I. Anwendungsgebiet
[0001] Die Erfindung betrifft das Entleeren von hochviskosen, also pastösen, Stoffen aus
angelieferten Gebinden, insbesondere Fässern.
II. Technischer Hintergrund
[0002] Bei der Verarbeitung von hochviskosen Stoffen, z. B. in der Klebetechnik oder Kosmetik-Industrie,
besteht häufig das Problem, dass diese Stoffe oder deren Grundmaterialien in Transportgebinden
wie etwa 200 I-Fässern oder in 20 I-Eimern angeliefert werden und das viskose Material
von dort zu einem Verbraucher, beispielsweise einer Dosierpistole oder einem Mischer,
geliefert werden muss.
[0003] Im Folgenden ist nur noch von einem Fass die Rede, was für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung jedoch alle einseitig offenen, Behälter mit einschließen soll, denn z. B.
bei einer Kartusche ist die im Prinzip offene Stirnseite in der Regel von einem in
axialer Richtung bewegbaren, dicht verschließenden, Verschluss stopfen verschlossen,
und zusätzlich besitzt die Kartusche auf der gegenüberliegenden Stirnseite meist eine
Entnahmeöffnung.
[0004] Dabei soll die Entnahme aus dem Behälter und der Transport zu dem entfernten Verbraucher
nach Bedarf und automatisch erfolgen und eine möglichst restefreie Entleerung des
Fasses ohne aufwändige manuelle Nacharbeit möglich sein.
[0005] Dabei ist es häufig aufgrund der Eigenschaften des viskosen Materials nicht zulässig,
dieses vor dem Entnehmen und Transportieren über Leitungen zu erwärmen, um seine Fließfähigkeit
zu erhöhen.
[0006] In diesem Zusammenhang sind bereits sog. Fasspressen bekannt, bei denen auf das viskose
Material im zu entleerenden Fass eine Pressplatte aufgesetzt wird, die z. B. in der
Mitte ein Durchgangsöffnung besitzt, an dem eine Förderleitung für das viskose Material
angeschlossen ist.
[0007] Diese Pressplatte ist an ihrem Außenumfang gegenüber dem Innenumfang des Fasses dicht
anliegend ausgeführt. Durch nach Unten pressen der Pressplatte mit ausreichender Kraft
und entsprechen dem Weg wird das viskose Material in die Förderleitung gepresst und
auf diese Art und Weise zu dem von dem Fass entfernten Verbraucher in der gewünschten
Menge und mit dem ausreichenden Druck beim Verbraucher angeliefert, wobei je nach
Länge der Förderleitung in deren Verlauf zusätzlich eine oder mehrere Pumpen angeordnet
sein können.
[0008] Diese Art der Fassentleerung weist mehrere Probleme auf:
- Zum Einen steigt der Kraftaufwand zum Herabpressen der Pressplatte mit zunehmender
Viskosität, also Zähigkeit, des zu fördernden Materials stark an, sodass gerade über
weitere Förderstrecken ein Fördern von relativ zähem, hochviskosem, Material ohne
eine zusätzliche Pumpe in der Entleervorrichtung oder im Verlauf der Förderstrecke
kaum möglich wird.
- Ein weiteres Problem besteht darin, dass beim Aufsetzen der Pressplatte auf das viskose
Material unter der Pressplatte Luft eingeschlossen wird, die beim Fördern des Materials
in die Förderleitung gelangt, was grundsätzlich unerwünscht ist, da das Material vom
Verbraucher häufig genau dosiert ausgebracht werden soll, und diese Dosierung bei
in der Förderleitung befindlichen Luftblasen nicht mehr möglich ist, und dadurch ein
z. B. erzeugter Kleberauftrag lückenhaft und damit fehlerhaft werden kann.
- Des Weiteren wäre es zur Verringerung der notwendigen Presskraft gerade bei hochviskosen
Materialien sinnvoll, das Fließen des Materials in die Förderleitung hinein zu begünstigen
durch eine kegelförmige Ausbildung der Pressplatte. Dies jedoch führt zu einer hohen
Restmenge, die in dem Fass gegen Ende der Entleerung verbleibt.
- Ferner muss vermieden werden, dass durch die relativ hohen Kräfte auf die Pressplatte
die Pressplatte oder der Antrieb der Pressplatte beschädigt wird, wenn die Pressplatte
den Boden des Fasses erreicht und der Antrieb nicht rechtzeitig abgestellt wird.
- Ein weiteres Problem besteht darin, dass mit zunehmender Viskosität des Materials
der Druckverlust über die Förderlänge massiv ansteigt, und aus dem in oder nahe bei
der Fasspresse vorliegenden Druck in dem zu fördernden Material nicht auf den beim
Verbraucher anliegenden Druck im Material geschlossen werden kann.
Entleert man einen solchen Behälter dagegen konventionell, also mittels einer Pumpe,
zum Beispiel einer Kolbenpumpe, so besteht das Problem darin, dass in vielen verschiedenen
Materialien sehr abrasive Füllstoffe enthalten sind, die bewirken, dass jede Pumpe
innerhalb kurzer Zeit verschlissen ist.
- In diesem Zusammenhang besteht ein Problem auch darin, dass der Staudruck in der Förderleitung
so hoch werden kann, dass die Dichtung zwischen dem äußeren Rand der Pressplatte und
der Innenumfangswand des Fasses von dem Material durchdrungen wird und Material auf
die Oberseite der Pressplatte gelangt.
[0009] Aus der
DE 1808241 A1, die den nächstreichenden Stand der Technik darstellt, ist eine Entleer-Vorrichtung
für Fässer bekannt, wobei sich von der Rückseite der Pressplatte aus der Presszylinder
in Rückzugsrichtung erstreckt und sich in der Pressplatte ein Rückschlagventil mit
einer Durchlassrichtung von der Vorderseite zur Rückseite befindet. Dabei ist der
Presszylinder nicht in beide Richtungen beweglich und der Förderkolben, der dabei
nicht mit seinem äußeren Rand an der Umfangswand des Presszylinders anliegt, weist
keine Durchgangsöffnung auf, an deren Rückseite die Förderleitung angeschlossen werden
könnte.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
[0010] Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Entleer-Vorrichtung mit einer
Fasspresse zu schaffen, die auch bei hochviskosen Materialien zuverlässig funktioniert
und eine ausreichende Lebensdauer besitzt, sowie ein Verfahren zum Entleeren solcher
hochviskosen Materialien zur Verfügung zu stellen.
b) Lösung der Aufgabe
[0011] Hinsichtlich der Entleer-Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die
Förderleitung nicht direkt an der Durchgangsöffnung der Pressplatte befestigt ist.
[0012] Stattdessen erstreckt sich von der Rückseite, in der Regel der Oberseite, der Pressplatte
aus einem Presszylinder in Rückzugsrichtung, der mit seinem vorderen, in der Regel
unteren, Ende mit der Pressplatte dicht verbunden ist, die somit zum Teil dessen Boden
bildet.
[0013] Denn da ja dieser Presszylinder zusammen mit der Pressplatte beim Entleeren des Behälters
in den Behälter einfährt, besitzt der Presszylinder einen freien inneren Durchmesser,
der geringer ist als der freie innere Durchmesser des zu leerenden Behälters, und
auch darüber hinaus ist der Außenumfang des Presszylinders noch mit einem radialen
Abstand gegenüber dem Außenrand der Pressplatte positioniert, also radial nach innen
zurückversetzt.
