 50 wird danach am Vertikal- oder Verbindungsrohr 34_a festgelegt, welches im Firstbereich des Systems mit einer aufblasbaren Dichtung installiert ist. Durch Betätigung der Kolben/Zylinder-Einheiten 76 und deren Verkürzung wird der Raum zwischen dem Innensack 50 und dem Fass 10 für die Entleerung geschlossen. Es ist auch möglich, diesen Raum unter leichten Unterdruck zu setzen, um den sicheren Halt des Innensacks 50 zu gewährleisten.
Nach dem Drehen der Welle 64 um 180° durch Betätigung eines Handrades 65 mit zur Welle 64 hin nachgeschaltetem Antriebsorgan 65_a wird das Anschlussrohr 71 des Verbindungstrichters 70 mit einem Förderschlauch 88 an eine Reaktoreinheit 90 angeschlossen und zwar an einen seitlichen Ansatzstutzen 96 eines von einem Reaktor 92 aufragenden Zylinderrohres 94 aus elektrolytisch poliertem Edelstahl, dessen Innenraum 95 als Pumpkammer dient; diese ist mit dem als Zuführleitung dienenden Förderschlauch 88 -- Förderrichtung y -- verbunden. Jener Ansatzstutzen enthält ein sog. Schmetterlingsventil 89 als Sperrorgan in einem Anschlussflansch für den Förderschlauch 88.
Über dem Deckel 93 des Reaktors 92 sind ein Ventilgehäuse 98 und ein Antriebselement 99 für ein Schmetterlingsventil angedeutet. Nach oben hin endet das Zylinderrohr 94 an einem Filtereinsatz 100, der von einem -- axial mit einem T-förmigen Anschlussrohr 102 versehenen -- Domdeckel 104 überspannt wird. Dieser ist mit einer Verriegelungseinrichtung an Zughaken des Zylinderrohres 94 festgelegt. Vom Anschlussrohr 102 geht zum einen eine Vakuumleitung 106 mit Vakuumventil 107 für eine diesem vorgeordnete Vakuumpumpe ab sowie anderseits eine -- ein Sperrventil 109 enthaltende -- Fördergasleitung 108 für eine Fördergasquelle.
Während einer Ansaugphase öffnet sich das Schmetterlingsventil 89 der Zuführleitung 88, die Austragsleitung bleibt geschlossen. Nun füllt sich die Pumpkammer 95 dank des Aufbaues eines Vakuums über die Vakuumleitung 106 bis zu einer gewünschten Füllhöhe, gegebenenfalls auch gänzlich.
Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird die Zuführleitung 88 geschlossen und die Austragsleitung geöffnet. Das Pulver Q wird mittels Druck -- beispielsweise von Stickstoff zur Filterreinigung -- nach dem Öffnen des Sperrventils 109 in der Fördergasleitung 108 ausgestoßen. Am Ende der Ansaugphase bleibt die Vakuumleitung 106 während einer gewissen Zeit offen, bevor das Schmetterlingsventil der Austragsleitung geöffnet wird, um den Sauerstoff aus der Pumpkammer 95 zu entfernen.
Von besonderer Bedeutung ist bei diesem Vorgang das Filter im Filtereinsatz 100, welches das Pulver zurückhält und gleichzeitig die Saugkapazität des Systems bewahrt. Dank seiner Lage zwischen Pumpkammer 95 und Fördergasquelle wird das Filter bei jedem Zyklus gereinigt und behält darum seine volle Filtrationskapazität.
Die Sperrelemente 89, 107, 109 und das Schmetterlingsventil der Austragsleitung sind miteinander an einem Steuerkasten steuertechnisch verbunden. Während einer Ansaugphase öffnet sich das Schmetterlingsventil 89 der Zuführleitung 88, wohingegen die Austragsleitung geschlossen bleibt. Dank des dabei offenen Vakuumventils 107 saugt sich die Pumpkammer 95 voll; nach einer vorausbestimmten Zeitspanne schließt die Zuführleitung 88 und die Austragsleitung wird freigegeben. Das Fördergut wird durch Druck -- Druckluft oder Stickstoff zur Filterreinigung -- ausgestoßen. Das Filter im oberen Teil des Zylinderrohres 94 hält die feinsten Partikel zurück und reinigt sich bei jedem Entleerungszyklus.
