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Dokumentenidentifikation DE3901772A1 26.07.1990
Titel Wiegeeinrichtung
Anmelder Filterwerk Mann & Hummel GmbH, 7140 Ludwigsburg, DE
Erfinder Brandauer, Otto, 7130 Mühlacker, DE
Vertreter Ruff, M., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Beier, J., Dipl.-Ing.; Schöndorf, J., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 7000 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 21.01.1989
DE-Aktenzeichen 3901772
Offenlegungstag 26.07.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.07.1990
IPC-Hauptklasse G01G 13/26
IPC-Nebenklasse G01G 13/285   B65D 88/28   
IPC additional class // B65D 90/48  
Zusammenfassung Die Wiegeeinrichtung enthält einen Wiegebehälter (11) für Schüttgüter, der exzentrisch an einer Wägezelle (19) aufgehängt ist. In seinem bogenförmigen Auslauf ist kein mechanisches Abschlußorgan vorhanden, sondern das Schüttgut sperrt sich selbst durch sein Schüttgutverhalten darin ab. Der Auslauf (20) ist an eine Saugförderleitung (30) über ein elastisches, horizontales Anschlußstück (29) angeschlossen. Die Belüftung der Saugförderleitung erfolgt über einen Förderbelüftungsstutzen (25) mit einstellbarer Drosselung sowie, für die leichtere Abförderung des Schüttgutrestes, über eine Behälterbelüftung (17).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Wiegeeinrichtung mit einem Wiegebehälter für Schüttgüter mit einer Materialzuführung und einem von seinem unteren Bereich ausgehenden Auslauf.

Derartige Wiegebehälter sind beispielsweise aus dem DE-GM 86 27 978 bekanntgeworden. Dort enthält der Auslauf des Behälters eine sich beim Einschalten eines das Gut zufördernden Saugförderers automatisch schließende Verschlußklappe. Es sind auch andere Ventil- oder Schieberkonstruktionen zur Entleerung von Wiegebehältern denkbar. Der Nachteil derartiger mechanischer Verschlußorgane im Auslauf liegt außer ihrem Herstellungsaufwand und dem das Gesamtgewicht der Wiegezelle erhöhenden Eigengewicht darin, daß sie durch die Schüttgüter mechanisch auf Verschleiß beansprucht werden und zum Verklemmen oder nicht einwandfreiem Verschließen neigen. Dies gilt insbesondere, wenn die Betätigung, wie bei dem genannten Gebrauchsmuster, automatisch erfolgt. In diesem Falle kann neu eingefülltes Gut ungewogen durchfallen und ganze Chargen von Materialien und Produkten unbrauchbar machen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wiegeeinrichtung zu schaffen, die besonders einfach und unkompliziert herzustellen und zu betreiben ist und bei der insbesondere die Entleerung des Wiegebehälters mit großer Zuverlässigkeit erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Anspruch 1 gelöst.

Vorzugsweise kann der Auslauf eine Leitung mit einem Anstieg über ein vom Schüttgutverhalten, beispielsweise dem Schüttgutkegel, und der Leitungsgestaltung abhängiges Selbstsperrniveau in der Leitung aufweisen. Die Leitungsgestaltung, d.h. ihr Querschnitt und ihre Form sowie der Winkel ihres Anstiegs, Krümmungsradien etc. beeinflussen ebenso wie das Schüttgutverhalten, das maßlich durch den Schüttgutwinkel (Böschungswinkel) ausgedrückt werden kann, zwar das Selbstsperrniveau, d.h. das Niveau, bis zu dem das Schüttgut in der Leitung ansteigt, wenn der Behälter gefüllt wird; dies ist jedoch für die einzelnen Schüttgutarten nicht sehr unterschiedlich, so daß ein Auslauf ohne Schwierigkeiten so ausgelegt werden kann, daß er für die unterschiedlichsten Schüttgüter eine zuverlässige Absperrung bildet. Dieses Selbstsperrniveau liegt weit unter dem Schüttgutniveau im Behälter und, wenn vorzugsweise der Auslauf vom Behälter, meist dem tiefsten Punkt eines konischen Behälters, bogenartig abwärts und dann schräg, vorteilhaft unter 30°, aufwärts führt, häufig sogar unter dem tiefsten Punkt des eigentlichen Behälters.