[0014] In dem Presszylinder ist ein Förderkolben dicht am Innenumfang des Presszylinders
anliegend axial verschiebbar, ebenso wie die Pressplatte selbst sowohl in Förderrichtung
als auch in Rückzugsrichtung, und angetrieben von einem eigenen Förderantrieb, der
unabhängig von dem Pressantrieb, welcher die Pressplatte axial bewegt, angesteuert
werden kann.
[0015] In dem Förderkolben ist eine Durchgangsöffnung, meist zentrisch, angeordnet, an deren
Rückseite die Förderleitung dicht befestigt ist, durch die das abzufördernde Material
strömen kann.
[0016] Damit das Material aus dem Fass diese Durchgangsöffnung im Förderkolben erreichen
kann, sind in der Pressplatte ein oder mehrere Rückschlagventile vorhanden, sodass
das Material die Pressplatte nur von der Vorderseite zur Rückseite, also in der Regel
von unten nach oben, also in Richtung Förderkolben, durchdringen kann, aber nicht
umgekehrt.
[0017] Dabei sollen die Rückschlagventile vorzugsweise nicht über die Rückseite der Pressplatte
vorstehen und/oder auch nicht über deren Vorderseite.
[0018] Mittels dieser Anordnung ist folgende
Vorgehensweise möglich: Zunächst werden Pressplatte und Förderkolben in ihre Ausgangslage gebracht.
Für die Pressplatte bedeutet dies, dass sie durch die offene Stirnseite des Behälters
in diesen eingefahren und auf die Oberfläche des daraus zu entnehmenden Materials
aufgelegt wird.
[0019] Für den Förderkolben bedeutet dies, dass er in eine axiale Ausgangslage gebracht
wird, die sich meist möglichst nah an der Rückseite der Pressplatte befindet, indem
er vorzugsweise auf dieser Rückseite der Pressplatte aufliegt.
[0020] Dann wird folgender Ablauf - abhängig vom Materialbedarf mehr oder weniger schnell,
aber in der Regel vielfach hintereinander - durchgeführt, bis letztendlich kein Material
mehr benötigt wird oder der Behälter leer ist:
- a) Die Pressplatte wird zusammen mit dem daran befestigten Presszylinder weiter in
Pressrichtung in den Behälter, also in Richtung des Bodens des Behälters, eingefahren.
Das dadurch im Behälter unter Druck gesetzte Material strömt dementsprechend durch
das eine oder die mehreren Rückschlagventile durch die Pressplatte hindurch auf deren
Rückseite und beginnt, den Presszylinder zu füllen und dabei den Förderkolben im Presszylinder
von seiner Ausgangslage aus in Rückzugsrichtung zurück zu schieben:
Da der freie innere Durchmesser des Behälters größer ist als der freie innere Durchmesser
des Presszylinders, bedeutet ein Vorwärtsschieben der Pressplatte um eine Längeneinheit
in Förderrichtung, dass der Förderkolben - um das dadurch verdrängte Material-Volumen
aufzunehmen - sich um mehr als diese Längeneinheit von seiner Ausgangslage aus relativ
zum Presszylinder in Rückzugsrichtung zurückgeschoben wird.
Wenn im Presszylinder auf diese Art und Weise ein vorgegebener Füllstand erreicht
ist, also der Förderkolben eine vorgegebene axiale Soll-Lage erreicht hat, wird
- b) die Axialbewegung der Pressplatte angehalten.
- c) Bei weiterhin angehaltener, also stillstehender, Pressplatte wird nun der Förderkolben
in Pressrichtung bewegt, also auf die Pressplatte zu bewegt, bis er eine vorgegebene
Ziel-Position erreicht hat, meist anliegend oder unmittelbar benachbarte zur Pressplatte.
Da das zwischen Förderkolben und der Rückseite der Pressplatte eingeschlossene Material
durch die Rückschlagventile nicht entweichen kann, wird das Material dadurch in die
Durchgangsöffnung im Förderkolben und die daran angeschlossene Förderleitung - die
anschließend an den Förderkolben in der Regel zunächst aus der hohlen Kolbenstange
des Förderkolbens besteht - hineingepresst und damit in Richtung Verbraucher transportiert.
[0021] Dies hat den Vorteil, dass bei dem Auspressen des Materials aus dem Presszylinder
in die Förderleitung hinein auch höhere Drücke aufgebracht werden können, als der
für die Pressplatten-Dichtung zulässige Maximalwert.
[0022] Die Abdichtung zwischen dem exakt aufeinander abstimmbaren Außenumfang des Förderkolbens
und dem Innenumfang des Presszylinders - der darüber hinaus auch stabiler als ein
Fass ausgebildet werden kann - ist jedoch in der Regel wesentlich höher belastbar
als die Dichtung der Pressplatte gegenüber dem großen Herstellungsungenauigkeiten
unterworfenen Innenumfang des Fasses.
[0023] Auf diese Art und Weise ist auch bei sehr zähflüssigem Material eine zuverlässige
Förderung des Materials möglich, ohne dass Material durch die Dichtungen durchgepresst
wird.
[0024] Ausgangs-Lage, Soll-Lage und Ziel-Lage des Förderkolbens können natürlich vorzugsweise
einstellbar sein, ebenso wie die Strecke, die die Pressplatte bei jedem Fördervorgang
vollzieht.
[0025] Zusätzlich wird für die Steuerung des Verfahrens der Druck im Material gemessen,
beispielsweise auf der Vorderseite der Pressplatte und/oder auf der Vorderseite des
Förderkolbens und/oder in der Förderleitung, sei es nahe am Förderkolben und/oder
nahe am Verbraucher.
[0026] Auf Basis diese Druckwerte sowie der bekannten Parameter des zu entleerenden Materials
wird die Bewegung von Pressplatte und/oder Förderkolben gesteuert hinsichtlich zeitlicher
Abfolge, Zeitdauer und Geschwindigkeit dieser Komponenten.
[0027] Um Lufteinschlüsse in dem zu fördernden Material zu vermeiden, wird entweder vor
und vor allem während des Aufsetzens der Pressplatte auf die Oberseite des Materials
im Behälter der Raum dazwischen mit Unterdruck beaufschlagt oder der gesamte zu entleerende
Behälter wird wenigstens mit seiner offenen Seite dicht in einer Einhausung aufgenommen,
die vor allem vor und bei dem Aufsetzen der Pressplatte auf dem Material im Innenraum
mit Unterdruck beaufschlagt wird, um Lufteinschlüsse zuverlässig zu vermeiden.
[0028] Für die Durchführung dieses Verfahrens sind sinnvollerweise bei der
Entleervorrichtung weitere Details vorzusehen:
Der Innendurchmesser des Presszylinders wird relativ zum Innendurchmesser des zu entleerenden
Behälters, insbesondere Fasses, keineswegs so groß wie möglich gewählt, sondern vorzugsweise
um mindestens 5 %, besser mindestens 10 %, besser mindestens 15 %, besser mindestens
20 %, besser mindestens 30 % kleiner gewählt, um vor allem die Umfangslänge der Dichtung
zwischen Förderkolben und Presszylinder möglichst gering zu halten.
