fließfähigen Stoffen, insbesondere Schüttgütern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Förderung von mindestens einem fließfähigen Stoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 , ein Verfahren zur Förderung von mindestens einem fließfähigen Stoff mit den Merkmalen des Anspruchs 14, und die Verwendung eines Messmittels mit den Merkmalen des Anspruchs 19.

Beschreibung

In vielen Anwendungen ist es notwendig, Schüttgüter aus einem Materialvorrat zu dosieren. So müssen zum Beispiel in der kunststoffverarbeitenden Industrie Schüttgüter, zum Beispiel in Form von Neuwarengranulaten und Mahlgut aus Recyclingmühlen, zu Verarbeitungsmaschinen bzw. Trocknern, die auf den Verarbeitungsmaschinen angeordnet sind, befördert werden. Zur Förderung der Schüttgüter sind verschiedene Vorrichtungsarten bekannt. So können entweder Turbinenfördergeräte mit Wechselstromturbinen oder Saugfördersysteme verwendet werden, die aus einem Vakuumerzeuger mit Drehstromantrieb und einem separaten Förderabscheider bestehen.

Weiterhin ist eine Druckluftförderung bekannt, bei der eine Sauglanze in den zu fördernden Schüttgutvorrat gesteckt und Druckluft in die Sauglanze eingeführt wird, die innerhalb der Sauglanze in Förderrichtung umgeleitet wird und dadurch eine Saugwirkung erzeugt (siehe

DE 26 59 058).

Gerade in der kunststoffverarbeitenden Industrie ist es oft auch erforderlich, dass der kunststoffverarbeitenden Maschine nicht nur eine Materialsorte, sondern zwei oder mehr Sorten gleichzeitig oder nacheinander zugeführt werden. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn auf einer Verarbeitungsmaschine Neuware und Mahlgut aus einer Beistellmühle in einem definierten prozentualen Verhältnis zugeführt werden sollen.

Förderabscheider für Saugförderanlagen bestehen typischerweise aus einem Abscheider und einem unterhalb des Abscheiders vorgesehenen Vorlagebehälter, aus welchem das Schüttgut zu der entsprechenden Verarbeitungsmaschine, wie zum Beispiel einer Extrusionsmaschine, zugeführt wird. Die pneumatische Saugförderung von Schüttgütern, vorzugsweise Kunststoffgranulaten oder Mahlgütern, unter Verwendung derartiger Förderabscheider wird durch digitale Signale ausgelöst, das heißt sowohl Start als auch Ende des Fördervorganges werden durch digitale Signale bestimmt.

So ist es bekannt, den Förderstart durch Abtasten eines festen Materialniveaus unterhalb des Abscheiders im Vorlagebehälter, zum Beispiel durch kapazitive Näherungsschalter oder durch eine mechanische Klappe, zum Beispiel eine Pendelklappe, auszulösen. Die pneumatische Saugförderung wird konventionell durch die Verwendung eines Fördergebläses (Sauggebläse) gestartet und der durch das Fördergebläse erzeugte Förderluftstrom dem Abscheider durch ein Förderventil zugeleitet, so dass über einen am Abscheider vorgesehenen Materialeinlauf Schüttgut angesaugt wird. Soll die Förderung abgeschaltet werden, schließt sich das Förderventil für den Förderluftstrom und der Förderluftstrom kann einem weiteren Abscheider als Saugluft zugeführt werden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Förderabscheider weisen verschiedene Nachteile auf. Zum einen ist es bei den bekannten Förderabscheidern notwendig, das Schaltniveau bei der Konstruktion des Förderabscheiders im Vorfeld festzulegen, so dass eine Änderung im laufenden Betrieb nicht möglich ist. Wie oben beschrieben wird darüber hinaus das Materialniveau bzw. die Materialmenge im und unterhalb des Abscheiders mittels Berühren der Abtastverfahren vorgenommen, was speziell bei elektrostatisch aufladbaren Materialien zum Ausfall der Sensoren führen kann.

