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WO2006045296A2 - Verfahren und einrichtung zur restentleerung eines behälters - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur restentleerung eines behälters Download PDF

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WO2006045296A2
WO2006045296A2 PCT/DE2005/001933 DE2005001933W WO2006045296A2 WO 2006045296 A2 WO2006045296 A2 WO 2006045296A2 DE 2005001933 W DE2005001933 W DE 2005001933W WO 2006045296 A2 WO2006045296 A2 WO 2006045296A2
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WO
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container
gas
emptying
fine
tight
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Ralf Kretzschmar
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Glatt Systemtechnik GmbH
Original Assignee
Glatt Systemtechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Glatt Systemtechnik GmbH filed Critical Glatt Systemtechnik GmbH
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G69/00—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with loading or unloading
    • B65G69/08—Devices for emptying storage spaces as completely as possible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
    • B65D88/66—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using vibrating or knocking devices
    • B65D88/665—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using vibrating or knocking devices using a resonator, e.g. supersonic generator

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for emptying the residue of a container according to the preamble of claim 1 or claim 4.
  • the invention serves, in particular, for emptying the container for dry fine-grained solids as completely as possible sensitive or toxic granulated or powdery solid particles in the chemical or pharmaceutical industry.
  • the container may be subjected to a separate mechanical cleaning or wet cleaning.
  • DD 4345 indicates an arrangement of a vibrator on bunkers or silos in which the vibrator is detachably mounted in the discharge funnel wall.
  • DT 23 26 176 describes a pneumatic sound activator with a pneumatic sound transmitter for blowing air modulated with a sound frequency into a container for fine-grained, granulated or heavy-liquid material through an air-permeable wall section.
  • the device is used to facilitate the emptying of the material in silos or other Vorrats ⁇ containers by remplissigmachung the material.
  • the invention is based on the object, a method and a device for the effective and low-noise emptying of a container for dry fine-grained
  • the task for the device is to be solved in a technically simple manner, wherein the device can be arranged at least temporarily for emptying the container.
  • the container for emptying the emptying is closed gas-tight after the coarse emptying and the gas in the container by means of periodic mechanical change of the gas volume in a pressure oscillation. Based on the specific container and the specific solid particles, a specific pressure difference with a specific frequency is generated. The pressure oscillation is maintained at least until the adhering to the wall of the container fine-grained solids are placed in a resonance vibration to the pressure oscillation in the container and fall under the action of gravity from the wall of the container.
  • the solid particles regularly adhere loosely and elastically, in particular due to adhesion forces on the container wall. It has been found that the dry fine-grained (granular or pulverulent) solid particles can be caused to oscillate by pressure oscillations of the gas in the container in such a way that they make a strong relative movement relative to the relatively rigid container wall. ⁇ When creating a pressure wave, the solid particles are pressed into resonance to the pressure oscillation to the vessel wall and as a result, the solid particles is pressed away by the inherent elasticity and gases between the vessel wall and the single solid particles from the vessel wall as the pressure wave. In this case, the adhesion forces between the individual solid particles and the container wall are overcome by the gravity acting on the solid particles, ie the fine-grained solids fall downwards.
  • the method can also be varied in such a way that the periodic pressure oscillation is interrupted after a predetermined period of time and the fine-grained solids fallen down to this point are removed from the container before the same or modified periodic parameters Pressure oscillation is repeated.
  • the device according to the invention for emptying a container for fine-grained solids has a device for generating a periodic axial movement, which acts axially on a gas-tight axial-elastic element, which is designed such that it flanged gas-tight to a sealing surface can be.
  • the sealing surface is provided directly or indirectly at an opening of the container.
  • the gas-tight, axially elastic element thus directly adjoins the gas volume in the container.
  • the container is sealed gas-tight, the total volume in the interior of the container can be varied by periodic axial movement of the axially elastic element and a pressure oscillation with specific Frequency and pressure difference can be formed.
  • the gas-tight axial-elastic member may be a diaphragm, a bellows or a similar known member.
