[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für Schüttgut, insbesondere
Brennstoffpellets und eine Steuereinrichtung mit einer elektrischen Schaltung zum
automatischen In- und Außerbetriebsetzen einer mit der Aufnahmevorrichtung in Verbindung
stehenden Druckquelle.
[0002] Schüttgut, wie z.B. Brennstoffpellets wird in Vorratsbehältern, wie z.B. in Bunkerräumen
eingelagert und von dort, je nach Bedarf, über eine Entleerungsöffnung entnommen.
Die Entnahme erfolgt über Förderschnecken, Saugvorrichtungen oder andere bekannte
Vorrichtungen. Als problematisch erwies sich bisher die vollständige Entleerung des
Vorratsbehälters und die Entnahme von Schüttgut, wenn sich nur eine geringe Menge
Schüttgut im Vorratsbehälter befindet.
[0003] Aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 203 13 051 U1 ist eine Lösung bekannt, mit der die vollständige Entnahme von Schüttgut aus dem
Vorratsbehälter möglich ist.
[0004] Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass der Füllstand des Vorratsbehälters von
Zeit zu Zeit durch den Betreiber kontrolliert werden muss. Zur Vermeidung einer so
genannten Trichter- oder Brückenbildung durch das im Vorratsbehälter vorhandene Schüttgut
muss die mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehende Druckquelle manuell ein- und
ausgeschaltet werden, um das vorhandenen Schüttgut durch Verengung des Vorratsbehälter-Aufnahmeraumes
mittels eines mit Luft gefüllten Airbags zur Entleerungsöffnung zu transportieren.
[0005] Ausgehend davon, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Aufnahmevorrichtung
für Schüttgut derart weiter zu bilden, dass die Füllstandskontrolle der Aufnahmevorrichtung
durch den Betreiber und dessen manuelles Ein- und Ausschalten der mit der Aufnahmevorrichtung
in Verbindung stehenden Druckquelle, zum Zwecke der Vermeidung und der Auflösung erfolgter
Trichter- oder Brückenbildung des in der Aufnahmevorrichtung vorhandenen Schüttguts,
entfallen kann.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und durch
die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 8 gelöst.
Danach ist gemäß Patentanspruch 1 nahe der Entleerungsöffnung der Aufnahmevorrichtung
ein Füllstandsmesser angeordnet, der signalübertragend mit einer elektrischen Schaltung
einer Steuereinrichtung zum automatischen Inbetriebsetzen einer mit der Aufnahmevorrichtung
in Verbindung stehenden Druckquelle verbunden ist, und dass wenigstens in einer den
Airbag der Aufnahmevorrichtung mit der Druckquelle verbindenden Druckleitung ein mit
der elektrischen Schaltung signalübertragend verbundener Drucksensor integriert ist.
Der Füllstandsmesser ist ein kapazitiver Sensor, der, wie gesagt, mit einer elektrischen
Schaltung verbunden ist.
[0007] Die Druckquelle ist vorzugsweise ein Axialventilator, der, in Abhängigkeit von einem
in dem Airbag oder von einem in der Druckleitung zwischen dem Airbag und dem Axialventilator
integrierten Drucksensor gemessenen Ist-Druck, über eine elektrische Schaltung geschaltet
wird. Der Drucksensor ist dabei auf einen Soll-Druck p > 40 mbar und p < 200 mbar
eingestellt.
[0008] Eine mit der Entleerungsöffnung wirkverbundene Entnahmeeinrichtung, wie z. B. eine
elektromotorisch angetriebene Förderschnecke, kann vorzugsweise signalübertragend
mit der die elektrische Schaltung aufweisenden Steuereinrichtung verbunden sein.