Auch die Verwendung einer mechanischen Pendelklappe zur Steuerung der transportierten Schüttgutmenge kann problematisch sein, da es hier zu Materialanhaftungen an der Klappe kommen kann, die den Schwerpunkt der Pendelklappe verändern, was ebenfalls in einer Fehlfunktion resultieren kann und den Ausfall der Förderung herbeiführen kann. Zudem ist bei Förderklappen eine Nachjustierung der Förderklappe insbesondere bei schwankenden Schüttdichten der geförderten Materialien notwendig, da die Klappe sonst unter Umständen nicht öffnet und kein Förderstart ausgelöst wird, obwohl das Materialniveau bzw. die Materialmenge unter dem Abscheider bereits abgesunken ist.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Förderabscheidern wird das Ende des laufenden Fördervorganges überwiegend durch den Ablauf einer voreingestellten Förderzeit eingeleitet. Ändert sich die Länge der Förderstrecke, zum Beispiel durch Umkuppeln auf eine andere Materialquelle, oder ändert sich der Druckwiderstand des Filters im Förderabscheider, so wird entweder zu lange gefördert und der Abscheider überfüllt, oder es wird zu kurz gesaugt und die zu versorgende Verarbeitungsmaschine läuft leer. Auch stellt die manuelle Eingabe der Förderzeit eine mögliche Fehlerquelle dar. Es ist daher wünschenswert, den manuellen Einfluss soweit wie möglich einzugrenzen, um Fehleinstellungen zu vermeiden. Werden hierfür jedoch zum Beispiel die bekannten kapazitiven Melder bzw. Messmittel in Abscheider und/oder Vorlagebehälter zum Abschalten der Förderung verwendet, muss dessen Position bereits bei der Konstruktion des Förderabscheiders festgelegt werden, wodurch die Verwendung stark eingeschränkt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Förderung von fließfähigen Stoffen, wie zum Beispiel Schüttgütern, bereitzustellen, die die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und eine kontinuierliche und verlässliche Förderung von Schüttgütern in die gewünschte Verarbeitungsanlage bzw. Verarbeitungsvorrichtung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 2, und die Verwendung eines Messmittels mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.

Entsprechend wird eine Vorrichtung für die Förderung, insbesondre eine Saugfördervorrichtung von mindestens einem fließfähigen Stoff, insbesondere von fließfähigen Feststoffen, wie Schüttgütern, bereitgestellt, welche mindestens einen ersten Behälter zur Aufnahme des fließfähigen Stoffes umfasst, wobei der mindestens eine erste Behälter, der zum Beispiel in Form eines Abscheiders vorliegt, mindestens ein erstes

Einlassmittel zum Einführen des fließfähigen Stoffes in den ersten Behälter und mindestens ein Auslassmittel zum Ableiten des fließfähigen Stoffes aus dem ersten Behälter aufweist.

Bei einer Saugfördervorrichtung wird durch Unterdruck ein Luft-Schüttgutgemisch angesaugt.

Der mindestens eine erste Behälter der vorliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst des Weiteren mindestens ein Mittel zur berührungslosen Messung der Menge des fließfähigen Stoffes in dem mindestens einen ersten Behälter. Unter Menge ist im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt das Volumen des fließfähigen Stoffes z.B. in Form des Schüttgutes zu verstehen. Es wird demnach insbesondere das Füllvolumen im Behälter bestimmt. Durch die berührungslose Messung der Menge des fließfähigen Stoffes in dem ersten Behälter ist es nunmehr möglich, sowohl für den Förderstart als auch für das Förderende oder nur für einen von beiden dieser Vorgänge analoge Messverfahren zur Abtastung der Schüttgutmenge im Behälter einzusetzen. Mit anderen Worten, durch die Verwendung eines Mittels zur berührungslosen Messung der Menge des fließfähigen Stoffes in dem Behälter kann ein Steuerungssignal an das Einlassmittel zum Einführen des fließfähigen Stoffes in den Behälter und/oder ein Signal an das Auslassmittel zum Ableiten des fließfähigen Stoffes aus dem ersten Behälter übermittelt werden, wobei eine Berührung des Messmittels durch das Schüttgut verhindert wird.

