CH692143A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von Produktestaub- oder Produktegasaustritt bei Abfüllung mit Feststoff- oder Flüssigkeitsdosiersystemen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Produktestaub- oder Produktegasaustritt bei Abfüllung mit Feststoff- oder Flüssigkeitsdosiersystemen gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 6.

Von der Industrie hergestellte pulverförmige und flüssige Substanzen müssen für den Transport und den Verkauf dosiert und in Gebinde abgefüllt werden. Damit man die Dosierung und das Abfüllen möglichst zeitsparend und rationell durchführen kann, wurden spezielle Feststoff- oder Flüssigkeitsdosiervorrichtungen entwickelt. Derartige Dosiervorrichtungen umfassen üblicherweise ein sich von oben nach unten verjüngendes Produkte-Vorratssilo, an dessen unteren Stirnseite ein senkrecht verlaufendes Füllrohr austritt. Der Durchgang durch das Füllrohr kann mithilfe eines Schiebers geöffnet und geschlossen werden. Das Füllrohr geht bis zum oberen Teil des Gebindes, welches eine gewisse Menge des abzufüllenden Produkts aufnehmen soll. Das Gebinde wird dafür während des Dosierens und Abfüllens in einer geeigneten Lage befestigt.

Bei pulverförmigen Produkten stellt sich das Problem, dass während des Dosier- und Abfüllvorganges Staub entsteht. Dieser Staub gelangt in die Umgebungsluft bzw. in die Atmosphäre, wenn das Gebinde von der Dosiervorrichtung entfernt wird. Bei flüssigen Produkten kann es während des Dosier- und Abfüllvorganges zu Gasbildung kommen. Die Gasbildung ist bei leicht flüchtigen Produkten besonders stark. Auch diese Gase gelangen in die Umgebungsluft bzw. in die Atmosphäre, wenn das Gebinde von der Dosiervorrichtung entfernt wird. Derartige Emissionen sind unerwünscht, da sie die Umwelt belasten. Wenn toxische Produkte verarbeitet werden, kann es sogar zu einer direkten Beeinträchtigung der Gesundheit von beispielsweise denjenigen Personen kommen, welche das Dosiergerät bedienen.

Man war daher auf der Suche nach geschlossenen Systemen, die geringere Emissionen verursachen. Solche geschlossenen Systeme werden bekannterweise dadurch erreicht, dass zwischen dem Gebinde und dem Füllrohr eine dichte Verbindung geschaffen wird. In geschlossenen Systemen sind Einrichtungen notwendig, welche die Luft abführen oder absaugen, die beim Einfüllen eines Produktes aus dem Gebinde verdrängt wird.

Bei bekannten Dosiervorrichtungen zum Füllen von z.B. sackförmigen Gebinden besteht die Absaugeinrichtung beispielsweise aus einem trichterförmigen Sackstutzen, dessen obere Stirnseite mit einer schüsselartigen Abdeckhaube verschlossen ist. Das Füllrohr durchdringt die Abdeckhaube in deren Mitte. Ein oberer Abschnitt des Füllrohrs ragt an der Oberseite der Abdeckhaube hervor. Ein unterer Abschnitt ragt in den Sackstutzen hinein. Der Sackstutzen und die Abdeckhaube sind gasdicht miteinander verbunden. In der Abdeckhaube mündet ein Absaug- bzw. Aspirationsrohr. Dieses Aspirationsrohr ist an seiner unteren Stirnseite gasdicht mit der Abdeckhaube verbunden.

Zur Befestigung eines sackförmigen Gebindes kann beispielsweise ein ringförmiger, aufblasbarer Blähschlauch verwendet werden, welcher an der Aussenseite des Sackstutzens befestigt wird. In nicht aufgeblasenem Zustand ist der Aussendurchmesser des Blähschlauches kleiner als der Innendurchmesser des sackförmigen Gebindes, sodass der obere Endabschnitt des Gebindes über den unteren Endabschnitt des Sackstutzens und über den Blähschlauch gestülpt werden kann. Wenn der Blähschlauch bei übergestülptem Gebinde aufgeblasen wird, dann nimmt sein Aussendurchmesser zu und die Wand des Blähschlauches wird gegen die Gebindewand gedrückt. Dadurch wird das Gebinde fixiert und gleichzeitig eine dichte Verbindung zwischen dem Sackstutzen und dem Gebinde erreicht.