  • the device according to the invention can be used in various ways. It can be permanently arranged on the container, the opening on the container being a specific opening for the device according to the invention.
  • the device can also be integrated in the lid of the container or as a separate device only temporarily placed on the filling opening of the container.
  • the device can furthermore according to claim 7 have a vibration device, which is arranged on the container such that at least parts of the surfaces of the container, to which preferably fine-grained solids can adhere, can be set in vibration.
  • This vibration device operates independently of the device for generating the pressure oscillation in the container.
  • the device according to the invention consists of a cylindrical housing, on which a gas-tight metal bellows is arranged.
  • the housing and the metal bellows have a maximum diameter, so that they can be easily inserted into the upper opening of the container and connected to this gas-tight.
  • the metal bellows are connected to a mechanical-pneumatic vibrator capable of applying a frequency of between 10 and 200 Vs to the metal bellows with an amplitude adjustable between 1 and 500 mm.
  • the device according to the invention is introduced into the upper opening of the container and connected to this gas-tight.
  • the outlet opening and other openings on the container are sealed gas-tight.
  • the metal bellows is vibrated via the vibration generator, whereby the entire volume of gas in the container is set in vibration.
  • the surprising effect of the method according to the invention is based on the fact that the individual pulverulent solid particles adhering to the wall of the container are set into a resonance oscillation to the oscillation of the gas volume in the container. This leads to a relative movement of the solid particles relative to the wall of the container, which leads to the temporary abolition of the adhesion forces, whereby the gravity of the solid particles comes into effect and the solid particle is moved downwards in the direction of the outlet opening.
  • the container is emptied substantially completely in a surprising manner so that it can be refilled immediately or, in the case of a required wet cleaning, it is made much easier.

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Abstract

Verfahrensgemäß wird der Behälter zur Restentleerung nach der Grobentleerung gasdicht verschlossen und das Gas im Behälter wird mittels periodischer mechanischer Änderung des Gasvolumens in eine Druckschwingung versetzt, wobei die Erzeugung der Druckschwingungen mindestens so lange aufrecht erhalten wird, bis die an der Wandung des Behälters anhaftenden feinkörnigen Feststoffe in eine Resonanzschwingung versetzt werden und unter der Wirkung der Schwerkraft abfallen. Die Frequenz der Druckschwingung beträgt zwischen 10 und 200 1/s und wird mit der Amplitude derart abgestimmt, dass im Behälter eine durchschnittliche Druckdifferenz zwischen 10 und 2000 mbar ausgebildet wird. Die Einrichtung weist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer periodischen axialen Bewegung auf, die axial an ein gasdichtes axial-elastisches Element, z.B. eine Membrane oder einen Faltenbalg, angreift, welches gasdicht an einer Öffnung des Behälters angeordnet werden kann.

Description

Beschreibung
Verfahren und Einrichtung zur Restentleerung eines Behälters
Technisches Gebiet
[1] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein¬ richtung zur Restentleerung eines Behälters nach dem Ober¬ begriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4. Dabei dient die Erfindung insbesondere der möglichst restlosen Entlee¬ rung des Behälters für trockene feinkörnige Feststoffe, vorzugsweise sensible oder toxische granulat- oder pul- verförmige Feststoff-Partikel in der chemischen Industrie oder Pharmaindustrie. In der Folge kann der Behälter einer gesonderten mechanischen Reinigung oder Nassreinigung unterzogen werden.
Stand der Technik
[2] Nach dem Stand der Technik werden die Behälter, z.B. Transportbehälter für pharmazeutische Produkte, zur Rest¬ entleerung von außen mit Schwingungen beaufschlagt. Das Ergebnis ist regelmäßig unbefriedigend, da insbesondere leichte Partikel trotz der Erzeugung von Schwingungen an der Behälterwand oder besonderen Strömungen im Behälter durch Adhäsion unverändert an den inneren Wandflächen haften bleiben. [3] Zum Beispiel gibt die DD 4345 eine Anordnung eines Vibrators an Bunkern oder Silos an, bei der der Vibrator lösbarer in der Auslauftrichterwand angeordnet ist.