Vor der Einführung des Pulvers in den nachgeordneten Reaktor 92 werden Luft und Pulver voneinander getrennt, indem das Schließen des Vakuum-Absperrventils 107 gegenüber dem Öffnen des Förderguteinlaufes verzögert wird. Damit bei Freigabe der Austragsleitung keine Gase des Reaktors 92 angesaugt werden, wird das Zylinderrohr 94 zuerst unter Druck gesetzt und erst dann das Entleerungsventil geöffnet. Im übrigen kann die Vakuumleitung 106 nur bei geschlossener Austragsleitung geöffnet werden.
Das an den Haubentrog 80 angeschlossene und gekippte Fass 10 wird durch das Fördersystem automatisch entleert. Bei schwer fließenden Produkten kann eine Hin- und Herbewegung angewendet werden, um mögliche Pulverbrücken zu brechen.
Wenn das zu entleerende Produkt Q Klumpen enthält, kann ein bei 74 in Fig. 20 angedeutetes Klumpenbrecher-System in den Ansaug- oder Verbindungstrichter 70 integriert werden. Bei dieser Ausgestaltung sind die Seitenwände 82_a rechteckigen Querschnitts und -- wie die Seitenwände 82 der Fig. 16, 19 -- mit den Längswänden 68 und der Firstplatte 86 durch Schrauben 69 verbunden.
Das erfindungsgemäße System kann auch benutzt werden, um beispielsweise rotierende Prozessapparate 110 -- bikonische Trockner, Mischer od.dgl. -- auf geschlossene Weise zu füllen und zu entleeren. In Fig. 21 ist das in der Vertikalachse A der Vorrichtung 61 liegende Haubensystem 80_a permanent an den Prozessapparat 110 angeschlossen und wird durch Schwerkraft in die Vorrichtung 61 geladen, nachdem es um 180° gekippt wurde. Am Ende des Prozessverfahrens -trocknen, mischen -- wird das Pulver in ein neues Fass 10 geladen. Die Welle 64 der Vorrichtung 110 einer Gesamthöhe f von hier beispielsweise 2200 mm sowie einer Länge g von etwa 2500 mm wird durch einen Motor M angetrieben, der außerhalb der Seitengestelle 62 angebracht ist; zwischen letzteren durchsetzt die Welle 64 jenen Prozessapparat 110, der zwei -- sich jeweils von der Welle 64 weg verjüngende-- Kastenhälften 112, 112_t enthält, beidseits deren die Welle 64 umgebende Büchsen 113 anschließen. An letzteren ist jeweils ein radiales Tafelelement 114 für einen Aufnahmekasten 66_a festgelegt, mit welchem das Haubensystem 80_a verbunden ist.
Der obere Kastenteil 112 weist einen verschließbaren Einfüllstutzen 111 auf. Vom unteren Kastenteil 112_t geht -unter Zwischenschaltung eines Verschlusses 116 -- in der Vertikalachse A das Verbindungsrohr 34_a aus und durchgreift auch hier ein Spanngestell 38.
Das erfindungsgemäße System kann auch als Dispensiereinheit eingesetzt werden. In der Pharmaindustrie ist es oft gebräuchlich, ein Fass mit Rohstoff in kleinere, präzise Ladungen abzufüllen. Mit der Vorrichtung 120 nach Fig. 23 ist es möglich, eine präzise Menge Pulver Q von einem Fass 10 in ein zweites Fass 10_a zu dosieren, indem man zwei -axial in Abstand q zueinander stehende -- Haubensysteme 80_b -- die durch ein Dosierventil 122 getrennt sind -- mit Waagen verbindet. Diese -- beiden Haubensystemen 80_b zugeordneten -- Wiegeorgane sind in Fig. 23 mit 124 bezeichnet.