Es ist zwar aus der Auslegeschrift 10 10 014 bereits eine Einrichtung zum pneumatischen Entleeren eines Behälters für pulverförmiges Gut bekanntgeworden, die einen syphonartigen Abschluß hat, in dessen Boden ein poröser Stein zur Fluidisierung des Pulvers eingesetzt ist, um das Gut abzufördern. Zu dem Syphon gehört außer einer U-förmigen Krümmung auch ein abwärts führender Leitungszweig, in dem das Gut dann unter Schwerkraft abfließt, nachdem es über den höchsten Punkt des Syphons gehoben wurde.

Als Wiegebehälter ist dieser Behälter nicht gedacht und nicht geeignet. Die Einrichtungen zum Fluidisieren benötigen Druckluft oder -gas und eine aktive Steuerung an dem Wiegebehälter einschließlich der dazu nötigen Vorrichtungen und Leitungen, was das Wiegeverhalten stören könnte, und vor allem ist eine vollständige Entleerung des Behälters oder selbst eine Behälterentleerung bis zu einem bestimmten Niveau nicht sichergestellt. Ferner erfordert die Druckfluidisierung einen Abschluß des Behälters nach oben hin, weil der durch die Fluidisierung aufgewirbelte Staub anderenfalls aus der Einfüllöffnung des Behälters wieder austreten könnte. Damit wäre der Vorteil einer von mechanischen Teilen freien Absperrung wieder aufgehoben. Man mußte also davon ausgehen, daß diese Art der Absperrung für Wiegebehälter ungeeignet ist.

Vorzugsweise kann der Auslauf in einen im wesentlichen horizontalen Leitungsabschnitt übergehen, der über ein elastisches Anschlußstück an die Saugförderleitung angeschlossen ist. Der horizontale Anschluß ist für den Wiegevorgang bedeutsam, weil er unter allen Bedingungen eindeutige Kraftverhältnisse schafft, die den Wiegevorgang selbst nicht beeinflussen. Eine federnde Rückstellkraft des elastischen Anschlusses geht in die Wiegekennlinie mit ein und wird bei der Eichung mit erfaßt, vor allem, da der Wiegehub bei den üblicherweise verwendeten Wägezellen im Millimeterbereich liegt. Besonders vorteilhaft kann das Anschlußstück einen Rohrabschnitt enthalten, der über je eine elastische Manschette mit dem Leitungsabschnitt und der Abförderleitung verbunden ist. Dadurch wird ein gleichmäßiger Leitungsquerschnitt ohne Taschen oder Abschrägungen sichergestellt, der eindeutige Verhältnisse schafft.

Für die Zuführung der notwendigen Förderluft ist im Bereich des Selbstsperrniveaus, vorzugsweise etwas darüber, eine vorteilhaft einstellbar drosselbare Förderbelüftung vorgesehen. Die zur Abförderung benötigte Luft wird also im Bereich des Schüttgutniveaus von außen eingesaugt, beeinflußt allerdings nur den jeweils abgeförderten Teil und kaum die in Richtung auf den Behälter zu liegenden Schüttgutabschnitte. Sie neigen also nicht zum Stauben oder Aufwirbeln. Vielmehr sackt der Behälterinhalt langsam und gleichmäßig nach und füllt den Auslauf jeweils wieder bis zum Selbstsperrniveau auf, von wo unmittelbar abgefördert wird. Durch die einstellbare Drosselung kann die Abförderung beeinflußt werden. Die vollständige Entleerung des Behälters ist in den meisten Fällen schon dadurch sichergestellt. Besonders bevorzugt ist jedoch, daß der Behälter in seinem oberen Bereich eine Behälterbelüftung, beispielsweise einen Stutzen oder Krümmer im Deckel, aufweist, die vorzugsweise widerstandsärmer bemessen ist als die Förderbelüftung. Auch dies kann durch die Drosselung der Förderbelüftung entsprechend eingestellt werden. Diese Belüftung sorgt einerseits durch den auftretenden Druckunterschied zwischen der Saugförderleitung und dem atmosphärischen Druck im Behälter dafür, daß das Gut besonders leicht nachrutscht, so daß auch schwierig nachrutschende und zur Brückenbildung neigende Güter abgefördert werden können und dient schließlich dazu, den im Auslaufrohr vorhandenen Rest ("Propfen") schnell und vollständig abzufördern. Beide Belüftungen können vorteilhaft mit Filtern versehen sein, wenn dies bei während des Einfüllvorganges stark staubenden Gütern zweckmäßig erscheint. Für den gleichen Zweck kann die Förderbelüftung mit einem die Strömung vom Leitungsabschnitt nach außen sperrenden, in Bezug auf den Durchlaßquerschnitt in der Offenstellung justierbaren Rückschlagventil versehen sein.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Wiegeeinrichtung und ihre Abförderleitung und

