[0001] Die Erfindung betrifft eine mobile Zellenradschleuse mit Andockvorrichtungen, Spüleinrichtungen
und Steuerung zur pneumatischen Förderung eines Granulats, insbesondere eines Kunststoffgranulats,
bevorzugt Polycarbonatgranulat. Insbesondere ist der Gegenstand der Erfindung eine
mobile Zellenradschleuse, die zusammen mit teilweise mobilen Rohrleitungsabschnitten
an unterschiedlichen Standorten unterhalb von Silos eingerichtet werden kann.
[0002] Das bei der Herstellung thermoplastischer Kunststoffen im Reaktor anfallende grießförmige
Produkt wird in einem Extruder plastifiziert und zu Einzelsträngen ausgeformt, die
mittels eines im Granulierwerkzeug rotierenden Messers zu Granulaten geschnitten werden.
Das Granulieren kann beispielsweise in einem Flüssigkeitsstrom erfolgen. Anschließend
wird das Granulat getrocknet und gesiebt, um trotz Kühlung gebildete Agglomerate abzuscheiden.
Nachfolgend wird das Produkt pneumatisch zu einem Mischsilo gefördert aus denen das
Produkt dann abgefüllt und verpackt wird. Mit der Entnahme aus dem Mischsilo findet
aufgrund der Silobauart und der Befüllstrategie zwangsweise eine Mischung (Homogenisierung)
des Produktes statt.
[0003] In Abhängigkeit der weiteren Verwendung in der Abfüllung, d.h. differenziert nach
Verpackungsart und -menge, gelangt das Granulat aus den Mischsilos nicht immer auf
direktem Wege in die Verpackungsanlagen, sondern kann mittels der mobilen Zellenradschleuse
in Lagersilos gefördert werden.
[0004] Es bestand daher die Aufgabe eine Zellenradschleuse bereitzustellen, mit dessen Hilfe
Granulate pneumatisch in Lagersilos umgefördert werden können, wobei die Zellenradschleuse
nicht stationär an einem Ort steht, sondern mobil in einer Anlage für verschiedene
Förderstreckenlängen und verschiedene Granulattypen verwendet werden kann.
[0005] Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine mobile Zellenradschleuse bereitzustellen,
die nach Beendigung des Förderprozesses weitgehend frei von Restmengen der zuvor darin
geförderten Granulate ist und sich einfach und sicher von eventuell noch im Förderstrang
vorhandenen Granulat-Resten durch Spülen mit z.B. Wasser und Druckluft reinigen lässt,
sodass Kontaminationen mit nachfolgenden Granulat-Partien mit Sicherheit ausgeschlossen
werden können.
[0006] Kontamination bezieht sich in dieser Anmeldung auf einen sehr breiten Bereich fremder
pulverförmigen Materialien wie auch auf zerkleinerte Granulate sowie auf das zurückgebliebene
Granulat nach einem Produktwechsel. Das Eintragen solcher fremden Materialien in Kunststoffe,
insbesondere in hochwertige Polycarbonate eingetragen, kann einen verheerenden Einfluss
auf das Endprodukt haben, das sich z.B. durch sehr enge Spezifikationen hinsichtlich
optischer oder mechanischer Eigenschaften auszeichnen muss.
[0007] Die vorliegende Aufgabe wurde durch Bereitstellung einer Vorrichtung enthaltend ein
Zellenrad mit integrierter Arbeitsbühne, einem mobilen Andockrohr, gegebenenfalls
einer vollautomatischen Steuerung sowie mit einem stationären Anlagenteil bestehend
im wesentlichen aus Förderrohrleitungen, Förderweichen und zugehörigem Stahlbauträger
gelöst, das durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
Ein Grundrahmen (1) mit integrierter Arbeitsbühne (2) ist mit einem Fahrwerk versehen,
um sämtliche erforderliche Komponenten für eine funktionierende pneumatische Förderung
(Dichtstromförderung) aufzunehmen, um damit effizient an unterschiedlichen Silostandorten
eine Förderung einzurichten. Der Fahrrahmen nimmt wenigstens nachfolgende pneumatische
Fördertechnikkomponenten auf:
- a. ein Totraum-freier konusformiger Andockflansch (3) mit Schnellspanneinrichtungen
(4) und zugehörigem Einlauftrichter (5) zum Zellenrad
- b. eine Probennahmestelle (6) mit Tisch
- c. einen Leckluftsammelbehälter (7) mit Zellenrad (8) und Aufgabeschuh (9)
- d. eine Luftmengenregelstation mit Bypass
- e. die Rohrleitungen für Druckluft, VE-Wasser, Granulat, Granulat-Luft-Gemisch und
Abwasser
- f. die Schließ-, Steuerarmaturen und die Förderweiche (21)
- g. gegebenenfalls die lokale Steuereinheit (10) für die Luftmengenregelstation sowie
für die Förder- und Spülprozesse
[0008] Die Arbeitsbühne (2) mit Steigleiter dient zum Andocken am Siloauslauf (20), das
Einstecken des codierten Steckers (13) sowie für das Einrichten des Spülprozesses.