Bei geschlossenem Schieber bilden der Innenraum des unteren Füllrohrabschnittes, der Innenraum des Sackstutzens und der Abdeckhaube sowie der Innenraum des sackförmigen Gebindes einen zusammenhängenden, gasdichten Raum. Wenn durch das Aspirationsrohr Luft aus diesem Raum abgesogen wird, dann baut sich in dem Raum ein Unterdruck auf. Während des Abfüllens eines pulverförmigen Produktes wird der entstehende Staub infolge dieses Unterdrucks jedoch nicht abgesaugt. Vielmehr bildet sich im Gebinde oberhalb des bereits abgefüllten Produktes sowie oberhalb des Gebindes eine stehende Staubwolke bzw. -säule.

Bei bekannten Dosiervorrichtungen zum Füllen von kessel- oder fassartigen Gebinden besteht die Absaugeinrichtung beispielsweise aus einem konischen Verbindungsstutzen, dessen obere Stirnseite mit einer Abdeckhaube gasdicht verschlossen ist. An der unteren Stirnseite des Verbindungsstutzens ist ein plattenförmiger Deckel befestigt. Mit diesem Deckel kann das Gebinde gasdicht verschlossen werden. Das Absaug- bzw. Aspirationsrohr mündet ebenfalls in der Abdeckhaube. Für die richtige Positionierung eines fass- oder kesselförmigen Gebindes unter dem Füllrohr kann eine Hebebühne dienen. Der Deckel schliesst das Gebinde ab, wenn dieses mit der Hebebühne in seine oberste Endposition gehoben worden ist. Wenn durch das Aspirationsrohr Luft aus dem Gebinde gesogen wird, dann baut sich im Gebinde und im Verbindungsstutzen ein Unterdruck auf. Während des Abfüllens eines flüssigen Produktes wird das entstehende Gas wegen dieses Unterdrucks nicht abgesaugt. Vielmehr bildet sich im Gebinde oberhalb des bereits abgefüllten Produktes sowie oberhalb des Gebindes eine stehende Gassäule.

Gemäss dem Stand der Technik wurde das Gebinde bei unter Unter druck stehender bzw. stark aspirierter Dosiervorrichtung vom Sackstutzen bzw. vom Deckel gelöst. Sobald sich beim Lösen zwischen dem Gebinde und dem Sackstutzen bzw. dem Deckel ein Spalt auftat, wurde durch diesen Spalt Umgebungsluft angesaugt. Die einströmende Umgebungsluft erlaubte das Absaugen desjenigen Teils des Staubes bzw. Gases, welcher sich oberhalb des Gebindes befand. Derjenige Teil des Staubes bzw. Gases, welcher sich im Gebinde befand, konnte jedoch nicht entfernt werden.

Wenn nach dem Abfüllen mit dem Gebinde hantiert wurde, dann entwich der im Gebinde verbliebene Staub bzw. das im Gebinde verbliebene Gas in die Umgebungsluft bzw. in die Atmosphäre. Dies war besonders dann der Fall, wenn ein sackförmiges Gebinde nach dem Füllen zusammengedrückt wurde.

Es wäre zwar möglich, nach dem Abfüllen die Gebinde so lange stehen zu lassen, bis sich der Staub gesetzt hat. Die dafür erforderlichen Wartezeiten verlängern jedoch die Arbeitszeit und folglich auch die Kosten für das Dosieren und Abfüllen in einem nicht vertretbaren Masse.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen das Austreten von Produktestaub- oder -gas beim Abfüllen von pulverförmigen bzw. flüssigen Produkten mithilfe von Feststoff- oder Flüssigkeitsdosiersystemen zuverlässig vermieden werden kann.