Wie weiter unten noch erläutert, ist das Messmittel zur kontaktlosen bzw. berührungslosen Messung der Schüttgutmenge in dem ersten Behälter bevorzugterweise in einem oberen Abschnitt des ersten Behälters angeordnet, so dass, wie bisher üblich, die Position des Messmittels nicht bereits während der Konstruktion in der Seitenwand des Abscheiders festgelegt werden muss.

Geeignete Messmittel zur kontaktlosen bzw. berührungslosen Messung der Schüttgutmenge sind, wie ebenfalls noch weiter unten im Detail erläutert, in Form von Ultraschall- Echolotsensoren, Infrarot-Sensoren oder auch Radarsensoren ausgebildet.

Wie beschrieben, dient die erfindungsgemäße Vorrichtung der Förderung von mindestens einem fließfähigen Stoff, der insbesondere in Form von Schüttgut vorliegen kann. Als Schüttgut wird hierbei jedwedes Gemenge bezeichnet, welches in einer schüttfähigen Form vorliegt. Das Schüttgut kann beispielsweise Kunststoffgranulat, Kalk, Holzpartikel, Düngemittel, Futtermittel, Tabletten, Lebensmittel, insbesondere Getreide, Baustoffe,

Rohstoffe oder jedes andere Schüttgut sein oder eine beliebige Mischung aus verschiedenen Schüttgütern. Die Partikelgröße des Schüttgutes, das hei ßt deren Korngröße oder Stückgröße, kann hierbei in Abhängigkeit von der Art des Schüttgutes variieren. Die vorliegende Vorrichtung dient bevorzugt der Förderung von Schüttgutpartikeln mit einem mittleren Durchmesser zwischen 0,5 und 2 mm, die auch länglich sein können mit mittleren Längen zwischen 1 und 3 mm. Insgesamt können auch Schüttgüter mit deutlich davon abweichenden Partikelgrö ßen gefördert werden, wie beispielsweise Schüttgut in Pulverform oder in deutlich grö ßeren Abmessungen. Insbesondere wird die vorliegende Fördervorrichtung zur Förderung von Kunststoffgranulatpartikleln verwendet, die in Spritzgussverfahren verwendet werden.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist unterhalb des ersten Behälters mindestens ein weiterer zweiter Behälter, z. B. in Form eines Vorlagebehälters angeordnet, wobei der fließfähige Stoff aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter einleitbar ist. Die Anordnung des zweiten Behälters unterhalb des ersten Behälters, d. h. die Anordnung z. B. eines Vorlagebehälters unterhalb eines Abscheiders, bedeutet, dass beide Behälter entlang einer gemeinsamen vertikalen Achse angeordnet sind. Diese vertikale Anordnung der zwei Behälter übereinander ermöglicht ein einfaches Einleiten des fließfähigen Stoffes aus dem Abscheider als ersten Behälter in den Vorlagebehälter als zweiten Behälter.

Erster Behälter und zweiter Behälter stehen bevorzugt über das mindestens eine Auslassmittel zur Entleerung des fließfähigen Materials (Schüttgutes) aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter in Verbindung. Das Auslassmittel kann z. B. in Form einer Öffnung ausgebildet sein, die in einem unteren Abschnitt des ersten Behälters vorgesehen ist. Entsprechend ermöglicht die vorliegende Anordnung ein Entleeren des Schüttgutes aus dem ersten Behälter durch die z. B. im Boden des ersten Behälters vorgesehene Öffnung in dem darunter angeordneten zweiten Behälter (Vorlagebehälter), wobei der fließfähige Stoff, z. B. Schüttgut aus dem Vorlagebehälter zu einer geeigneten Verarbeitungsmaschine, wie z. B. einer Extrusionsmaschine, wiederum ableitbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der zweite Behälter ebenfalls mindestens ein Mittel zur berührungslosen Messung der Menge des fließfähigen Stoffes in dem mindestens einen zweiten Behälter. Entsprechend dieser Ausführungsform sind somit in der vorliegenden Vorrichtung mindestens zwei Mittel zur berührungslosen Messung der Menge des fließfähigen Stoffes vorgesehen, wobei ein Messmittel im ersten Behälter z. B. in Form eines Abscheiders und ein zweites Messmittel im zweiten Behälter, z. B. in Form eines Vorlagebehälters angeordnet sind.