[0029] Der Pressplattenantrieb und der Förderplattenantrieb sind unabhängig voneinander
steuerbar und enthalten vorzugsweise ein oder zwei parallel laufende Gewindespindeln
als Antriebselement oder einen Arbeitszylinder, beispielsweise ein Hydraulikzylinder
oder einen Pneumatik-Zylinder.
[0030] Als Rückschlagventile können einfache Kugelventile vorgesehen werden oder auch andere
Formen von Rückschlagventilen. Vorzugsweise sollten die Rückschlagventile jedoch nicht
über die Rückseite der Pressplatte vorstehen - da sonst der Förderkolben nicht ganz
an die Rückseite der Pressplatte herangefahren werden könnte - und/oder nicht über
die Vorderseite der Pressplatte vorstehen - da sonst die Pressplatte mit ihrer Vorderseite
nicht ganz an den Boden des Fasses herangefahren werden könnte.
[0031] Deshalb sollte vorzugsweise die Pressplatte eine solche Dicke in axialer Richtung
besitzen, dass das eine oder die mehreren Rückschlagventile in axialer Richtung vollständig
darin Platz haben.
[0032] Um einen schnellen Durchtritt des Materials durch die Pressplatte in Richtung Förderkolben
zu gewährleisten, sollte die Summe der freien Durchlässe der insgesamt vorhandenen
Rückschlagventile - die sich ja alle nur im Radialbereich innerhalb des freien Durchmessers
des Presszylinders befinden dürfen - in ihrem geöffneten Zustand mindestens 15 %,
besser mindestens 20 %, besser mindestens 30 %, besser mindestens 40 %, besser mindestens
50 % der Bodenfläche des Presszylinders betragen.
[0033] Um kein Dichtigkeitsproblem zwischen Pressplatte und daran anschließendem Presszylinder
aufkommen zu lassen, ist die sicherste Lösung, die Pressplatte einstückig zusammen
mit dem Presszylinder herzustellen, was jedoch hohen Herstellungsaufwand erfordert,
und in der Regel nur bei äußerst dünnflüssigen Materialien gewählt werden wird.
[0034] Vorzugsweise ist die Pressplatte dagegen am Press-Zylinder auf einfache Art und Weise
lösbar, also sowohl demontierbar als auch montierbar, befestigt.
[0035] Dies hat mehrere Vorteile:
Zum einen kann zum Zwecke der Reinigung die Pressplatte vom Press-Zylinder entfernt
werden.
[0036] Vor allem jedoch kann auf diese Art und Weise, angepasst an den Durchmesser des jeweils
zu entleerenden Fasses, eine entsprechende Pressplatte am Press-Zylinder befestigt
werden, sodass die Entleervorrichtung für Fässer unterschiedlichen Durchmessers benutzbar
ist.
[0037] Zur Steuerung des
Verfahrens werden einerseits, insbesondere an den zuvor erwähnten Stellen, Drucksensoren verwendet,
und andererseits Positionssensoren, die entweder an der Pressplatte und/oder am Förderkolben
vorhanden sind, und mit denen die axiale Position einerseits der Pressplatte innerhalb
der Entleervorrichtung, also im Benutzungszustand relativ zum Fass, gemessen wird
und andererseits die axiale Position des Förderkolbens relativ zum Press-Zylinder.
[0038] Um die Abförderung des Materials zu intensivieren, ist vorzugsweise in der zumindest
abschnittsweise aus einem flexiblen Schlauch bestehenden Förderleitung eine von außen
auf den Schlauch einwirkende Schlauchpumpe vorgesehen.
[0039] Um Lufteinschlüsse im geförderten Material zu vermeiden, kann in der Vorderseite
der Pressplatte - radial abseits des Bereiches des Press-Zylinders - und/oder in der
Förderleitung ein Unterdruckanschluss vorgesehen sein.
[0040] Eine andere Möglichkeit, um Lufteinschlüsse im geförderten Material zu vermeiden,
besteht darin, dass das Gestell der Entleervorrichtung auch eine Einhausung umfasst,
in welche entweder der ganze Behälter oder wenigstens der die offene Seite des Behälters
enthaltene Teil davon eingebracht und zumindest die offene Seite dicht verschlossen
werden kann. Die Einhausung besitzt einen Unterdruckanschluss, über den der Innenraum
der Einhausung mit einer Unterdruckquelle verbindbar ist.
[0041] Um die Druckerhöhung durch Reibung des Materials an den Innenseiten der Förderleitung
zu minimieren, kann die Innenfläche der Förderleitung eine reibungsmindernde Oberflächengestaltung
aufweisen.
[0042] Da bei dem beschriebenen Verfahren keine kontinuierliche Förderung des Materials
durch den Förderkolben hindurch stattfindet, ist vorzugsweise in der Förderleitung
ein Puffer für Material vorhanden, um mit dem Material aus dem Puffer auch bei stillstehendem
Förderkolben im Press-Zylinder den angeschlossenen Verbraucher weiterhin mit Material
aus dem Puffer versorgen zu können.
[0043] Ein solcher Puffer in der Förderleitung kann beispielsweise eine Kolbenpumpe oder
eine Membranpumpe mit ausreichend großem Volumen sein.
[0044] In aller Regel wird sich dann die Kolbenstange des Förderkolbens, gegebenenfalls
sogar auch der Press-Zylinder, durch die Einhausung hindurch erstrecken müssen.
c) Ausführungsbeispiele
[0045] Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben.
[0046] Eine Fasspresse gemäß dem Stand der Technik mit geöffnetem Vakuumbehälter zeigen
- Fig. 1a:
- in der Frontansicht,
- Fig. 1b:
- in der Seitenansicht,
- Fig. 1c:
- in der Aufsicht von oben,
- Fig. 2:
- im Vertikalschnitt in Blickrichtung von vorne und
[0047] Eine erfindungsgemäße Fasspresse zeigen
- Figur 3:
- im gleichen Vertikalschnitt wie Figur 2,
- Figuren 4a bis e:
- in unterschiedlichen Funktionsstellungen der Fasspresse gemäß der Figur 3
[0048] Die
Figuren 1a, b, c und 2 zeigen eine Entleervorrichtung in Form einer Fasspresse in Außenansichten und in
Schnittdarstellungen:
Dabei soll Material
52 aus dem in den
Figuren 1a und 2 dargestellten, oben offenen, Fass
50 gefördert werden, indem die Pressplatte
2, die in den Innen-Umfang des Fasses
50 von oben dicht eingeschoben werden kann, und mit ihrer Druckseite
2a Druck auf das Material
52 ausübt, so dass dieses - wie am besten in
Fig. 2 zu erkennen - dann durch die von der gegenüberliegenden Rückseite
2b abragenden hohlen Kolbenstange
17 nach oben gedrückt wird und durch die daran angeschlossene Förderleitung
4 zu dem lediglich in der
Fig. 2 angedeuteten Verbraucher
53 geschoben wird.
[0049] Da dieser Vorgang unter Unterdruck, also im Idealfall unter Vakuum, erfolgen soll,
wird das Fass
50 zunächst in eine Einhausung
6 eingestellt, die aus einem massiven Gehäuse
6a sowie der hier im aufgeschwenkten Zustand dargestellten Tür
6b besteht, die im geschlossenen Zustand die Einhausung
6 abdichtet, in deren Innenraum
9 der gewünschte Unterdruck erzeugt wird. Zu diesem Zweck verfügt die Einhausung
6 über einen Unterdruckanschluss
7, über den die Einhausung
6 mit einer Unterdruckquelle
8 verbunden ist.