[0009] Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 8 besteht die elektrische Schaltung der Steuereinrichtung
aus
- einer signalübertragenden Verbindung zu einer ersten Leuchtdiode [LED] zum Anzeigen
der Betriebsbereitschaft von Aufnahmevorrichtung und Druckquelle,
- einer signalübertragenden Verbindung zwischen einem kapazitiven Füllstandssensor und
einem ersten Relais der elektrischen Schaltung, welcher Füllstandssensor ein Signal
zum Einschalten der mit dem Airbag verbundenen Druckquelle detektiert,
- einem zweiten Relais, das beim Schaltvorgang des ersten Relais in Selbsthaltung geht
und dabei eine zweite Leuchtdiode [LED] aktiviert, die als optischer Signalgeber einer
vorhandenen Schüttgutreserve dient,
- einer signalübertragenden Verbindung zwischen einem Drucksensor und der elektrischen
Schaltung, welcher Drucksensor nach Erreichen eines im Airbag anliegenden Soll-Druckes
[p] der elektrischen Schaltung ein Signal zum Abschalten der Druckquelle detektiert,
- einer signalübertragenden Verbindung zu einem kapazitiven Füllstandssensor, der bei
fehlendem Schüttgut einem dritten Relais ein Signal zum Unterbrechen der Stromzufuhr
zur Druckquelle detektiert,
- einem vierten Relais, das für eine Selbsthaltung sorgt und dabei eine dritte Leuchtdiode
[LED] aktiviert, die das Fehlen des Schüttgutes als Betriebsstörung optisch anzeigt.
[0010] Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden. In den anliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt der schematischen Darstellung einer teilweise mit Schüttgut
gefüllten Aufnahmevorrichtung in Art eines Bunkerraums in Verbindung mit einer Druckquelle
und
Fig. 2 die elektrische Schaltung einer Steuereinrichtung.
[0011] In die in Fig.1 gezeigte Aufnahmevorrichtung 1 münden zwei Öffnungen 2, über die
die Aufnahmevorrichtung mit Schüttgut 11 gefüllt wird. Die Aufnahmevorrichtung 1 selbst
ruht auf einem Fundament. Während des Füllvorganges dient eine dieser Öffnungen der
Entlüftung der Aufnahmevorrichtung.Die Aufnahmevorrichtung 1 besitzt in der unteren
Hälfte einen an den Verlauf ihrer Innenflächen angepassten Airbag 4, der zum einen
an einer oberen Kante 1.1 der unteren Hälfte und zum anderen nahe der Entleerungsöffnung
3 der Aufnahmevorrichtung 1 befestigt ist. Im luftleeren Zustand nimmt der Airbag
4 dabei einen vernachlässigbar geringen Platz ein.
[0012] Die Entleerungsöffnung ist mit dem ersten Ende von wenigstens einer Entnahmeeinrichtung
10 verbunden. Das zweite Ende der Entnahmeeinrichtung 10 ist aus der Aufnahmevorrichtung
herausgeführt und z. B. mit einem Wärme erzeugenden Pelletskessel 23 verbunden. In
unmittelbarer Nähe der Entleerungsöffnung 3 ist ein als kapazitiver Sensor arbeitender
Füllstandsmesser 6 angeordnet. Der Sensor ist über die Signalleitung 6.1 mit der elektrischen
Schaltung 7.2 einer außerhalb der Aufnahmevorrichtung 1 angeordneten Steuereinrichtung
7 verbunden.
[0013] Ein als Druckquelle 5 arbeitender Axiallüfter ist über eine Druckleitung 8, in der
ein Drucksensor 9 integriert ist, mit dem Airbag 4 verbunden. Der Drucksensor 9 ist
über die Signalleitung 9.1 mit der elektrischen Schaltung 7.2 der Steuereinrichtung
7 verbunden. Der Axiallüfter wird, wie aus der anliegenden Fig.2 hervorgeht, mit 230
V Wechselstrom betrieben und, in Abhängigkeit des vom Füllstandsmesser 6 erfassten
Füllungsgrades der Aufnahmevorrichtung 1, über ein von der elektrischen Schaltung
7.2 angesteuertes erstes Relais 14 automatisch ein- und ausgeschaltet.
Zum In- und Außerbetriebsetzen der Druckquelle 5 besitzt die Steuereinrichtung 7 einen
Ein-/Ausschalter 22.
Ein an der Steuereinrichtung 7 vorhandener Druckschalter 21 dient, bei Überbrückung
der elektrischen Schaltung 7.2, dem manuellen Ein- und Ausschalten der Druckquelle
5.
Die elektrische Schaltung 7.2 der Steuereinrichtung 7 ist als Steuerplatine 7.1 ausgebildet
und umfasst z. B. einen mit der Stromquelle 12 verbundenen Transformator 13 zur Bereitstellung
eines transformierten Steuerstromes von 12 V.