Die Fig. 24 bis 37 verdeutlichen vierzehn Schritte des Verfahrens; die jeweils über der dort gezeigten Vorrichtung 120 erkennbaren Skizzen sollen die einzelnen Schritte verdeutlichen, beispielsweise das Einsetzen zweier Säcke 46, 50 in ein Fass 10 im ersten Schritt (Fig. 24). Das Festlegen des Mündungsbereiches 47 des äußeren Hüllsackes 46 am Profilring 28 im zweiten Schritt zeigt Fig. 25, dann Fig. 26 das Verkürzen der Kolben-/Zylinder-Einheiten 76 -- und Anheben des Fasses 10 -- im dritten Schritt. Das Entfernen der Spannfläche 54, das Öffnen des Innensackes 50 und das klemmende Festlegen von dessen Mündungsbereich 51 mittels des Druckringes 44 ist in den Fig. 27 bis 29 zu erkennen, das Drehen der Welle 64 -- samt Absenken der nunmehr bodennahen Tragplatte 78 auf den Stellboden B -- in Fig. 30. Das Einsetzen eines zwei Säcke enthaltenden Fasses 10 in die bodennahe Tragplatte 78 entnimmt man Fig. 31, das Öffnen des Sackes 46, 50 als neunter Schritt der Fig. 32. Das Dosieren des Pulvers Q im oben liegenden Innensack 50 bei teilweiser Übergabe an den unten stehenden Innensack 50 zeigt Fig. 33 und dessen Verschließen die Fig. 34. Es folgen die Schritte des Verschließens des äußeren Hüllsackes 46 und dessen Abtrennen von der am Profilring 28 verbleibenden Spannfläche 58. Schließlich zeigt Fig. 37 das Verschließen des -- die dosierte Pulvermenge enthaltenden-- Fasses 10.
In Fig. 38, 39 wird verdeutlicht, dass man mit einem erfindungsgemäßen System 128 nicht nur Fässer 10 zu entleeren vermag, sondern auch einen sog. Big Bag 130 mit eingeklebtem Doppelliner. Hier ist ein bodenwärts offener Fülltrichter 70_a in einem Fahrrollen 132 aufweisenden fahrbaren Traggestell 134 angeordnet. Vom Fülltrichter 70_a geht ein Anschlussrohr 71_a für eine Förderleitung 88 aus, die beispielsweise zu dem Reaktor 92 nach Fig. 18 führt. Am oberen Trichterrand 73 setzt ein Filter 136 für die Förderung an. Einer aufblasbaren Dichtung 138 sitzt der Mündungsrand 140 des Big Bag 130 auf, der von einer horizontalen Glasscheibe 84_a umgeben ist; diese übergreift das Haubensystem 80_a.
Über dem fahrbaren Traggestell 134 ist eine Förderschiene 142 für einen Laufwagen 144 mit Hängeeinrichtung 146 zum vereinfachten Transport des an diese anhängbaren Big Bag 130 zu erkennen.
Der Querschnitt der Fig. 39 verdeutlicht am Haubensystem 80_a ein Filter 32, zwei Paare von Handschuhen 26 und eine Abfallöffnung 148.