Fig. 2 ein Detail einer elastischen Verbindung.

Fig. 1 zeigt einen Wiegebehälter 11 für Schüttgüter 12, der oben durch einen flach konischen Deckel 13 abgeschlossen ist. Der Behälterkörper 14 hat eine konische Form, die wegen eines einwandfreien Schüttgutablaufes zweckmäßig ist, jedoch insbesondere im oberen Teil auch zylindrisch in einer üblichen Siloform verlaufen kann. Der Deckel 13 ist mit dem Behälterkörper 14 durch einen Spannringverschluß 15 verbunden. Im Deckel ist ein zentraler Beschickungsstutzen 16 angebracht, der üblicherweise über ein nicht dargestelltes elastisches Element, beispielsweise einen Balg- oder Rollmembrananschluß, mit einer ebenfalls nicht dargestellten Beschickungsleitung für das Schüttgut verbunden ist. Es können auch mehrere Beschickungsstutzen für mehrere Schüttgutkomponenten vorgesehen sein.

Im Deckel ist eine Behälterbelüftung 17 in Form eines daran angeschlossenen Rohrstutzens vorgesehen, der an seinem ins Freie führenden Ende mit einem Krümmer von mehr als 90, vorzugsweise nahezu 180°, versehen ist. Die Behälterbelüftung hat einen relativ großen und freien Durchgangsquerschnitt.

Der Behälterkörper 14 und damit der gesamte Wiegebehälter 11 ist einseitig über eine an ihm vorgesehene Befestigungspratze 18 an einer Wägezelle 19 befestigt, die für eine exzentrische Kraftaufnahme ausgelegt ist und den gesamten Wiegebehälter mit allem Zubehör ohne sonstige Führung trägt und sein jeweiliges Gewicht ermittelt.

Am Boden des Wiegebehälters, der aus der Konusspitze besteht, ist ein Auslauf 20 angeschlossen, der im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel einen 120°-(Kreis-) Rohrbogen enthält, der an der Behälter-Auslaufmündung 22 so angeschlossen ist, daß er mit der vertikalen Behälterachse 23 fluchtet und sich dann bis zu einer tiefsten Stelle 37 abwärts und schließlich soweit aufwärts krümmt, daß ein daran anschließender gerader Leitungsabschnitt 24 einen schräg aufwärts gerichteten Verlauf mit einem Neigungswinkel von ca. 30° gegenüber der Horizontalen einnimmt.

In diesen Bereich mündet in den Auslauf 20 eine Förderbelüftung 25 ein, die aus einem oben geschlossenen Rohrstück besteht, das an der Oberseite des Auslaufs dicht eingeschweißt ist und in seinem oberen Abschnitt nahe seinem verschlossenen Ende mehrere übereinander liegende Bohrungen 26 aufweist, beispielsweise je drei übereinander an zwei einander gegenüberliegenden Stellen. Die Bohrungen 26 können von einer auf dem Rohr verschiebbaren Hülse 27 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden, so daß der Luftzutritt zu der Auslaufbelüftung einstellbar ist.