[0050] Als einziges Element erstreckt sich die Kolbenstange
17, an deren vorderen Ende die Pressplatte
2 befestigt ist und die die Pressplatte
2 bewegt, durch die Oberseite der Einhausung
6 in deren Innenraum
9, wobei der Durchgang entsprechend abgedichtet ist, um keine Luft von außen in den
unter Unterdruck stehenden Innenraum
9 eindringen zu lassen.
[0051] Da bei hochviskosen Materialien hierfür auf die Pressplatte
2 bzw. die sie antreibende Kolbenstange
17 sehr hohe Kräfte von bis zu
100 Tonnen aufgebracht werden müssen, befindet sich die Einhausung
6 in einem massiven Gestell
1, in deren oberen Bereich nebeneinander zwei vertikal angeordnete und parallel verlaufende
Gewindespindeln
15 oder auch Kugelrollspindeln angeordnet sind, die gemeinsam auf ein querstehendes
Joch
12 wirken, welches mit dem hinteren, oberen Ende der hohlen Kolbenstange
17 verbunden ist, die sich bis zur Pressplatte
2 erstreckt.
[0052] Damit durch den mittels der Pressplatte
2 auf das Material
52 im Fass
50 ausgeübte Druck das Fass
50 nicht radial deformiert wird oder gar platzt, wird um das Fass
50 herum im Stand der Technik meist eine stabile Umfassung
13 - siehe
Figur 1a - angebracht, die eng an den Außenseiten des Fasses
50 anliegt und dem darin herrschenden Druck standhält.
[0053] Dennoch ist auch in diesem Fall die Pressplatten-Dichtung aufgrund Verformung des
Fasses nicht vollständig dicht, und darüber hinaus stellt eine solche stabile Umfassung
13 nicht nur einen Aufwand bei der Herstellung der Maschine her, sondern je nach Dimension
des Fasses
50, damit meist auch für die Fässer unterschiedlicher Hersteller, wird eine separate
darauf abgestimmte Umfassung
13 benötigt.
[0054] Auch beim Einstellen eines neuen Fasses 50 in eine Einhausung mit einer solchen stabilen
Umfassung für das Fass macht dies den Einstell-Vorgang jedes Fasses umständlich und
fehleranfällig.
[0055] Ein weiterer Nachteil ist die Tatsache, dass Fässer eine relativ große Schwankungsbreite
ihrer tatsächlichen Abmessungen, gerade hinsichtlich Wandstärke, Innendurchmesser
und Außendurchmesser, besitzen.
[0056] Erfindungsgemäß wird daher eine Ausbildung der Entleervorrichtung gemäß
Fig. 3 vorgeschlagen, die die gleiche Ansicht wie
Fig. 2 benutzt:
Dabei ist erkennbar, dass sich von der Rückseite
2b der Pressplatte
2 aus nach oben, also in der Rückzugsrichtung
10b der axialen Richtung 10, ein Presszylinder
22 erstreckt, und im Querschnitt der Pressplatte 2 innerhalb des Innenumfanges dieses
Presszylinders 22 für das zu fördernde Material 52 mindestens eine, in der Regel mehrere,
Durchgangsöffnungen
3 vorhanden sind, die nunmehr jedoch jeweils als Rückschlagventile
19 ausgebildet sind, in diesem Fall mit einer Kugel
19a als Ventilkörper. Die Durchlassrichtung dieses wenigstens einen Rückschlagventils
19 ist ausschließlich die Richtung von unten nach oben, also in das Innere des Presszylinders
22 hinein, und nicht umgekehrt.
[0057] Die Pressplatte
2 liegt über meist mehrere in axialer Richtung 10 hintereinander angeordnete Pressplatten-Dichtungen
14 am Innenumfang der Wandung
50b des Fasses
50 verschiebbar an.
[0058] Der Presszylinder 22 ist in axialer Richtung 10 hohl und in ihm ist ein Presskolben
24 in axialer Richtung verfahrbar dicht geführt, abgedichtet durch in der Regel in axialer
Richtung mehrere hintereinander angeordnete Förderkolben-Dichtungen
23.
[0059] Der Förderkolben
24 besitzt eine zentrale Durchgangsöffnung
3', die in die sich von dem Presskolben
24 nach oben, also in Rückzugsrichtung 10b erstreckende, in axialer Richtung hohle Kolbenstange
17 mündet, an der die Förderleitung
4 in deren oberen, stromabwärtigen Endbereich angeschlossen ist, die zum Verbraucher
53 führt.
[0060] Die Pressplatte
2 einerseits und der Förderkolben
24 andererseits können in axialer Richtung 10 sowohl in Pressrichtung 10a als auch in
Rückzugsrichtung 10b unabhängig voneinander bewegt werden.
[0061] Die Positionen von Förderkolben
24 und Pressplatte
2 können von je einem oder einem gemeinsamen Positionssensor
55 überwacht werden, von denen gemäß
Figur 3 der eine an der Einhausung
6 neben der Durchgangsöffnung für die Kolbenstange
17 angeordnet ist und der andere an der Kolbenstange
17. Auch ein Drucksensor
54 kann vorhanden sein, beispielsweise in der Unterseite des Förderkolbens
24, um den Druck im Material
52 darunter zu messen.
[0062] Die Bewegung geschieht entweder mittels eines gemeinsamen Antriebs
5, aber dennoch unabhängig voneinander insofern, als mit diesem gemeinsamen Antrieb
5 wahlweise entweder der Presszylinder
22, also die Kolbenstange der Pressplatte
2, oder die Kolbenstange
17 des Förderkolbens
24 oder auch beide gleichzeitig gekoppelt werden können.
[0063] Der Presszylinder
22 ist in axialer Richtung gleitend abgedichtet im Durchlass in der Oberseite der Einhausung
6 verschiebbar, wie dies bei der Lösung gemäß Stand der Technik bei der Kolbenstange
17 der Pressplatte
2 ebenfalls der Fall war.
[0064] Selbstverständlich ist auch möglich, die Pressplatte
2 einerseits und den Förderkolben
24 andererseits mittels getrennter Antriebe in axialer Richtung anzutreiben, also je
einen Antrieb einerseits mit dem Presszylinder
22 und andererseits mit der Kolbenstange
17 zu koppeln.
[0065] Mit dieser Ausführungsform der Entleervorrichtung ist es möglich, die Pressplatte
2 in die nach oben weisende offene Seite des Fasses
50 einzuführen, auf dem zu entnehmenden Material
52 aufzusetzen und durch weiteres nach unten fahren der Pressplatte
2 das Material
52 durch die Durchgangsöffnungen
3 der Pressplatte
2 - der Durchlässigkeitsrichtung 19' der Rückschlagventile
19 - in dem Bereich oberhalb der Pressplatte
2 und damit in den Presszylinder
22 einströmen zu lassen. Voraussetzung ist hierfür, dass der Förderkolben
24 dem bei Erreichen durch das Material
52 keinen großen Widerstand entgegensetzt, sondern lediglich die Gleitreibung zwischen
der Förderkolben-Dichtung 23 und dem Presszylinder
22 überwunden werden muss sowie das Eigengewicht des Förderkolbens
24 und dessen Kolbenstange
17.