[0014] Ist die Druckquelle 5 betriebsbereit bzw. am Stromnetz, erhält eine in der Steuereinrichtung
7 vorhandene grüne Leuchtdiode (LED) 15 über den Widerstand R1 Strom und zeigt damit
die Betriebsbereitschaft der Druckquelle 5 an. Erkennt der kapazitive Sensor 6 kein
Schüttgut 11 im Aufnahmebehälter 1, schaltet das erste Relais 14 die Druckquelle 5
ein. Gleichzeitig geht bei diesem Schaltvorgang das zweite Relais 16 in Selbsthaltung
und aktiviert über den Widerstand R2 eine in der Steuereinrichtung 7 vorhandene gelbe
Leuchtdiode (LED) 17, die dem Betreiber die fortgeschrittene Entleerung der Aufnahmevorrichtung
1 signalisiert. Durch kurzzeitiges Betätigen des Ein-/Ausschalters 22 wird die LED
17 resetet. Mittels des Ein-/Ausschalters 22 ist über das erste Relais 14 die Druckquelle
5 aktiviert und füllt den Airbag 4 bis der dem Drucksensor 9 vorgegebene Soll-Druck
[p] erreicht ist und der Drucksensor 9 über das dritte Relais 18 die Druckquelle 5
wieder abschaltet.
[0015] Erkennt zu diesem Zeitpunkt der vierpolige kapazitive Sensor 6 kein Schüttgut 11
in der Aufnahmevorrichtung 1, wird über das dritte Relais 18 die Stromzufuhr zur Druckquelle
5 unterbrochen. Das vierte Relais 19 sorgt dabei für eine Selbsthaltung, wodurch über
den Widerstand R3 eine rote Leuchtdiode (LED) 20 Strom erhält und eine Betriebsstörung
signalisiert.
[0016] Durch Betätigen des Ein-/Ausschalters 22 wird die Schaltung 7.2 stromlos, wodurch
auch die rote LED 20 erlischt.
Durch erneutes Betätigen des Ein-/Ausschalters 22 wird der vorstehend beschriebene
Funktionsablauf wiederholt.
[0017] Mit der erfindungsgemäß gelösten Aufgabe werden folgende vorteilhafte Wirkungen erreicht:
- durch den Betreiber eines Wärme erzeugenden Pelletskessel kann, aufgrund des Zusammenspiels
der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung für Schüttgut mit der erfindungsgemäßen
elektrischen Schaltung, die visuelle Kontrolle des Befüllgrades der Aufnahmevorrichtung
entfallen,
- die Befüllung des Airbags erfolgt automatisch,
- durch eine individuelle Begrenzung des Luftdruckes mittels des Drucksensors wird eine
hohe Betriebssicherheit des Airbags erreicht,
- eine so genannte Trichter- und Brückenbildung durch das Schüttgut innerhalb der Aufnahmevorrichtung
und insbesondere im Bereich der Entnahmeeinrichtung wird vermieden,
- die Unterschreitung des Befüllungsgrades der Aufnahmevorrichtung wird visuell signalisiert;
durch freien Kontakt besteht auch die Möglichkeit einer akustischen Signalisierung
und
- eine fehlende Befüllung der Aufnahmevorrichtung wird visuell signalisiert; durch freien
Kontakt besteht auch die Möglichkeit einer akustischen Signalisierung.
[0018] Die elektrische Schaltung 7.2 kann auch als elektronische Schaltung nach Art eines
elektronischen Bauteils ausgeführt sein.
Bezugszeichenaufstellung:
[0019]
- 1
- Aufnahmevorrichtung
- 1.1
- obere Kante
- 2
- Öffnung
- 2a
- Öffnung
- 3
- Entleerungsöffnung
- 4
- Airbag
- 5
- Druckquelle
- 6
- Füllstandsmesser
- 6.1
- Signalleitung
- 7.