An den schrägen Leitungsabschnitt 24 schließt sich ein horizontaler Leitungsabschnitt 28 an, der recht kurz sein kann. Er ist mit einem elastischen Anschlußstück 29 mit einer fest verlegten Saugförderleitung 30 verbunden.

Das elastische Anschlußstück 29 besteht aus einem Rohrstück 31 mit gleichem Durchmesser wie die Auslaufleitung, das mit dem Leitungsabschnitt 28 und der Saugförderleitung 30 über jeweils eine elastische Manschette 32 verbunden ist (s. Fig. 2). Diese Manschette besteht aus einem sehr elastischen Schlauchmaterial, das mittels zwei Schellen 33 auf den Rohren festgespannt ist. Die Rohrenden der Leitungen 28, 31, 30 haben jeweils nur einen recht geringen Abstand voneinander, was ausreicht, weil die auszugleichenden Bewegungen sehr gering sind und durch das zwischengeschaltete Rohrstück nur geringfügige Biegebewegungen und kein Querversatz auftritt. Dadurch wird auch eine Bildung von wesentlichen Toträumen oder Taschen im Bereich der Anschlüsse vermieden.

Die Saugförderleitung führt in üblicher Weise zu einem Behälter 34 mit Abscheider, aus dem über ein Filter die Luft von einem Sauggebläse 35 abgezogen wird. Wesentlich bei der Saugförderung ist, daß zwischen den jeweiligen Lufteinlässen und Luftauslässen ein entsprechend gerichteter Druckunterschied aufgebaut und während der Förderung aufrechterhalten wird, so daß ein gerichteter Materialfluß zusammen mit der geförderten Luft möglich ist.

Die Wiegeeinrichtung arbeitet nach folgendem Verfahren: Über den Beschickungsstutzen 16 wird Schüttgut 12 in den Wiegebehälter 11 eingefüllt und füllt dabei den Auslauf 20 bis zu einem Selbstsperrniveau 36, das sich oberhalb des tiefsten Punktes 37 des Auslaufs selbsttätig einstellt. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt es im Bereich des schrägen Leitungsabschnitts 24 und im Bereich der Einmündung 38 der Förderbelüftung 25. Dieses Selbstsperrniveau ändert sich aufgrund der Schüttgutverhältnisse auch nicht, wenn der Behälter weiter aufgefüllt wird, bis die Wiegezelle 19 anzeigt, daß das gewünschte Gewicht erreicht ist und die Beschickung über ein angeschlossenes Steuergerät 39 und ein davon gesteuertes Absperrorgan 40 abgeschaltet wird.

Der Wiegebehälter bewegt sich dabei nur um Bruchteile von Millimetern abwärts, weil die Wiegezelle mit außerordentlich hoher Federkonstante sehr genau wiegen kann. Das elastische Anschlußstück 29 wird daher nur geringfügig bewegt und beeinflußt das Wiegeergebnis nicht negativ.

Zum Entleeren des Wiegebehälters wird das Sauggebläse 35 in Gang gesetzt und saugt über die Saugförderleitung 30 Luft an, die über die Öffnungen 26 in die Förderbelüftung 25 und darüber in den Auslauf 20 strömt. Das Schüttgut wird im Bereich des Selbstsperrniveaus 36 mitgerissen und über den Rest des schrägen Leitungsstücks 24 aufwärts und dann durch den horizontalen Leitungsverlauf weitergefördert. Es sei dabei bemerkt, daß der horizontale Verlauf nur bis zum Anschlußstück 29 vorteilhaft und zweckmäßig ist. Die daran anschließende Saugförderleitung 30 kann einen beliebigen Verlauf haben.

Das abgeförderte Gut wird aus dem Behälter durch nachrutschendes Schüttgut sofort ersetzt und weiterhin abgefördert, so daß über die gesamte Förderung gleiche Förderverhältnisse vorliegen.