Die Aufgabe wird mithilfe der erfindungsgemässen Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das vorgeschlagene Verfahren besteht darin, dass vor Lösen des Gebindes von einer mit einer Absaugeinrichtung ausgerüsteten Dosiervorrichtung bekannter Art möglichst im Zentrum des Gebindes Gas, insbesondere Luft, in das Gebinde eingeblasen wird. Die Einblasrichtung ist vorzugsweise senkrecht. Die in definierter Art und Weise eingeblasene Luft wird zusammen mit dem Produktestaub bzw. dem Produktegas durch das Absaug- bzw. Aspirationsrohr der Absaugeinrichtung abgesaugt. Der Produktestaub bzw. das Produktegas wird also mithilfe des eingeblasenen Gases sozusagen weggespült. Zur Durchführung des Verfahrens dient ein Spülrohr, welches die Abdeckhaube der Absaugeinrichtung durchdringt und sich dem Füllrohr entlang bis unterkant Füllrohr erstreckt.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter anderem in den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Dosiervorrichtung, welche mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ausgerüstet ist; Fig. 1b einen Querschnitt A-A durch den unteren Teil einer Dosiervorrichtung gemäss Fig. 1a und Fig. 2 eine Seitenansicht einer Dosiervorrichtung, welche mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ausgerüstet ist.

Die Zeichnungen zeigen eine Vorrichtung zur Vermeidung von Produktestaub- oder Produktegasaustritt, welche z.B. in eine herkömmliche Dosiervorrichtung 1 zum Abfüllen von sackartigen Gebinden 5 eingebaut ist. Die Dosiervorrichtung 1 ist mit einer Absaugeinrichtung bekannter Art ausgerüstet, welche aus einem Sackstutzen 2 mit Blähschlauch 6, einer Abdeckhaube 3 und einem Aspirations- bzw. Absaugrohr 4 besteht.

Das Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Vorrichtung weist ein erstes Spülrohr 7 auf, welches die Abdeckhaube 3 durchdringt und sich unterhalb der Abdeckhaube 3 dem Füllrohr 8 entlang bis zum unteren Ende des Füllrohrs 8 erstreckt (vgl. Fig. 1a, 1b und 2). Die untere Stirnseite des Spülrohres 7 ist mit der unteren Stirnseite des Füllrohres 8 bündig. Die Durchstossstelle des Spülrohrs 7 in der Abdeckhaube 3 ist gasdicht.

Im Weiteren weist die vorgeschlagene Vorrichtung ein zweites Spülrohr 15 auf, welches ausserhalb der Abdeckhaube 3 ebenfalls parallel zum Füllrohr 8 verläuft und den Blähschlauch 6 von oben nach unten durchdringt. Die beiden Durchstossstellen am Blähschlauch 6 sind gasdicht.

Unterhalb des Blähschlauches 6 ist ein flacher, hohler Abweisring 13 angeordnet. Das untere Ende des zweiten Spülrohres 15 mündet in diesen Abweisring 13. Der Abweisring 13 weist mehrere Düsen 14 auf, welche sich seitlich nach aussen öffnen. Die Düsen 14 sind entlang des Umfangs des Abweisringes 13 in regelmässigen Abständen angeordnet. Wenn in das Spülrohr 15 Gas eingeblasen wird, gelangt dieses Gas in den Abweisring 13 und strömt durch die seitlichen Düsen 14 nach aussen.

Ein Abfüllvorgang läuft folgendermassen ab:

Zuerst wird am Sackstutzen 2 mithilfe des Blähschlauches 6 ein leeres Gebinde 5 befestigt. Der Abweisring 13 weist den oberen Innenwandabschnitt des Gebindes 5 vom Blähschlauch 6 ab.

Danach wird mithilfe des Aspirations- bzw. Absaugrohres 4 im Raum, welcher durch die Abdeckhaube 3, den Sackstutzen 2, den Blähschlauch 6, das Gebinde 5 sowie durch den geschlossenen Schieber 9 des Füllrohrs 8 abgegrenzt wird, ein Unterdruck erzeugt. Anschliessend lässt man durch \ffnen des Schiebers 9 eine gewisse Menge des Produkts 10 in das Gebinde 5 hinunterfallen. Die durch das eingefüllte Produkt 10 verdrängte Luft wird durch das Aspirations- bzw. Absaugrohr 4 abgesaugt. Über dem eingefüllten Produkt 10 verbleibt eine stehende Staubwolke 11. Während und nach dem Befüllen des Gebindes 5 wird Gas, insbesondere Luft, in das zweite Spülrohr 15 eingeblasen. Das Gas tritt seitlich durch die Düsen 14 aus dem Abweisring 13 aus und verhindert damit die Verschmutzung des Blähschlauches 6 durch Produktestaub.