Claims

Vorrichtung zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks (Q) in ein Behältnis (50) aus verformbarem Werkstoff, insbesondere in einen Sack, das/der in einem Behälter (10, 10_a) aus starrem Werkstoff angeordnet sowie zeitweise einem einen sog. Handschuhkasten enthaltenden Schleusensystem vorgesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Abstand (n) zu einem Stellboden (B) eine Welle (64) drehbar lagert, an welcher zumindest eine als Handschuhkasten ausgebildete Haube (22), ein Haubentrog (80) oder ein Haubensystem (80_a, 80_b) festliegt, wobei an längenveränderlichen Kolben/Zylinder-Einheiten (76) in veränderlichem Abstand (n₁) zur Welle (64) wenigstens eine zur Wellenlängsachse (N) parallele Tragplatte (78) für den starren Behälter (10, 10_a) angebracht und dieser andernends an ein in die Haube (22) bzw. den Haubentrog (80) bzw. das Haubensystem (80_a, 80_b) einragendes Verbindungsrohr (34, 34_a) dicht anschließbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (64) an zumindest zwei in seitlichem Abstand (e) zueinander angeordneten, einen Hauptrahmen bildenden Seitengestellen (62) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (22) bzw. der Haubentrog (80) oder der Außenbereich des Haubensystems (80_a, 80_b) aus metallischem Werkstoff, bevorzugt aus Edelstahl, geformt und zumindest im bodenfernen Teil mit einem Fensterelement (84, 84_a) versehen ist, wobei an einem Frontbereich in Durchbrüchen handschuhartige Einrichtungen (26) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine zylindrische Form der Haube (22) bzw. des Haubentrogs (80), deren/dessen Querschnitt jenem des starren Behälters (10, 10_a) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haubentrog (80) mit einer ringartigen Seitenwand (82) versehen und schüsselartig ausgebildet ist, wobei der Seitenwand zwei wellenparallele Platten (84, 87) zugeordnet sind sowie eine von diesen vom Verbindungsrohr (34_a) durchsetzt ist, wobei die Platte (84) gegebenenfalls aus einem Glaswerkstoff geformt ist (Fig. 16).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der fassartige starre Behälter (10, 10_a) durch seitlich vorgesehene pneumatische Kolben mit der Haube (22) bzw. dem Haubentrog (80) bzw. dem Haubensystem (80_a, 80_b) verbindbar ausgebildet ist, wobei der Anschlagfläche für den Behälter zumindest eine Dichtung (25) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (22) bzw. der Haubentrog (80) bzw. das Haubensystem (80_a, 80_b) in einem Aufnahmekasten (66, 66_a) der Welle (64) angebracht ist, von der die Kolben/Zylinder-Einheiten (76) für die Tragplatte (78) abragen (Fig. 16).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Paar von den Wellenlagern (63) der Seitengestelle (62) nahen etwa radialen Stirnwänden (67) des Aufnahmekastens (66, 66_a), von denen jeweils achsparallele Längswände (68) abragen, wobei zwei miteinander fluchtende Längswände als Anschlusselemente für die Kolben/Zylinder-Einheiten (76) ausgebildet sind, und dass gegebenenfalls an den den Kolben/Zylinder-Einheiten (76) fernen Längswänden (68) des Aufnahmekastens (66, 66_a) die Haube (22) bzw. der Haubentrog (80) bzw. das Haubensystem (80_a, 80_b) festgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (22) bzw. den Haubentrog (80) bzw. das Haubensystem (80_a, 80_b) zumindest eine wellenparallele flache Platte (84) aus glasartigem Werkstoff durchspannt, welche vom Verbindungsrohr (34, 34_a) durchsetzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein das Verbindungsrohr (34, 34_a) umgebendes Spanngestell (38), mit dem an der Außenfläche der Rohrwandung (35) ein Pressdruck erzeugbar ist, wobei gegebenenfalls der Rohrwandung (35) ein bevorzugt als aufblasbares Profil ausgebildeter Druckring (44) des Spanngestells (38) zugeordnet und dieser radial und/oder achsparallel verschiebbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zumindest einen den Druckring (44) führenden Schubfuß (43), der einen achsparallelen Spannarm (40) des Spanngestells (38) umgibt und an diesem achsparallel verschiebbar sowie festzulegen ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spanngestell (38) und Verbindungsrohr (34, 34_a) der Mündungsbereich (51) des Behältnisses (50) aus verformbarem Werkstoff festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (50) zur Aufnahme des pulverförmigen Haufwerks (Q) als Innensack in einem es umgebenden äußeren Sack (46) angeordnet und beide Säcke im starren Behälter (10, 10_a) gehalten sind, wobei gegebenenfalls für den Mündungsbereich (47) des Hüll- oder Außensackes (46) an einem dem starren Behälter (10, 10_a) zuzuordnenden Durchbruch (23) der Haube (22) bzw. des Haubentroges (80) bzw. des Haubensystems (80_a, 80_b) eine ringartige Befestigungseinrichtung (28) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen den Durchbruch (23) umfangenden Profilring (28), dessen Außenfläche wenigstens ein Druckprofil (30, 31) als Klemmelement für den Mündungsbereich (47) des Außensackes (46) zugeordnet ist, wobei gegebenenfalls der Profilring einen äußeren Fußsteg (29) als Auflage für ein Druckprofil (31) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsrohr (34_a) mittels eines Verbindungselementes (70) an ein pneumatisches Fördersystem (88) angeschlossen ist, wobei sich gegebenenfalls das Verbindungselement (70) vom Verbindungsrohr (34_a) weg trichterartig verjüngt und/oder mit einer Verklemmungen im pulverförmigen Haufwerk (Q) brechenden Einrichtung (74) ausgestattet ist (Fig. 20).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (64) einander in Abstand (q) zwei Haubensysteme (80_b) zugeordnet und ihre koaxialen Verbindungsrohre (34_a) durch ein Dosierventil (122) verbunden sind, wobei gegebenenfalls von den beiden Haubensystemen (80_b) mit jeweils einer Tragplatte (78) versehene Kolben/Zylinder-Einheiten (76) gegenläufig zueinander abragen und/oder zwischen den gegenläufigen Haubensystemen (80_b) Wiegeelemente (124) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine manuell oder automatisch betätigbare Kippeinrichtung, die für einen Drehwinkel von zumindest 180° ausgebildet ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (64) ein mit dieser drehbarer Prozessapparat (110) angeordnet ist, von dem radial zur Welle das Verbindungsrohr (34_a) ausgeht, wobei eine letzteres haltende Kastenhälfte (112_t) des Prozessapparates dem Aufnahmekasten (66_a) der Vorrichtung (61) zugeordnet sowie die andere Kastenhälfte mit einem verschließbaren Einfüllelement (111) versehen ist (Fig. 21).
Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch zumindest eine sich von der Welle (64) weg querschnittlich verjüngende Kastenhälfte (112, 112_t), wobei gegebenenfalls zwischen der sich zum Verbindungsrohr (34_a) verjüngenden Kastenhälfte (112_t) und dem Verbindungsrohr ein Verschlussorgan (116) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kastenhälften (112, 112_t) beidseits jeweils eine gemeinsame die Welle (64) umgebende Büchse (113) anschließt, wobei gegebenenfalls an der Büchse (113) ein radiales Tafelelement (114) zur Verbindung mit dem Aufnahmekasten (66_a) festgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an die Welle (64) ein Motor (M) angeschlossen ist.
Verfahren zum Abfüllen pulverförmigen Haufwerks (Q) in ein Behältnis (50) aus verformbarem Werkstoff, insbesondere in einen Sack, das/der in einem Behälter (10, 10_a) aus starrem Werkstoff angeordnet sowie zeitweise einem einen Handschuhkasten enthaltenden Schleusensystem vorgesetzt wird, insbesondere unter Verwendung der Vorrichtung nach wenigstens einem der voraufgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der das Haufwerk (Q) aufnehmende Sack (50) in einen weiteren Sack (26) eingesetzt und mit diesem im starren Behälter (10, 10_a) angeordnet wird, wonach der starre Behälter an eine als Handschuhkasten ausgebildete Haube (22) bzw. einen Haubentrog (80) bzw. ein Haubensystem 80_a, 80_b) dicht angeschlossen sowie der Mündungsbereich (25) des geöffneten Innensackes mit einem Verbindungsrohr (34) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Haufwerk (Q) dosiert einem anderen Innensack zugeführt wird, und/oder das Haufwerk (Q) einem Reaktor (92) zugeführt wird.