Es ist aber auch möglich und vorgesehen, dass es der erste und zweite Behälter in einem einzigen Behälter zusammengefasst sind. Entsprechend kann der fließfähige Stoff nach Eintrag in die Fördervorrichtung unmittelbar der weiteren Verarbeitung z.B. einer Extrusionsmaschine zugeführt werden. In diesem Falle wird lediglich ein kontaktloses Messmittel z.B. Ultraschallsensor benötigt. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von

Vorteil, wenn die Verarbeitungsmaschine das Anlegen eines Unterdrucks erlaubt.

Das mindestens eine Mittel zur berührungslosen bzw. kontaktfreien Messung der Menge des fließfähigen Stoffes in dem ersten und/oder zweiten Behälter sendet bevorzugt Schallwellen aus. Bevorzugte Messmittel zur berührungslosen Messung einer Stoffmenge sind Ultraschallsensoren, Lichtsensoren, IR-Sensoren und/oder Radarsensoren. Wie bereits oben angedeutet, ist das mindestens eine Mittel zur berührungslosen Messung der Menge des fließfähigen Stoffes (Schüttgutmenge) in dem ersten und/oder zweiten Behälter jeweils in einem oberen Bereich (d. h. in vertikaler Richtung in Förderrichtung des fließfähigen Stoffes gesehen) des ersten und/oder zweiten Behälters angeordnet, so dass die Schallwellen jeweils von oben auf das sich im ersten und/oder zweiten Behälter befindliche fließfähige Material (Schüttgut) auftreffen.

Das Messmittel im ersten Behälter kann z.B. an oder in der Decke oder obigen Abschluss des ersten Behälters vorgesehen sein. Das Messmittel im ersten Behälter kann z.B. in die Decke fest eingebaut sein oder auch an der Behälterinnenseite der Behälterdecke beweglich angebracht sein. Die exakte Platzierung des Messmittels im oberen Abschnitt des ersten Behälters ist dabei nicht wesentlich, solange das erste Messmittel die Schallwellen so vertikal nach unten in den ersten Behälter aussendet, dass diese den Innenraum des ersten Behälters abdecken.

Das Messmittel im zweiten Behälter kann ebenfalls beliebig im oberen Abschnitt des zweiten Behälters platziert werden. So kann das Messmittel im zweiten Behälter benachbart zum Auslassmittel des ersten Behälters zum Entleeren des Schüttgutes aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter angeordnet sein. Auch hier ist wesentlich, dass das zweite Messmittel die Schallwellen möglichst vertikal nach unten in den Innenraum des zweiten Behälters hinein sendet.

Die vom Messmittel aus gesendeten Schallwellen scannen somit den jeweiligen Behälterinnenraum und empfängt je nach Höhe und somit Menge des in den jeweiligen Behälter befindlichen Schüttgutes abhängiges Signal, auf deren Basis auf die Schüttgutmenge in dem jeweiligen Behälter geschlossen werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung wird als ein geeignetes Messmittel ein Ultraschall-Sensor z. B. in Form eines Ultraschall-Echolot-Sensors verwendet.

In einer Ausführungsform kann der vorliegend verwendete Ultraschall-Sensor über separate Sende- und Empfangseinrichtungen verfügen. Entsprechend werden die Ultraschallwellen in dieser Sensorvariante von der Sendevorrichtung ausgestrahlt und die reflektierten Ultraschallwellen werden von der Empfangsvorrichtung detektiert.