[4] Die DT 23 26 176 beschreibt einen pneumatischen So- nikaktivator mit einem pneumatischen Schallsender zum Einblasen von mit einer Tonfrequenz modulierter Luft in einen Behälter für feinkörniges, granuliertes oder schwer¬ flüssiges Material durch einen luftdurchlässigen Wand¬ abschnitt. Die Vorrichtung dient zur Erleichterung der Entleerung des Materials in Silos oder anderen Vorrats¬ behältern durch Flüssigmachung des Materials.
Darstellung der Erfindung
[5] Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein Verfah¬ ren und eine Einrichtung zur wirksamen und geräuscharmen Restentleerung eines Behälters für trockene feinkörnige
Feststoffe anzugeben. Die Aufgabe für die Einrichtung soll in technisch einfacher Weise gelöst werden, wobei die Einrichtung mindestens zeitweise zur Restentleerung am Behälter angeordnet werden kann.
[6] Die Erfindung löst die Aufgabe für das Verfahren durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Für die Einrichtung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 4 ange¬ gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben und werden nachstehend näher dargestellt.
[7] Verfahrensgemäß wird der Behälter zur Restentleerung nach der Grobentleerung gasdicht verschlossen und das Gas im Behälter mittels periodischer mechanischer Änderung des Gasvolumens in eine Druckschwingung versetzt. Bezogen auf den konkreten Behälter sowie die spezifischen Feststoff- Partikel wird eine spezifische Druckdifferenz mit einer spezifischen Frequenz erzeugt. Die Druckschwingung wird mindestens so lange aufrecht erhalten, bis die an der Wandung des Behälters haftenden feinkörnigen Feststoffe in eine ResonanzSchwingung zur Druckschwingung im Behälter versetzt werden und unter der Wirkung der Schwerkraft von der Wandung des Behälters abfallen.
[8] Die Feststoff-Partikel haften regelmäßig locker und elastisch insbesondere durch Adhäsionskräfte an der Behäl¬ terwand. Es wurde gefunden, dass die trockenen feinkörnigen (granulat- oder pulverförmigen) Feststoff-Partikel durch Druckschwingungen des Gases im Behälter in eine Resonanz¬ schwingung versetzt werden können, derart dass sie gegen¬ über der relativ starren Behälterwand eine starke Relativ¬ bewegung ausführen. ■ Beim Aufbau einer Druckwelle werden die Feststoff-Partikel in Resonanz zur Druckschwingung an die Behälterwand gedrückt und in der Folge wird beim Abbau der Druckwelle das Feststoff-Partikel durch Eigenelastizität und Gase zwischen der Behälterwand und dem einzelnen Feststoff-Partikel von der Behälterwand weg gedrückt. Dabei werden die Adhäsionskräfte zwischen dem einzelnen Feststoff-Partikel und der Behälterwand von der auf die Feststoff-Partikel einwirkenden Schwerkraft überwunden, d.h. die feinkörnigen Feststoffe fallen nach unten.
[9] Die spezifischen Parameter Druckdifferenz und Fre¬ quenz für eine wirksame Durchführung des Verfahrens sind vom konkreten Behälter sowie den spezifischen Feststoff- Partikel abhängig. Diese Parameter sind grundsätzlich empirisch zu ermitteln, wobei in der Praxis bei meist einheitlichen Behältern und Feststoff-Partikeln die er¬ forderlichen Werte sehr schnell bestimmt werden können.
[10] Die in der Praxis der pharmazeutischen oder chemi- sehen Industrie eingesetzten Verfahren erfordern Druc¬ kschwingungen mit einer Frequenz zwischen 10 und 200 Vs, wobei die erforderliche Amplitude derart gewählt wird, dass eine durchschnittliche Druckdifferenz im Behälter zwischen 10 und 2000 mbar ausgebildet wird.