[0066] Bei einem gemeinsamen Antrieb von Pressplatte
2 und Förderkolben
24 darf also bei diesem Niederdrücken der Pressplatte
2 mittels des gemeinsamen Antriebes 5 der Förderkolben
24 nicht mit diesem Antrieb gekoppelt sondern frei beweglich gegenüber diesem Antrieb
sein.
[0067] Um das Material dagegen durch die Kolbenstange
17 hindurch und die angeschlossene Förderleitung
4 bis zum Verbraucher zu pressen, ist ein erheblich höherer Druck notwendig. Dieser
wird aufgebracht, indem nach ausreichender Füllung des Inneren des Presszylinders
22 mit Material
52 die Vorwärtsbewegung, also Abwärtsbewegung, der Pressplatte
2 beendet wird und bei stillstehender Pressplatte
2 der Förderkolben
24 nach unten gepresst wird. Bei einem gemeinsamen Antrieb
5 bedeutet dies, dass hierfür die Pressplatte
2 vom Antrieb
5 abgekoppelt und stattdessen der Förderkolben
24 mit diesem direkt verbunden werden muss.
[0068] Der notwendige hohe Druck tritt nun jedoch nur zwischen der nach oben gewandten Rückseite
der Pressplatte
2 einschließlich der Rückschlagventile
19 - die in Richtung von oben nach unten für das Material
52 nicht durchlässig sind - und dem Förderkolben
24 und somit auch in der Kolbenstange
17 auf, nicht jedoch in dem Bereich zwischen dem Boden
50a des Fasses
50 und der Pressplatte
2. Damit wirkt dieser hohe Druck auch nicht auf die Pressplatten-Dichtung
14 zwischen Pressplatte
2 und Fass
50, deren Dichtungswirkung damit wesentlich geringer sein kann als die der Förderkolben-Dichtung
23.
[0069] Des Weiteren ist der zwischen Pressplatte
2 und Förderkolben
24 entstehende Druck - bei Beaufschlagung mit der gleichen Kraft wie bei der bekannten
Lösung gemäß der
Fig. 1 und 2 - deutlich höher wegen der geringeren Querschnittsfläche des Förderkolbens
24 gegenüber der Querschnittsfläche der Pressplatte
2, wie sie bei der bekannten Lösung relevant ist. Dies bedeutet, dass bei der erfindungsgemäßen
Lösung für das Erzeugen desselben Druckes ein schwächerer Antrieb
5 ausreicht.
[0070] Auf diese Art und Weise kann nun ein Fass in einem oder meist mehreren Schritten
geleert werden, wie an Hand der
Fig. 4a - e erkennbar:
Im ersten Schritt gemäß
Fig. 4a wird die Pressplatte
2 in das Fass 50 eingefahren, auf der Oberfläche des darin befindlichen Materials 52
aufgesetzt, und so weit nach unten gefahren, bis sich eine ausreichende Füllmenge
an Material im Presszylinder
22 unterhalb des Förderkolbens
24 befindet, der dadurch entweder hochgedrückt wurde oder sich bereits in einer hochgefahrenen
Position relativ zur Pressplatte
2 befand.
[0071] Anschließen wird gemäß
Fig. 4b die Pressplatte
2 angehalten und durch Herabfahren, also Bewegen in Vorwärtsrichtung, des Förderkolbens
24 das zwischen der stillstehenden Pressplatte
2 und dem Förderkolben
24 befindliche Material weitestgehend in die Kolbenstange
17 und damit letztendlich in die Förderleitung
4 und zum Verbraucher
53 gedrückt. Die Vorwärtsbewegung des Förderkolbens
24 endet spätestens bei Kontaktieren der Rückseite 2b, also der Oberseite, der Pressplatte
2.
[0072] Dieser Vorgang kann gemäß der
Figuren 4c und d ein- oder mehrmals wiederholt werden.
[0073] In einem letzten Entleerungsschritt wird dann die Pressplatte
2 nach unten gefahren, bis sie auf dem Boden
50a des Fasses
50 aufsitzt, dann angehalten und der Förderkolben
24 herabgefahren, bis er auf der Rückseite 2b, der Oberseite, der Pressplatte
2 aufsitzt.
[0074] Damit ist das Fass entleert, die Pressplatte
2 kann nach oben aus dem Fass
50 herausbewegt werden und das leere Fass
50 gegen ein volles ausgetauscht werden.
[0075] Sowohl im Stand der Technik als auch bei der erfindungsgemäßen Lösung kann sich ortsfest
im Gestell
1 montiert jeweils eine Spindelmutter
25 befinden, durch welche sich die Gewindespindel
15 hindurcherstreckt. Jede der beiden Gewindespindeln
25 wird vorliegend durch einen separaten Elektromotor
16 angetrieben, wobei die Drehungen der beiden Spindelmuttern
25, die die Axialbewegung der Gewindespindeln
15 bewirken, mechanisch synchronisiert sind durch eine zwischen den beiden Spindelmuttern
25 wirkende und mit beiden wirkverbundene Synchronverbindung, insbesondere in Form einer
Kupplung.
[0076] Um die jeweilige Position der Pressplatte
2 in Vorschubrichtung zu kennen, ist am Gestell ein Positionssensor
21 angeordnet, bestehend beispielsweise aus einer Sensorleiste
21a, die an der Innenseite des Gestells
1 befestigt ist und einem Positionsgeber, beispielsweise einem Positionsmagneten
21b, bei einem magnetostriktiven Sensor, die sich in vertikale, also axialer, Richtung
bei Verfahrung der Einheit aus Gewindespindeln
15, Joch
12, Kolbenstange
17 und Pressplatte
2 nach unten entlang der Sensorleiste
21a bewegt und damit die Position der Pressplatte
2 detektiert, so dass die Pressplatte
2 angehalten werden kann, wenn sie den Boden des Fasses
50 erreicht hat und dieses somit geleert ist.