[0009] Sämtliche eingesetzte Armaturen und pneumatische Förderkomponenten sind als Standard
am Markt zu beziehen.
[0010] Ein mobiles Förderrohr (11) bildet das Verbindungsrohr zwischen dem Förderausgang
des mobilen Zellenrades und des fest verrohrten Anlagenteils (12), das die Förderstrecke
zu den Silos bildet. Das mobile Förderrohr wird bevorzugt auf einem Fahrrahmen federnd
gelagert getragen. Durch das
[0011] Einfedern des Rohres an den Montageschnittstellen lassen sich die Totraum-freien
Vor- und Rücksprungflansche leichter montieren.
[0012] Bedingt durch die unterschiedlichen Standorte des mobilen Zellenrades sowie durch
die verschiedenen Zielsilos ergeben sich diverse Förderstreckenlängen und zusammen
mit den zahlreichen Granulattypen entsteht eine Vielzahl von Förderparameter. Eine
automatische Einstellung der Förderparameter ist daher für den Bediener hilfreich.
[0013] Daher wird in einer bevorzugten Ausführungsform eine automatische Standorterkennung
anhand eines codierten E-Steckers (13) je Silo verwendet, der beim Andocken der Schleuse
vom Siloauslauf an den Zellenradeinlauf montiert wird. Mit der Stecker-Codierung wird
das Silo identifiziert und zusammen mit einer im Programm hinterlegten Parametertabelle
ermittelt die Steuerung bei manueller Vorauswahl des Granulattyps und des Zielsilos
die erforderlichen Fördertechnikparameter. Desweiteren wird durch diese Silostandortidentifizierung
und nach manueller Vorwahl des Zielsilos der Aufbau und die Überprüfung der Förderwege
automatisiert. Dazu müssen auch der Initiator (14) am Siloausgang sowie die Initiatoren
(15, 16) an den beiden für den Betrieb zu montierenden Rohrleitungsflanschen belegt
sein.
[0014] Der Datentransfer zwischen der lokalen Steuerung und der übergeordneten zentralen
Steuerung erfolgt bevorzugt über ein Drahtlosnetz (WLAN). Dieses bietet zusätzlich
den Vorteil einer deutlich reduzierten Verkabelung für die zahlreichen Standorte der
mobilen Zellenradschleuse. Analog wird das WLAN-Netz auch für weitere mobile Einrichtungen
genutzt.
[0015] Besonders bevorzugt sind sämtliche produktberührte Bauteile konstruktiv Totraum-frei
ausgeführt. Dadurch wird eine Querkontamination vermieden.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform werden diverse Spültechnikkomponenten wie Flansche
mit Sprühkugeln und -düsen, Wassereinläufe gesteuert über Magnetventile sowie Abwasserverrohrungen
genutzt und sind die Basis für eine automatische Reinigung des mobilen Zellenrades.
Zur Vorbereitung des Spülprozesses werden wenige manuelle Umbauten durchgeführt. Dazu
gehört beispielsweise das Aufsetzen eines Flansches mit Sprühkugel (17) auf den Einlauftrichter
sowie auf den Filterstutzen. Desweiteren wird beispielsweise ein Abwasserschlauch
(19) auf den Stutzen der Probennahme (6) geschraubt. Alle weiteren produktberührten
und somit zu spülenden Komponenten sind bevorzugt mit Spüleinrichtungen (Wassereinläufe
teilweise in Form von Düsen (18)) direkt fest verbunden. Die Sprühkugel besitzt bevorzugt
eine Vielzahl von Wasserdüsen, sodass Anlagenteile in einem Umfeld von nahezu 360°
mit Wasser gespült werden können. Im Bereich des Leckluftsammelbehälters (7) werden
bevorzugt Axial-Vollkegeldüsen (18) mit einer Wasserstrahlspreizung von 120° eingesetzt.