Wenn die gewünschte Füllmenge erreicht ist, wird durch das erste Spülrohr 7 Gas, insbesondere Luft, in definierter Art und Weise senkrecht in das Gebinde 5 geblasen. Der Gasstrom 12 wird durch die Oberfläche des eingefüllten Produkts 10 nach oben umgeleitet. Er fliesst bedingt durch den Sog des Aspirations- bzw. Absaugrohres 4 durch den Zwischenraum zwischen der Sackstutzenwand und der Füllrohrwand nach oben und reisst dabei die Staubpartikel mit sich. Das mit Staub durchsetzte Gas wird schliesslich in das Aspirations- bzw. Absaugrohr 4 hineingesogen. Am oberen Ende des Aspirations- bzw. Absaugrohrs 4 werden die Staubpartikel mithilfe eines (nicht gezeigten) Filters vom Gas getrennt. Das Gas kann anschliessend zum Spülrohr 7 zurückgeführt werden. Für das Spülgas lässt sich also ein geschlossener Kreislauf verwirklichen.

Das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung weisen im Vergleich zu den bekannten Absaugeinrichtungen und -verfahren wesentliche Vorteile auf:

Im Gegensatz zu den bekannten Absaugeinrichtungen kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren und mit der vorgeschlagenen Vorrichtung auch derjenige Teil des Produktestaubes bzw. Produktegases entfernt werden, welcher sich im Gebinde befindet. Ausserdem ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der vorgeschlagenen Vorrichtung ein Entfernen des Produktestaubes bzw. des Produktegases möglich, während das Gebinde noch an der Dosiervorrichtung angeschlossen ist. Dadurch kann die Emission von Produktestaub- oder Produktegas wesentlich reduziert werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Vermeidung von Produktestaub- oder Produktegasaustritt bei Abfüllung mit Feststoff- oder Flüssigkeitsdosiersystemen, mit folgenden Schritten: a) Befestigen eines Gebindes (5) zum Abfüllen eines Produktes mittels einer Dosiervorrichtung (1); b) Erzeugen eines Unterdruckes im Gebinde (5) und daran angrenzender Bauteile mittels einer Absaugeinrichtung (3, 4); und c) Einfüllen des Produktes in das Gebinde (5); dadurch gekennzeichnet, dass vor Lösen des Gebindes (5) von der Dosiervorrichtung (1) Gas in das Gebinde (5) eingeblasen wird und dann zusammen mit dem beim Abfüllen entstehenden Produktestaub (11) mittels der Absaugeinrichtung (3, 4) abgesaugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in das Zentrum des Gebindes (5) und/oder einen konzentrischen Abweisring (13) mit Düsen (14) eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in Form eines Gasstromes (12) senkrecht in das Gebinde (5) eingeblasen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas Luft ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas nach dem Absaugen aus dem Gebinde (5) von dem Produktestaub (11) gefiltert wird und das Gas im geschlossenen Kreislauf zurückgeführt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 unter Verwendung einer Dosiervorrichtung (1) mit einem Füllrohr (8) und einer Absaugeinrichtung bestehend aus einer Abdeckhaube (3), einem Absaugrohr (4) zum Absaugen der beim Abfüllen aus dem Gebinde (5) verdrängten Luft und einem aufblasbaren Blähschlauch (6) zum Abdichten des Gebindes (5) bei der Abfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Spülrohr (7, 15) durch die Abdeckhaube (3) der Absaugeinrichtung und/oder den Blähschlauch (6) hindurchgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (7, 15) entlang dem Füllrohr (8) und/oder dem Blähschlauch (6) verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (7, 15) sich bis zum unteren Ende des Füllrohres (8) und/oder einen Abweisring (13) erstreckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (7, 15) mit der unteren Stirnseite des Füllrohres (8) bündig ist und/oder in Düsen (14) des Abweisringes (13) mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung des Spülrohres (7, 15) durch die Abdeckhaube (3) und/oder den Blähschlauch (6) gasdicht ausgebildet ist.