In einer anderen Ausführungsform eines vorliegend verwendeten Ultraschall-Sensors sind Sende- und Empfangsvorrichtung nicht voneinander getrennt. Vielmehr wird die Sendeeinrichtung nach Senden des Schallsignals umgeschaltet und als Empfangseinrichtung genutzt. Der Vorteil dieser Ausführungsform des Ultraschall-Sensor ist, dass diese einfacher einzubauen und abzudichten ist. Bei der Wahl eines geeigneten Ultraschall-Sensors ist darauf zu achten, dass der Messbereich das zu überwachende Volumen in der Fördervorrichtung abdeckt. Vorteilhaft werden hier Empfangsbereiche von 2 bis 200 cm, bevorzugt 10 bis 100 cm genutzt.

Bei der Verwendung von Ultraschall-Sensoren ist bevorzugt darauf zu achten, dass das gelieferte Schallsignal gefiltert wird. Die Filterung ist in erster Linie dadurch bedingt, dass während des Förderprozesses des Schüttgutes die Schüttgutpartikel im ersten Behälter nicht statisch sind, sondern vielmehr einer Bewegung unterliegen (z.B. Umherspringen). Diese Partikelbewegung kann zu einer Verfälschung des Signals und somit einer Verfälschung der Mengenangabe im Behälter führen. Entsprechend umfasst der vorliegend verwendete Ultraschall-Sensor einen relativ unempfindlichen Filter für das Messen des Materialniveaus bzw. der Materialmenge im Behälter und einen weiteren Filter zum Detektieren des einströmenden Schüttgutmaterials in den Behälter.

Ebenfalls ist es vorstellbar und vorgesehen, dass im zweiten Behälter (Vorlagebehälter) Mischeinrichtungen, wie zum Beispiel ein umlaufendes Paddel, eingebaut sind. Durch die Mischeinrichtung können allerdings die gesendeten Schallwellen von der selbigen reflektiert werden. Um hier eine Verfälschung des Signals und damit des ermittelten Schüttgutmenge zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Bewegung der Mischeinrichtung wie z.B. ein rotierendes Paddel bei kontinuierlicher Rotation durch eine zyklische Reflektion erkannt und ausgewertet wird. Das zyklisch ermittelte Signal kann entsprechend herausgefiltert werden, um die Materialmenge des Schüttgutes insbesondere im Vorlagebehälter zu bestimmen.

Das Prinzip der Ultraschallmessung ist an sich bekannt und sei hier nur kurz in Bezug auf die vorliegende Vorrichtung umrissen. Der jeweilige Ultraschallsensor sendet ein Schallsignal (Ultraschall mit einer Wellenlänge zwischen 50 und 200 kHz) in den jeweiligen Behälter oder

Raum (Abscheider oder Vorlagebehälter) ab. Wie bereits beschrieben, sind die Ultraschallsensoren vorliegend jeweils am oberen Ende des Abscheiders und/oder Vorlagebehälters angeordnet, so dass die Ultraschallwellen nach unten in den jeweiligen Behälterinnenraum abgegeben werden und von dem jeweils in dem Behälterinnenraum fließfähigen Gut (Schüttgut) reflektiert wird. Die reflektierten Schallwellen werden vom Sensor bzw. einem damit verbundenen Schallwandler empfangen. Aus der Laufzeit der reflektierten Ultraschallwellen wird der Abstand zwischen Sensor und Schüttgut und somit die Höhe und der Füllstand des Schüttgutes im jeweiligen Behälter ermittelt.