[0017] Die Anlagenreinigung wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform durch eine
Steuerung vollautomatisiert durchgeführt. Es werden dabei bevorzugt verschiedene Spülabschnitte
mit unterschiedlichen Spülzeiten, bei Bedarf wenigstens teilweise mehrfach nacheinander
angesteuert. Dabei lassen sich zwei Hauptspülabschnitte unterscheiden, nämlich das
Spülen des mobilen Zellenrades (a) und das Spülen der Förderleitung (b) beginnend
ab der Förderweiche (21), über das mobile Förderrohr (11) und dem fest verrohrten
Anlagenteil (12) bis zur Einlaufweiche des Zielsilos. In einer besonderen Ausführungsform
erfolgt die Spülung beispielhaft folgendermassen:
- a. Im Rahmen der Zellenradreinigung wird der Rohrleitungsabschnitt oberhalb des Zellenrades
mit VE-Wasser geflutet und soweit angestaut bis Wasser über die Probennahme abfließt.
Das angestaute Wasser wird anschließend über den Zellenradbetrieb in Richtung Förderleitung
bevorzugt mit Druckluft in ein Abwassersystem abgefördert. Alternativ kann das Spülwasser
auch drucklos in ein nahe liegendes Abwassersystem abfließen. Dieser Spülprozess wird
bevorzugt mehrfach wiederholt. Danach wird VE-Wasser zusammen mit dem drehenden Zellenrad
ein- und als Abwasser abgeleitet. Der Rohrleitungsabschnitt oberhalb des Zellenrades
zusammen mit dem Zellenrad (8), mit dem Aufgabeschuh (9) und mit dem Leckluftsammelbehälter
(7) werden durch Drucklufteinspeisung über die Spülkomponenten und durch den Zellenradbetrieb
getrocknet. Der Reinigungsprozess des mobilen Zellenrades kann dabei unabhängig vom
restlichen Anlagenteil (fest verrohrte Leitungen, 12; Silos) durchgeführt werden.
- b. Die Reinigung der kompletten Förderleitungsstrecke von der Förderweiche (21) des
mobilen Zellenrades bis zur Einlaufweiche des Zielsilos wird bevorzugt durch ein separates
Spülprogramm gesteuert. Hierzu wird ein Bypass über die Förderweiche (21) auf die
Förderleitung geschaltet. Über den Bypass wird bevorzugt mit einem Druckluft-VE-Wassergemisch
die Förderleitung gereinigt und das Abwasser in ein separates Abwasserrohrleitungssystem
eingeleitet. Im Anschluss daran wird nur Druckluft zur Trocknung über den Bypass in
die Förderleitungsstrecke eingeleitet. Die Dauer der Drucklufteinleitung kann mehrfach
zeitlich unterbrochen werden, damit Restwassermengen aus Steigungen sich erneut sammeln
und anschließend leichter weggeblasen werden können. Der Bypass bietet den Vorteil,
dass für die Reinigung der Förderleitung das Zellenrad nicht gespült werden muss.
Bei Fördereinsätzen mit gleichen Produkten lässt sich das Zellenrad schnell wieder
einsetzten. Der Betrieb spart Zeit, Energie- und Betriebsmittelkosten.
[0018] Als Verfahrhilfe der mobilen Zellenradschleuse werden vorzugsweise elektrische, gegebenenfalls
ortsbewegliche Antriebe eingesetzt. Ortsbewegliche, d.h. eigenständig verfahrbare
vom Transportgut entkoppelbare Antriebe haben den Vorteil, dass Sie für unterschiedliche
Transportaufgaben eingesetzt werden können. Dieser sogenannte Kleinschlepper oder
Mover (22) läßt sich mit einem Hubwerk inkl. zwei Adaptionsausleger (23) an den Rahmen
der Zellenradschleuse form- und reibschlüssig verbinden. Somit kann der Bediener über
ein angetriebenes lenkbares Bodenrad des Movers die Zellenradschleuse beschleunigen,
abbremsen und lenken, wie in Fig. 3 dargestellt.
[0019] Die folgenden Zeichnungen veranschaulichen den Bau und die Funktion des erfindungsgemäßen
mobilen Zellenrades und die darin verwendeten Apparate:
- Fig.1.
- ist ein mobiles Zellenrad in der Seitenansicht und zeigt einen für die Förderung betriebsfertigen
Zustand
- Fig.2.