Das Selbstsperrniveau 36 kann sich in Abhängigkeit von den Schüttguteigenschaften etwas höher und niedriger einstellen. Hier zeigt es sich jedoch, daß eine Selbstregulierung dadurch eintritt, daß Schüttgüter, die einen geringen Böschungswinkel und dementsprechend ein relativ hoch liegendes Selbstsperrniveau haben, sich auch leichter fördern lassen. Es schadet deshalb nicht, wenn in einem solchen Fall das Selbstsperrniveau 36 bis in den Bereich der Einmündung 38 oder etwas darüber ansteigt.

Gegen Ende der Behälterentleerung füllt das Schüttgut nur noch den Auslauf. Die Beendigung des Fördervorganges und restlose Entleerung der Wiegeeinrichtung wird dadurch bewerkstelligt, daß über die Behälterbelüftung 17 Luft in den Behälter nachströmt, und zwar vorteilhaft mit einem geringeren Widerstand als durch die ja durch Einstellung der Hülse 27 ggf. gedrosselte Förderbelüftung. Das dann im Auslauf vorhandene Schüttgut wird durch den Druckunterschied zwischen dem Atmosphärendruck im Behälter und dem durch die Drosselung entstehenden Unterdruck im saugförderseitigen Teil des Auslaufs durch den Auslauf gesaugt und der Auslauf wird somit im ganzen "ausgeräumt". Der Behälter ist somit gänzlich geleert und ein neuer Wiegezyklus kann beginnen.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform zeigt die für Schüttgüter von der Pulverform bis zur Granulatform vorteilhafteste Ausführungsform. Für diese oder insbesondere auch andere Schüttgüter können andere Formen, insbesondere im Auslaufbereich, sinnvoll sein, und die angegebenen Winkel, beispielsweise des schrägen Leitungsabschnittes, können dadurch beeinflußt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Wiegeeinrichtung mit einem Wiegebehälter (11) für Schüttgüter, mit einer Materialzuführung (16) und einem von seinem unteren Bereich (22) ausgehenden Auslauf (20), der an eine Saugförderleitung (30) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (20) mit einer von bewegten Teilen freien Absperrung ausgebildet ist.
  2. 2. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (20) eine Leitung mit einem Anstieg über ein vom Schüttgutverhalten und der Leitungsgestaltung abhängiges Selbstsperrniveau (36) in der Leitung aufweist.
  3. 3. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (20) vom Behälter (11), vorzugsweise dem tiefsten Punkt (22) eines konischen Behälters, bogenartig abwärts und dann schräg, vorzugsweise unter ca. 30°, aufwärts führt.
  4. 4. Wiegeeinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (20) in einen im wesentlichen horizontalen Leitungsabschnitt (28) übergeht, der über ein elastisches Anschlußstück (29) an die Saugförderleitung (30) angeschlossen ist.
  5. 5. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (29) einen Rohrabschnitt (31) enthält, der über je eine elastische Manschette (33) mit dem Leitungsabschnitt (28) und der Saugförderleitung (30) verbunden ist.
  6. 6. Wiegeeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Selbstsperrniveaus (36), vorzugsweise etwas darüber, eine vorzugsweise einstellbar drosselbare Förderbelüftung (25) einmündet.
  7. 7. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbelüftung (25) aus einem in einen schräg aufwärts führenden Leitungsabschnitt (24) des Auslaufs (20) mündenden, von einem mit abdeckbaren Öffnungen (26) versehenen Ende abwärts gerichteten Rohr besteht.
  8. 8. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbelüftung (25) unter einem Winkel zwischen 30 und 60°, vorzugsweise zwischen 40 und 50° in den Auslauf einmündet.
  9. 9. Wiegeeinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebehälter (11) in seinem oberen Bereich eine Behälterbelüftung (17) aufweist, die vorzugsweise widerstandsärmer bemessen ist als eine Förderbelüftung (25) der Saugförderung.
  10. 10. Wiegeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbelüftung (25) mit einem die Strömung vom Leitungsabschnitt (24) nach außen sperrenden, in Bezug auf den Durchlaßquerschnitt in der Offenstellung justierbaren Rückschlagventil versehen sind.
  11. 11. Wiegeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebehälter (11) an einer exzentrisch angeordneten Wägezelle (19) angebracht und im übrigen im wesentlichen freitragend ist.






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