[0077] Die das Material abfördernde Förderleitung
4 ist an einem entsprechenden Anschlussstutzen des Joches
12 befestigt, so dass die Förderleitung
4 in der Regel aus einem flexiblen, aber hochfesten, Schlauch besteht, der von der
Rückseite des Gestells
1 aus weggeführt wird, wie in den
Figuren 1b und 2 dargestellt.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0078]
- 1
- Gestell
- 2
- Pressplatte
- 2a
- Druckseite
- 2b
- Rückseite
- 3, 3'
- Durchgangsöffnung
- 4
- Förderleitung
- 5
- Antrieb
- 6
- Einhausung
- 6a
- Gehäuse
- 6b
- Tür
- 7
- Unterdruck-Anschluss
- 8
- Unterdruck-Quelle
- 9
- Innenraum
- 10
- axiale Richtung, Vertikale
- 10a
- Pressrichtung
- 10b
- Rückzugsrichtung
- 11
- Querrichtung, Horizontale
- 12
- Joch
- 13
- Umfassung
- 14
- Pressplatten-Dichtung
- 15
- Gewindespindel
- 16
- Elektromotor
- 17
- Kolbenstange
- 18
- Federpaket, Kraftspeicher
- 19
- Rückschlagventil
- 19'
- Durchlässigkeitsrichtung
- 19a
- Kugel
- 20
- Steuerung
- 21a, b
- Positionssensor
- 22
- Presszylinder
- 23
- Förderkolben-Dichtung
- 24
- Förderkolben
- 25
- Spindelmutter
- 26
- Kupplung
- 50
- Fass
- 50a
- Boden
- 50b
- Umfangswand
- 52
- Material
- 53
- Verbraucher
- 54
- Drucksensor
- 55
- Positionssensor
1. Entleervorrichtung zum Versorgen eines Verbrauchers (53) mit viskosem Material (52) aus einem Behälter
(50) mit einer offenen Seite (50a) und einer in der axialen Richtung (10) verlaufenden
Umfangswand (50b), insbesondere einem Fass (50), wobei die Entleervorrichtung umfasst
- ein Gestell (1) zum Aufnehmen des Behälters (50),
- eine bewegbare Pressplatte (2), die
- sowohl in Pressrichtung (10a) als auch in Rückzugsrichtung (10b) von einem Pressplatten-Antrieb
(5) antreibbar ist,
- die von der offenen Seite her in den Behälter (50) passt und dabei mit ihrem äußeren
Rand dicht an der Innenfläche der Umfangswand (50b) des Behälters (50) anliegt,
- eine an einer Durchgangsöffnung (3) der Pressplatte (2) angeschlossene Förderleitung
(4) für das abzufördernde Material (52),
dadurch gekennzeichnet, dass
- sich von der Rückseite der Pressplatte (2) aus ein Presszylinder (22) in Rückzugsrichtung
(10b) erstreckt,
- sich in der Pressplatte (2) im radialen Bereich innerhalb des Presszylinders wenigstens
ein Rückschlagventil (19) mit einer Durchlassrichtung (19') von der Vorderseite (2a)
zur Rückseite (2b) der Pressplatte (2) befindet,
- im Presszylinder ein sowohl in Pressrichtung (10a) als auch in Rückzugsrichtung
(10b) von einem Förder-Antrieb (5') bewegbarer Förderkolben (24) vorhanden ist,
- der Förderkolben (24) dabei mit seinem äußeren Rand dicht an der Innenfläche der
Umfangswand (50 b) des Presszylinders (22) anliegt,
- der Förderkolben (24) eine Durchgangsöffnung (3') aufweist, an deren Rückseite die
Förderleitung (4) angeschlossen ist.
2. Entleervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Innendurchmesser des Presszylinders (22) kleiner ist als der freie innere Durchmesser
der Umfangswand (50b) des Behälters (50) und
- insbesondere Innendurchmesser des Presszylinders (22) um mindestens 5 %, besser
mindestens 10 %, besser mindestens 15 %, besser mindestens 20 %, besser mindestens
30 % kleiner ist als der freie innere Durchmesser der Umfangswand (50b) des Behälters
(50).
3. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Pressplatten-Antrieb (5) und/oder der Förder-Antrieb (5'), die auch zu einem einzigen
Antrieb funktionsbedingt sein können, eine oder zwei parallel laufende Gewindespindeln
oder einen Arbeitszylinder, insbesondere einen Hydraulikzylinder oder einen Pneumatikzylinder,
umfassen.
4. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Rückschlagventil (19) ein Kugel-Ventil ist
und/oder
- die Summe der freien Durchlässe der vorhandenen Rückschlagventile (19) in ihrem
geöffneten Zustand mindestens 15 %, besser mindestens 20 %, besser mindestens 30 %,
besser mindestens 40 %, besser mindestens 50 % der Bodenfläche des Presszylinders
(22) beträgt.
5. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Pressplatte (2) mit dem Presszylinder (22) einstückig ausgeführt ist
und/oder
- die Pressplatte (2) am Presszylinder (22) demontierbar und montierbar befestigt
ist.
6. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein Drucksensor (54) am Förderkolben (24) und/oder nahe am Verbraucher
vorhanden ist, der den Druck im Material (52) misst,
und/oder
- wenigstens ein Positionssensor (55) an der Pressplatte (2) und/oder am Förderkolben
(24) vorhanden ist, der die axiale Position entweder der Pressplatte (2) in der Entleervorrichtung
misst oder die axiale Position des Förderkolbens (24) im Presszylinder (22) misst.
7. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Förderleitung (4) wenigstens abschnittsweise aus einem flexiblen Schlauch besteht
und an dem flexiblen Schlauch eine von außen auf den Schlauch einwirkende Schlauchpumpe
angeordnet ist,
und/oder
- in der Vorderseite (2a) der Pressplatte (2) radial abseits des Presszylinders (22)
und/oder in der Förderleitung (4) an oder nahe dem Verbraucher ein Unterdruckanschluss
(7) vorhanden ist,
und/oder
- die Innenfläche der Förderleitung (4) eine reibungsmindernde Oberfläche aufweist.
8. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- in der Förderleitung (4) ein Puffer für Material (52) vorhanden ist, insbesondere
in Form einer Kolbenpumpe oder einer Membranpumpe , mit ausreichend großem Volumen,
um bei Stillstand der Entleerung des Behälters (50) den Verbraucher aus dem Puffer
weiterhin mit Material (52) versorgen zu können.
9. Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Gestell (1) eine Einhausung (6) umfasst, welche dicht verschlossen und oder
geöffnet werden kann zum Einbringen wenigstens des Teils des Behälters mit der offenen
Seite oder zum Einbringen des gesamten Behälters (50),
- die Einhausung (6) einen Unterdruckanschluss (7) aufweist, über den der Innenraum
(9) der Einhausung (6) mit einer Unterdruck-Quelle (8) verbindbar ist,
- die Kolbenstange (17) des Förderkolbens (24) und der Presszylinder (22) sich durch
die Wandung der Einhausung (6) hindurch erstrecken.
10. Verfahren zum Entleeren von viskosem Material (52) aus einem einseitig offenen Behälter (50),
insbesondere einem Fass (50), mittels einer Entleervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, indem
- die Pressplatte (2) auf der Oberfläche des Materials (52) im Behälter (50) aufgelegt
wird, wobei der Förderkolben eine axiale Ausgangslage relativ zur Pressplatte (2)
innehat und dabei insbesondere an der Rückseite (2b) der Pressplatte (2) anliegt,
und danach
a) die Pressplatte (2) weiter in Förderrichtung (10a) in den Behälter (50) eingefahren
wird, bis das das wenigstens eine Rückschlagventil durchlaufende Material (52) den
Presszylinder bis zu einem vorgegebenen Füllstand gefüllt hat und dadurch insbesondere
den Förderkolben im Presszylinder in Rückzugsrichtung (10b) zurückgeschoben hat,
b) die Pressplatte (2) angehalten wird,
c) bei stillstehender Pressplatte (2) der Förderkolben weiter in Förderrichtung (10a)
in den Presszylinder eingefahren wird, bis er eine vorgegebene Ziellage relativ zur
Pressplatte (2) erreicht hat.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schritte a) bis c) mehrfach hintereinander wiederholt werden, insbesondere bis
die Pressplatte (2) den Boden des Behälters (50) erreicht hat.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausgangslage und/oder die Ziellage des Förderkolbens (24) einstellbar sind.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druck im Material (52) auf der Vorderseite (2a) der Pressplatte (2) und/oder auf
der Vorderseite des Förderkolbens und/oder in der Förderleitung (4) nahe am Verbraucher
gemessen und an eine Steuerung gemeldet wird und abhängig davon der Pressplatten-Antrieb
(5) und/oder der Förderkolben-Antrieb (5') von einer Steuerung gesteuert wird, insbesondere
unter Berücksichtigung des Zeitersatzes des Druckfortschritts entlang der Förderleitung
(4).