- ist ein mobiles Zellenrad in der Seitenansicht und zeigt einen für den Spülprozess
betriebsfertigen Zustand
- Fig. 3
- zeigt den Einsatz eines Kleinschleppers (Mover) an der mobilen Zellenradschleuse
1. Vorrichtung enthaltend ein Grundrahmen (1) mit integrierter Arbeitsbühne (2) ist mit
einem Fahrwerk versehen, wobei der Fahrrahmen wenigstens nachfolgende pneumatische
Fördertechnikkomponenten aufnimmt:
a. ein Totraum-freier konusformiger Andockflansch (3) mit Schnellspanneinrichtungen
(4) und zugehörigem Einlauftrichter (5) zum Zellenrad
b. eine Probennahmestelle (6) mit Tisch
c. einen Leckluftsammelbehälter (7) mit Zellenrad (8) und Aufgabeschuh (9)
d. eine Luftmengenregelstation mit Bypass
e. die Rohrleitungen für Druckluft, VE-Wasser, Granulat, Granulat-Luft-Gemisch und
Abwasser
f. die Schließ-, Steuerarmaturen und die Förderweiche (21)
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche produktberührte Bauteile konstruktiv Totraum-frei ausgeführt sind.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbühne (2) mit Steigleiter eine Vorrichtung zum Andocken am Siloauslauf
(20), eine Vorrichtung zum Einstecken des codierten Steckers (13) sowie eine Vorrichtung
für das Einrichten des Spülprozesses beinhaltet.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Steuereinheit (10) die Luftmengenregelstation sowie zusammen mit der
übergeordneten zentralen Steuerung die Förder- und Spülprozesse steuert.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Standorterkennung anhand eines codierten E-Steckers (13) je Silo,
der beim Andocken der Schleuse vom Siloauslauf an den Zellenradeinlauf montiert ist,
erfolgt.
6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Datentransfer zwischen der lokalen Steuerung und der übergeordneten zentralen
Steuerung über ein Drahtlosnetz (WLAN) erfolgt.
7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Kleinschlepper oder Mover (22) mit einem Hubwerk inkl. zwei Adaptionsausleger
(23) an den Rahmen der Zellenradschleuse form- und reibschlüssig verbinden lässt.
8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die produktberührten und somit zu spülenden Komponenten wenigstens zum Teil mit Spüleinrichtungen
(Wassereinläufe teilweise in Form von Düsen (18)) direkt fest verbunden sind.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sprühkugeln und / oder Axial-Vollkegeldüsen, die eine Vielzahl von Wasserdüsen besitzen,
eingesetzt werden.
10. Verfahren zur Förderung von Granulat, wobei die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche
1 bis 9 verwendet wird.
11. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Flansche mit Sprühkugeln (17) auf den Einlauftrichter sowie auf den Filterstutzen
aufgesetzt werden, ein Abwasserschlauch (19) auf den Stutzen der Probennahme (6) geschraubt
wird.
12. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrleitungsabschnitt oberhalb des Zellenrades mehrfach mit VE-Wasser geflutet
und angestaut wird und über den Zellenradbetrieb abfließt oder über den Zellenradbetrieb
mit Druckluft in ein separates Abwassernetz abgefördert wird.
13. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass VE-Wasser zusammen mit dem drehenden Zellenrad ein- und als Abwasser abgeleitet wird.
14. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrleitungsabschnitt oberhalb des Zellenrades zusammen mit dem Zellenrad (8),
mit dem Aufgabeschuh (9) und mit dem Leckluftsammelbehälter (7) durch Drucklufteinspeisung
über die Spülkomponenten und durch den Zellenradbetrieb getrocknet wird
15. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die komplette Förderleitungsstrecke von der Zellenradweiche (21) bis zur Einlaufweiche
des Zielsilos durch ein Druckluft-VE-Wassergemisch über einen Bypass gereinigt und
das Abwasser in ein separates Abwasserrohrleitungssystem eingeleitet wird.
16. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der kompletten Förderleitungsstrecke von der Zellenradweiche (21) bis
zur Einlaufweiche des Zielsilos durch Einleiten von Druckluft über den Bypass erfolgt.
17. Verfahren zur Reinigung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsvorgang der kompletten Förderleitungsstrecke von der Zellenradweiche
(21) bis zur Einlaufweiche des Zielsilos mehrfach zeitlich unterbrochen wird.