[H] Das Verfahren kann auch derart variiert werden, dass die periodische Druckschwingung nach einem vorbestimmten Zeitablauf unterbrochen wird und die bis zu diesem Zeit¬ punkt nach unten gefallenen feinkörnigen Feststoffe aus dem Behälter entfernt werden, bevor das Verfahren mit gleichen oder geänderten Parametern der periodischen Druckschwingung wiederholt wird.
[12] Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Restentleerung eines Behälters für feinkörnige Feststoffe, weist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer periodischen axialen Bewe- gung auf, die axial an ein gasdichtes axial-elastisches Element angreift, welches derart ausgebildet ist, dass es gasdicht an eine Dichtfläche angeflanscht werden kann. Dabei ist die Dichtfläche mittel- oder unmittelbar an einer Öffnung des Behälters vorgesehen. Beim Einsatz der Ein- richtung schließt das gasdichte axial-elastische Element somit unmittelbar an das Gasvolumen im Behälter an. Soweit verfahrensgemäß der Behälter gasdicht abgeschlossen ist, kann durch periodische axiale Bewegung des axial-elasti¬ schen Elementes das Gesamtvolumen in Inneren des Behälters variiert werden und eine Druckschwingung mit spezifischer Frequenz und Druckdifferenz ausgebildet werden. [13] Das gasdichte axial-elastische Element kann eine Membrane, ein Faltenbalg oder ein ähnliches bekanntes Element sein.
[14] Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in verschiede¬ ner Art eingesetzt werden. Sie kann permanent an dem Behäl¬ ter angeordnet werden, wobei die Öffnung am Behälter eine spezifische Öffnung für die erfindungsgemäße Einrichtung ist. Die Einrichtung kann auch im Deckel des Behälters integriert sein oder als gesonderte Einrichtung nur zeit¬ weise auf die Einfüllöffnung des Behälters aufgesetzt werden.
[15] Die Einrichtung kann weiterhin entsprechend Anspruch 7 eine Vibrationseinrichtung aufweisen, die derart am Behälter angeordnet ist, dass mindestens Teile der Flächen des Behälters, an denen bevorzugt feinkörnige Feststoffe anhaften können, in Vibration gesetzt werden kann. Diese Vibrationseinrichtung arbeitet unabhängig von der Ein¬ richtung zur Erzeugung der Druckschwingung im Behälter.
[16] Durch Überlagerung der Druckschwingung im Behälter mit der Vibration mindestens eines Teiles der Behälterwan¬ dung kann die Wirkung der Restentleerung des Behälters weiter verbessert werden.
Ausführungsbeispiel
[17] Die Erfindung wird beispielhaft an einem Container für pharmazeutische Produkte näher beschrieben. Derartige Container sind meist kubisch ausgebildet, weisen eine obere Einfüllöffnung und eine untere konische Auslassöffnung auf. Pharmazeutische Produkte sind oft leicht, pulverförmig und haben ein geringes Gewicht, wodurch beim einfachen Entlee¬ ren des Containers relativ viele Pulverteilchen durch Adhäsion an der Behälterwandung haften bleiben. Ander- erseits ist eine vollständige Entleerung sehr wünschens¬ wert, da die Container vor einer erneuten Befüllung meist sorgfältig gereinigt werden müssen.
[18] Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse, an dem ein gasdichter Metall- Faltenbalg angeordnet ist. Das Gehäuse und der Metall- Faltenbalg haben einen maximalen Durchmesser, so dass diese leicht in die obere Öffnung des Containers eingebracht und mit dieser gasdicht verbunden werden können.
[19] Der Metall-Faltenbalg ist mit einem mechanisch-pneu- matischen Schwingungserzeuger verbunden, der geeignet ist, den Metall-Faltenbalg mit einer Frequenz zwischen 10 und 200 Vs zu beaufschlagen, wobei eine Amplitude zwischen 1 bis 500 mm einstellbar ist.