Die kontaktlose Messung, wie zum Beispiel in Form einer Ultraschallmessung bietet im Vergleich zu kapazitiven oder induktiven Messungen die Möglichkeit zur Energieeinsparung. Kapazitive und induktive Sensoren werden in der Regel permanent mit Strom versorgt und verbrauchen somit permanent Energie. Ein Abschalten der Stromzufuhr zu kapazitiven und induktiven Sensoren bedeutet jedoch einen erhöhten steuerungstechnischen Aufwand und damit auch erhöhte Kosten. Beim kontaktlosen Messen, zum Beispiel per Ultraschall, wird zwischen den Messimpulsen bzw. Messwellen (Aussenden der Messwelle und Warten auf Reflektion) kein Strom verbraucht. Abhängig vom gemessenen Förderdurchsatz der vorliegenden Vorrichtung kann nun noch zusätzlich das Messintervall auf einen maximalen Wert verlängert werden, ohne die Versorgungssicherheit der Verarbeitungsmaschine zu beeinflussen.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung ist das im unteren Abschnitt des ersten Behälters vorgesehene Auslassmittel zur Einleitung des Stoffes, zum Beispiel Schüttgutes, aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter, kegelstumpfförmig ausgebildet. So zeigt das weite Ende des Auslassmittels in Richtung Stoff- und Gaseinlass, das hei ßt in Richtung des ersten Behälters und das enge, schmale Ende des Auslassmittels weist in Richtung des zweiten Behälters. Die kegelstumpfförmige Struktur des Auslassmittels unterteilt die Vorrichtung in ein Abscheidevolumen (Volumen im ersten Behälter) und ein Vorlagebehältervolumen (Volumen des zweiten Behälters). Das Auslassmittel kann zum Beispiel aus Platten aufgebaut sein, wobei die Platten der kegelstumpfförmigen Struktur geneigt in Bezug auf eine Ebene angeordnet sind, welche rechtwinklig zur längs gerichteten

Achse des Behälters ist. Der Neigungswinkel der Platten des Auslassmittels kann zwischen 30 bis 90 Grad, bevorzugt 60 bis 90 Grad betragen. Entsprechend wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Konus mit 60 ° bis 90 ° Öffnungswinkel als Auslassmittel eingesetzt.

In einer weiteren Variante der vorliegenden Vorrichtung ist am oder benachbart zum Auslassmittel ein Steuermittel zur Steuerung der vom ersten Behälter in den zweiten Behälter einzuleitenden Menge an fließfähigem Stoff vorgesehen. Das Steuermittel kann zum Beispiel in Form einer Klappe, wie einer mechanischen Pendelklappe ausgebildet sein. In Abhängigkeit von der zu fördernden Schüttgutmenge, die durch die kontaktlose Messung der

Schüttgutmenge im ersten und/oder zweiten Behälter bestimmt wird, erfolgt eine Einstellung der Pendelklappe zur gezielten Steuerung des Mengenstroms des fließfähigen Stoffes (Schüttgutes) aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter. Möglich wäre auch der Einsatz eines Absperrschiebers statt einer Klappe, wie z.B. einer Pendelklappe.

Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die vorliegende Vorrichtung mit einer Anlage zur weiteren Verarbeitung des fließfähigen Stoffes in Verbindung steht. Die Weiterverarbeitungsanlage ist dabei bevorzugt unterhalb des zweiten Behälters der Vorrichtung angeordnet bzw. verläuft unterhalb des zweiten Behälters. Es ist zum Beispiel vorstellbar, dass unterhalb des zweiten Behälters ein Transportband verläuft, welches zur Befüllung von Transportcontainern dient. Eine andere Variante einer Weiterverarbeitungsanlage ist zum Beispiel eine Extrusionsvorrichtung zur Schmelzeverarbeitung bei der Kunststoffherstellung.

Wie oben bereits angedeutet, wird die vorliegende Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Förderung von mindestens einem fließfähigen Stoff gelöst, welches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wird. Entsprechend umfasst das vorliegende Förderverfahren die Schritte des Einleitens des fließfähigen Stoffes über mindestens ein Einlassmittel in den ersten Behälter, und das Bestimmen der Menge des fließfähigen Stoffes in dem ersten Behälter unter Verwendung eines im ersten Behälter vorgesehenen ersten Mittels zur berührungslosen Messung der Menge bzw. des Füllstandes des fließfähigen Stoffes in dem ersten Behälter, wobei in Abhängigkeit von der im ersten Behälter ermittelten Menge des fließfähigen Stoffes der Mengenstrom des fließfähigen Stoffes in bzw. durch den ersten Behälter gesteuert wird.