- Steuereinrichtung
- 7.1
- Steuerplatine
- 7.2
- elektrische Schaltung
- 8
- Druckleitung
- 9
- Drucksensor
- 9.1
- Signalleitung
- 10
- Entnahmeeinrichtung
- 11
- Schüttgut
- 12
- Stromquelle
- 13
- Stromquelle
- 14
- Relais
- 15
- Leuchtdiode [LED]
- 16
- Relais
- 17
- Leuchtdiode [LED]
- 18
- Relais
- 19
- Relais
- 20
- Leuchtdiode [LED]
- 21
- Druckschalter
- 22
- Ausschalter
- 23
- Pelletskessel
1. Aufnahmevorrichtung für Schüttgut, insbesondere Brennstoffpellets, die der Aufnahmevorrichtung
(1) über wenigstens einen Befüllstutzen (2) zugeführt und über eine Entleerungsöffnung
(3) in der Aufnahmevorrichtung zu wenigstens einem Wärme erzeugenden Pelletskessel
gefördert werden, wobei die Aufnahmevorrichtung zumindest in ihrem unteren Bereich
wenigstens einen an den Verlauf wenigstens einer Innenfläche der Aufnahmevorrichtung
angepassten Airbag (4) aufweist, welcher Airbag an eine Druckquelle (5) angeschlossen
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass nahe der Entleerungsöffnung (3) ein Füllstandsmesser (6) angeordnet ist, der signalübertragend
mit einer elektrischen Schaltung (7.2) einer Steuereinrichtung (7) verbunden ist,
und dass wenigstens in einer den Airbag (4) mit der Druckquelle (5) verbindenden Druckleitung
(8) ein mit der elektrischen Schaltung (7.2) signalübertragend verbundener Drucksensor
(9) integriert ist.
2. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Füllstandsmesser (6) ein kapazitiver Sensor ist.
3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckquelle (5) ein Axialventilator ist.
4. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drucksensor (9) in den Airbag (4) integriert ist, welcher Drucksensor mit der
elektrischen Schaltung (7.2) signalübertragend verbunden ist.
5. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drucksensor (9) auf einen Druck [p] zwischen 40 mbar und 200 mbar eingestellt
ist.
6. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der Entleerungsöffnung (3) eine Entnahmeeinrichtung (10) wirkverbunden ist, die
mit der elektrischen Schaltung (7.2) signalübertragend verbunden ist.
7. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Entnahmeeinrichtung (10) eine elektromotorisch betriebene Einrichtung ist.
8. Steuereinrichtung, umfassend
- eine elektrische Schaltung (7.2) zum automatischen In- und Außerbetriebsetzen einer
Druckquelle (5), welche elektrische Schaltung (7.2) mit wenigstens einem Mittel (9)
zum Erfassen des Innendruckes eines in einer Aufnahmevorrichtung (1) für Schüttgüter
(11) eingeordneten Airbags (4) signalübertragend verbunden ist,
- eine signalübertragende Verbindung zwischen der elektrischen Schaltung (7.2) und
wenigstens einem in der Schüttgut (11) aufnehmenden Aufnahmevorrichtung (1) angeordneten
Mittel(6) zum Erfassen deren Befüllungsgrades,
- eine Verbindung zu einer ersten elektrischen Stromquelle (12), der über ein erstes
Relais (14) die mit einem Airbag (4) in Verbindung stehende Druckquelle (5) zuschaltbar
ist,
- eine Verbindung zu der elektrischen Schaltung (7.2), die an eine zweite Stromquelle
(13) angeschlossen ist,
- eine signalübertragende Verbindung zu einer ersten Leuchtdiode [LED] (15) zum Anzeigen
der Betriebsbereitschaft der Druckquelle 5,
- eine signalübertragende Verbindung zu einem Mittel (6), das über das erste Relais
(14) die Druckquelle (5) einschaltet,
- eine signalübertagende Verbindung zu einem zweiten Relais (16), das mit dem Einschaltvorgang
der Druckquelle 5 in Selbsthaltung geht und dabei eine Leuchtdiode [LED] (17) aktiviert,
die als optischer Signalgeber einer Schüttgutreserve dient,
- eine signalübertragende Verbindung zu dem Mittel (9); das nach Erreichen eines einstellbaren
Soll-Druckes [p] im Airbag (4) ein Signal zum Abschalten der Druckquelle (5) detektiert,
- eine signalübertragende Verbindung zu dem Mittel 6, das bei fehlendem Schüttgut
(11) einem dritten Relais (18) ein Signal zum Ausschalten der Druckquelle (5) detektiert
und
- eine signalübertragende Verbindung zu einem vierten Relais (19), das für eine Selbsthaltung
sorgt und dabei eine Leuchtdiode [LED] (20) aktiviert, die das Fehlen des Schüttgutes
(11) in einer Aufnahmevorrichtung (1) optisch als Betriebsstörung anzeigt.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel (6) ein mit der elektrischen Schaltung (7.2) verbundener kapazitiver Sensor
ist.
10. Steuereinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mittel (9) ein mit der elektrischen Schaltung (7.2) verbundener Drucksensor ist.