[20] Verfahrensgemäß wird die erfindungsgemäße Einrichtung in die obere Öffnung des Containers eingebracht und mit dieser gasdicht verbunden. Auch die Auslassöffnung sowie sonstige Öffnungen am Container werden gasdicht verschlos¬ sen. Danach wird der Metall-Faltenbalg über den Schwin¬ gungserzeuger in Schwingung versetzt, wodurch auch das gesamte Gasvolumen im Container in Schwingung versetzt wird.
[21] Bei dem gleichen Container sowie gleichem pharmazeu¬ tischen Produkt sind die erforderlichen Parameter für Frequenz und Amplitude auf empirischer Grundlage bekannt und können konkret am Schwingungserzeuger eingestellt werden. Bei wechselnden Containern und anderen Produkten sind regelmäßig keine Idealwerte für Frequenz und Amplitude bekannt.
[22] Im letzteren Fall hat es sich als sehr praktikabel erwiesen, das SchwingungsSystem derart einzustellen, dass die Schwingungen in einem Zyklus von geringer bis hoher Frequenz sowie geringer bis hoher Amplitude durchfahren werden, wodurch mit großer Sicherheit auch die spezifischen Idealwerte durchlaufen werden.
[23] Die überraschende Wirkung der erfindungsgemäßen Ver¬ fahrensführung beruht darauf, dass die einzelnen pulverför- migen, an der Wandung des Containers anhaftenden, Fest¬ stoffteilchen in eine Resonanzschwingung zur Schwingung des Gasvolumen im Container versetzt werden. Dadurch kommt es zu einer Relativbewegung der Feststoffteilchen gegenüber der Wandung des Containers, was zur zeitweisen Aufhebung der Adhäsionskräfte führt, wodurch die Schwerkraft der Feststoffteilchen zur Wirkung kommt und das Feststoffteil- chen nach unten in Richtung Auslassöffnung bewegt wird.
[24] Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie Verfah¬ rensführung wird der Container in überraschender Weise im Wesentlichen restlos entleert, so dass dieser unmittelbar wieder befüllt werden kann oder im Falle einer erforderli- chen Nassreinigung diese sehr erleichtert wird.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Restentleerung eines Behälters für feinkörnige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter nach der Grobentleerung gasdicht ver- schlössen wird, dass das Gas im Behälter mittels periodischer mechanischer Änderung des Gasvolumens in eine Druckschwingung versetzt wird und dass die Er¬ zeugung der Druckschwingungen mindestens so lange aufrecht erhalten wird bis die feinkörnigen Fest- Stoffe in eine Resonanzschwingung versetzt werden und unter der Wirkung der Schwerkraft von der Wandung des Behälters abfallen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische mechanische Änderung des Gasvo- lumens zur Erzeugung einer Druckschwingung eine Fre¬ quenz zwischen 10 und 200 Vs aufweist und die Am¬ plitude derart gewählt wird, dass eine durchschnitt¬ liche Druckdifferenz zwischen 10 und 2000 mbar ausge¬ bildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die periodische Druckschwingung nach einem vorbestimmten Zeitablauf unterbrochen wird, dass die zwischenzeitlich nach unten gefallenen fein¬ körnigen Feststoffe aus dem Behälter entfernt werden und das Verfahren mit gleichen oder geänderten Para¬ metern der periodischen Druckschwingung wiederholt wird.
4. Einrichtung zur Restentleerung eines Behälters für feinkörnige Feststoffe, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Erzeugung einer periodischen axialen Bewegung vorhanden ist, die axial an ein gasdichtes axial-elastisches Element angreift, wel¬ ches derart ausgebildet ist, dass es gasdicht an eine Dichtfläche angeflanscht werden kann, wobei die Dichtfläche mittel- oder unmittelbar an einer Öffnung des Behälters vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gasdichte axial-elastische Element eine Membrane oder ein Faltenbalg ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Öffnung am Behälter die Einfüll- Öffnung des Behälters oder eine gesonderte Öffnung ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälter eine Vibrationsein¬ richtung vorhanden ist, die geeignet ist, mindestens Teile der Innenflächen des Behälters, an denen bevor¬ zugt feinkörnige Feststoffe anhaften können, in Vi¬ bration zu versetzen.
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