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- vor und während des Aufsetzens der Pressplatte (2) auf der Oberseite des Materials
(52) im Behälter (50) der Raum dazwischen mit Unterdruck beaufschlagt wird,
- insbesondere indem der einseitig offene Behälter (50) ganz oder wenigstens mit seiner
offenen Seite in eine Einhausung (6) eingebracht wird,
- die Einhausung (6) dicht geschlossen wird und danach der Innenraum (9) der Einhausung
(6) mit Unterdruck beaufschlagt wird.
1. Emptying device for supplying a consumer (53) with viscous material (52) from a container (50) having
an open side (50a) and a peripheral wall (50b) running in the axial direction (10),
in particular a barrel (50), the emptying device comprising
- a frame (1) for receiving the container (50),
- a movable press plate (2), which
- can be driven both in the press direction (10a) and in the withdrawal direction
(10b) by a press plate drive (5),
- fits into the container (50) from the open side and, thereby same time, bears closely
with its outer edge against the inner surface of the peripheral wall (50b) of the
container (50),
- a conveyer line (4), connected to a through opening (3) of the press plate (2),
for the material (52) to be conveyed away,
characterised in that
- a press cylinder (22) extends from the rear side of the press plate (2) in the retraction
direction (10b),
- at least one non-return valve (19) with a passage direction (19') from the front
side (2a) to the rear side (2b) of the press plate (2) is located in the radial region
within the press cylinder in the press plate (2),
- a conveying piston (24) which can be moved both in the press direction (10a) and
in the withdrawal direction (10b) by a conveying drive (5') is present in the press
cylinder,
- the outer edge of the conveying piston (24) lies closely against the inner surface
of the peripheral wall (50b) of the press cylinder (22),
- the conveying piston (24) has a through opening (3') to the rear of which the conveyer
line (4) is connected.
2. Emptying device according to claim 1,
characterised in that
- the inner diameter of the press cylinder (22) is smaller than the free inner diameter
of the peripheral wall (50b) of the container (50) and
- in particular the inner diameter of the press cylinder (22) is at least 5 %, better
at least 10 %, better at least 15 %, better at least 20 %, better at least 30 % smaller
than the free inner diameter of the peripheral wall (50b) of the container (50).
3. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the press plate drive (5) and/or the conveyor drive (5'), which may also be functionally
combined to a single drive, comprise one or two threaded spindles running in parallel
or a working cylinder, in particular a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.
4. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- the at least one non-return valve (19) is a ball valve
and/or
- the sum of the free passages of the non-return valves (19) present in their open
state is at least 15 %, better at least 20 %, better at least 30 %, better at least
40 %, better at least 50 % of the bottom area of the compression cylinder (22).
5. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- the press plate (2) is made in one piece with the press cylinder (22)
and/or
- the press plate (2) is fastened to the press cylinder (22) in a dismountable and
mountable manner.
6. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- at least one pressure sensor (54) is present at the conveying piston (24) and/or
close to the consumer, which pressure sensor measures the pressure in the material
(52),
and/or
- at least one position sensor (55) is present at the press plate (2) and/or at the
conveying piston (24), which sensor either measures the axial position of the press
plate (2) in the emptying device or measures the axial position of the conveying piston
(24) in the press cylinder (22).
7. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- the conveyer line (4) consists at least in sections of a flexible hose and a hose
pump acting on the hose from the outside is arranged at the flexible hose,
and/or
- a vacuum connection (7) is present in the front side (2a) of the press plate (2)
radially away from the press cylinder (22) and/or in the conveyer line (4) at or near
the consumer,
and/or
- the inner surface of the conveyer line (4) has a friction-reducing surface.
8. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- a buffer for material (52) is present in the conveyer line (4), in particular in
the form of a piston pump or a diaphragm pump, having a sufficiently large volume
in order to be able to continue to supply the consumer with material (52) from the
buffer in case of a standstill of the emptying of the container (50).
9. Emptying device according to one of the preceding claims,
characterised in that
- the frame (1) comprises an enclosure (6) which can be tightly closed and/or opened
for introducing at least the part of the container with the open side or for introducing
the entire container (50),
- the enclosure (6) has a vacuum connection (7) via which the internal space (9) of
the enclosure (6) can be connected to a vacuum source (8),
- the piston rod (17) of the conveying piston (24) and the press cylinder (22) extend
through the wall of the enclosure (6).
10. Method for emptying viscous material (52) from a container (50) which is open on one side,
in particular a barrel (50), by means of an emptying device according to one of the
preceding claims, in that
- the press plate (2) is placed on the surface of the material (52) in the container
(50), wherein the conveying piston has an axial starting position relative to the
press plate (2) and in this case touches in particular the rear side (2b) of the press
plate (2), and then
a) the pressing plate (2) is further moved into the container (50) in the conveying
direction (10a) until the material (52) passing through the at least one non-return
valve has filled the press cylinder to a predetermined filling level and has thereby
in particular pushed the conveying piston in the press cylinder rear side in the withdrawal
direction (10b),
b) the press plate (2) is stopped,
c) with the press plate (2) stationary, the conveying piston is moved further into
the press cylinder in the conveying direction (10a) until it has reached a predetermined
target position relative to the press plate (2).
11. Method according to claim 10,
characterised in that
steps a) to c) are repeated several times in succession, in particular until the pressing
plate (2) has reached the bottom of the container (50).
12. Method according to one of the preceding method claims,
characterised in that
the starting position and/or the target position of the conveying piston (24) are
adjustable.
13. Method according to one of the preceding method claims,
characterised in that
the pressure in the material (52) is measured on the front side (2a) of the pressing
plate (2) and/or on the front side of the conveying piston and/or in the conveyer
line (4) close to the consumer and is reported to a controller and, depending thereon,
the press plate drive (5) and/or the conveying piston drive (5') is controlled by
a controller, in particular taking into account the time delay of the pressure progress
along the conveyer line (4).
14. Method according to one of the preceding method claims,
characterised in that
- before and during placing the press plate (2) on the upper side of the material
(52) in the container (50), the space between is pressurised with negative pressure,
- in particular in that the container (50) open on one side is completely or at least with its open side
introduced into an enclosure (6),
- the enclosure (6) is tightly closed and then the internal space (9) of the enclosure
(6) is pressurised with negative pressure.
1. Dispositif de vidange pour alimenter un consommateur (53) en matière visqueuse (52) à partir d'un récipient
(50) ayant un côté ouvert (50a) et une paroi circonférentielle (50b) s'étendant dans
la direction axiale (10), en particulier un tonneau (50), le dispositif de vidange
comprenant
- un support (1) pour recevoir le récipient (50),
- une plaque de presse mobile (2), qui
- peut être entraîné aussi bien dans la direction de pressage (10a) que dans la direction
de retrait (10b) par un entraînement de plaque de pressage (5),
- qui s'adapte dans le récipient (50) par le côté ouvert et s'applique en même temps
avec son bord extérieur de manière étanche contre la surface intérieure de la paroi
circonférentielle (50b) du récipient (50),
- une conduite d'alimentation (4) pour le matériau (52) à évacuer, qui est reliée
à une ouverture de passage (3) de la plaque de pressage (2),
caractérisé en ce que
- un cylindre de pressage (22) s'étend depuis la face arrière de la plaque de pressage
(2) dans la direction de retrait (10b),
- au moins un clapet anti-retour (19) avec une direction de passage (19') depuis la
face avant (2a) vers la face arrière (2b) de la plaque de pressage (2) est situé dans
la plaque de pressage (2) dans la zone radiale à l'intérieur du cylindre de pressage,
- dans le cylindre de pressage se trouve un piston d'alimentation (24) qui peut être
déplacé par un entraînement d'alimentation (5') aussi bien dans la direction de pressage
(10a) que dans la direction de retrait (10b),
- le piston d'alimentation (24) s'applique avec son bord extérieur de manière étanche
contre la surface intérieure de la paroi circonférentielle (50 b) du cylindre de pressage
(22),
- le piston d'alimentation (24) présente une ouverture de passage (3'), à l'arrière
de laquelle est raccordée la conduite d'alimentation (4).
2. Dispositif de vidange selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
- le diamètre intérieur du cylindre de pressage (22) est inférieur au diamètre intérieur
libre de la paroi circonférentielle (50b) du récipient (50) et
- en particulier le diamètre intérieur du cylindre de pressage (22) est inférieur
d'au moins 5%, mieux d'au moins 10%, mieux d'au moins 15%, mieux d'au moins 20%, mieux
d'au moins 30% au diamètre intérieur libre de la paroi circonférentielle (50b) du
récipient (50).
3. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
l'entraînement de la plaque de pressage (5) et/ou l'entraînement d'alimentation (5'),
qui peut également être fonctionnel à un seul entraînement, comprend une ou deux broches
filetées s'étendant parallèlement ou un cylindre de travail, en particulier un cylindre
hydraulique ou un cylindre pneumatique.
4. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- ledit au moins un clapet anti-retour (19) est un clapet à bille et/ou
- la somme des passages libres des clapets anti-retour (19) présents dans leur état
ouvert est d'au moins 15%, mieux d'au moins 20%, mieux d'au moins 30%, mieux d'au
moins 40%, mieux d'au moins 50% de la surface de fond du cylindre de pressage (22).
5. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- la plaque de pressage (2) est construite d'une seule pièce avec le cylindre de pressage
(22)
et/ou
- la plaque de pressage (2) est fixée au cylindre de pressage (22) de manière démontable
et montable.
6. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- il y a au moins un capteur de pression (54) sur le piston d'alimentation (24) et/ou
à proximité du consommateur, qui mesure la pression dans le matériau (52), et/ou
- au moins un capteur de position (55) sur la plaque de pressage (2) et/ou sur le
piston d'alimentation (24), qui mesure la position axiale soit de la plaque de pressage
(2) dans le dispositif de vidange, soit la position axiale du piston d'alimentation
(24) dans le cylindre de pressage (22).
7. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- la conduite d'alimentation (4) est constituée au moins par sections d'un tuyau flexible
et qu'une pompe à tuyau agissant de l'extérieur sur le tuyau flexible est disposée
sur le tuyau flexible,
et/ou
- un raccord de vide (7) est présent dans la face avant (2a) de la plaque de pressage
(2) radialement loin du cylindre de pressage (22) et/ou dans la conduite d'alimentation
(4) au niveau ou à proximité du consommateur,
et/ou
- la surface intérieure de la conduite d'alimentation (4) présente une surface réduisant
la friction.
8. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- un tampon pour matériau (52) est présent dans la conduite d'alimentation (4), en
particulier sous la forme d'une pompe à piston ou d'une pompe à membrane, avec un
volume suffisamment important pour pouvoir continuer à alimenter le consommateur en
matériau (52) provenant du tampon lorsque la vidange du récipient (50) est arrêtée.
9. Dispositif de vidange selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
- le support (1) comprend un boîtier (6) qui peut être fermée et/ou ouverte de manière
étanche afin d'introduire au moins la partie du récipient avec le côté ouvert ou d'introduire
le récipient entier (50),
- le boîtier (6) comporte un raccord de vide (7) par lequel l'intérieur (9) du boîtier
(6) peut être relié à une source de vide (8),
- la tige de piston (17) du piston d'alimentation (24) et le cylindre de pressage
(22) traversent la paroi du boîtier (6).
10. Procédé pour vider un matériau visqueux (52) d'un récipient (50) ouvert d'un côté, en particulier
d'un tonneau (50), au moyen d'un dispositif de vidange selon l'une des revendications
précédentes, en
- plaçant la plaque de pressage (2) sur la surface du matériau (52) dans le récipient
(50), dans lequel le piston d'alimentation occupe une position initiale axiale par
rapport à la plaque de pressage (2) et s'appuie en particulier sur la face arrière
(2b) de la plaque de pressage (2), et ensuite
a) la plaque de pressage (2) est à nouveau rétractée dans le récipient (50) dans la
direction d'alimentation (10a), jusqu'à ce que le matériau (52) passant à travers
la ou les soupapes anti-retour ait rempli le cylindre de pressage jusqu'à un niveau
de remplissage prédéterminé et ait ainsi notamment repoussé le piston d'alimentation
dans le cylindre de pressage dans la direction de retrait (10b),
b) la plaque de pressage (2) est arrêtée,
c) lorsque la plaque de pressage (2) est immobile, le piston d'alimentation est déplacé
plus loin dans le cylindre de pressage dans la direction d'alimentation (10a) jusqu'à
ce qu'il ait atteint une position cible prédéterminée par rapport à la plaque de pressage
(2).
11. Procédé selon la revendication 10,
caractérisée en ce que
les étapes a) à c) sont répétées plusieurs fois de suite, en particulier jusqu'à ce
que la plaque de pressage (2) ait atteint le fond du récipient (50).
12. Procédé selon l'une des revendications de procédé précédentes,
caractérisée en ce que la position de départ et/ou la position cible du piston d'alimentation (24) sont
réglables.
13. Procédé selon l'une des revendications de procédé précédentes,
caractérisé en ce que
la pression dans le matériau (52) est mesurée sur la face avant (2a) de la plaque
de pressage (2) et/ou sur la face avant du piston d'alimentation et/ou dans la conduite
d'alimentation (4) proche du consommateur et signalée à un système de commande et,
en fonction de cela, l'entraînement de la plaque de pressage (5) et/ou l'entraînement
du piston d'alimentation (5') est commandé par un système de commande, en particulier
en tenant compte du décalage dans le temps de la progression de la pression le long
de la conduite d'alimentation (4).
14. Procédé selon l'une des revendications de procédé précédentes,
caractérisé en ce que,
- avant et pendant la mise en place de la plaque de pressage (2) sur la face supérieure
du matériau (52) dans le récipient (50), l'espace entre eux est soumis à une pression
négative,
- en particulier en introduisant le récipient (50) ouvert d'un côté complètement ou
au moins avec son côté ouvert dans une enceinte (6),
- l'enceinte (6) est fermée de manière étanche et ensuite l'intérieur (9) de l'enceinte
(6) est soumis à une pression négative.