Das Einleiten des fließfähigen Stoffes in den ersten Behälter durch das erste Einlassmittel wird bevorzugt durch das Einleiten von mindestens einem Luftstrom durch das mindestens eine zweite Einlassmittel bewirkt und eingestellt. Bevorzugterweise wird Luftstrom durch mindestens ein Fördergebläse erzeugt. Durch das Einleiten des Luftstroms in die vorliegende

Vorrichtung erfolgt ein Einsaugen des fließfähigen Stoffes durch das erste Einlassmittel in den ersten Behälter der vorliegenden Vorrichtung.

Der im ersten Behälter vorliegende fließfähige Stoff wird aus dem ersten Behälter durch ein Auslassmittel in einen unterhalb des ersten Behälters angeordneten zweiten Behälter entleert.

Dieser Schritt des Entleerens kann durch ein am Auslassmittel vorgesehenes Steuermittel, zum Beispiel in Form einer mechanischen Pendelklappe, eingestellt bzw. gesteuert werden. Die Pendelklappe öffnet bevorzugt selbstständig, sobald das Förderventil abschaltet. Das gefördert Schüttgut fällt dann durch die das Auslassmittel (z.B. untere Öffnung) in den zweiten Behälter. Bevorzugterweise wird die Menge des fließfähigen Stoffes in dem zweiten Behälter unter Verwendung eines im zweiten Behälter vorgesehenen zweiten Mittels zur berührungslosen Messung der Menge bzw. des Füllstandes des fließfähigen Stoffes bestimmt, wobei der Mengenstrom des fließfähigen Stoffes aus dem zweiten Behälter, zum Beispiel in einer Weiterverarbeitungsanlage, in Abhängigkeit von der im zweiten Behälter ermittelten Menge des fließfähigen Stoffes einstellbar ist

Entsprechend kann der fließfähige Stoff aus dem zweiten Behälter der vorliegenden Vorrichtung zu einer Anlage zur weiteren Verarbeitung des fließfähigen Stoffes geleitet werden. Solch eine Weiterverarbeitungsanlage kann zum Beispiel eine Extrusionsvorrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffgranulaten oder Ähnlichem sein.

In einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens beträgt die Fördermenge des fließfähigen Stoffes in einem Bereich zwischen 100 kg/h und 2.000 kg/h, bevorzugt zwischen 400 kg/h und 600 kg/h. Die Menge des Förderluftstroms beträgt bevorzugt 150 bis 250 m ³ /h, insbesondere 200 m ³ /h. Bei diesen Fördermengen werden bevorzugt Abscheider (hier erster Behälter) mit einem Volumina zwischen 20 - 200 Liter, bevorzugt 50 bis 150 Liter verwendet, so dass die Messhöhe der kontaktlosen Messmittel (wie Ultraschall-Sensoren) in einem Bereich von 20 - 200 cm variieren.

Die Verwendung eines berührungslosen bzw. kontaktlosen Messmittels, z.B. in Form von berührungslosen Sensoren wie den soeben beschriebenen Ultraschallsensoren zur Messung der Menge eines fließfähigen Stoffes (Schüttgut) in der vorliegenden Fördervorrichtung für fließfähige Güter weist verschiedene Vorteile auf.

Bei Verwendung eines berührungslosen Sensors wie einem Ultraschallsensor in dem ersten Behälter, z. B. in Form eines Abscheiders, kann ein maximales Förderniveau eingestellt werden. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit der Eingabe einer Förderzeit. Darüber hinaus kann die berührungslose Messung der Schüttgutmenge während des eigentlichen Fördervorganges erfolgen, so dass eine Messung in den Wartezeiten nicht erfolgt, während z. B. andere Abscheider das Schüttgut fördern oder überhaupt kein Material gefördert wird. Bei längeren Stillstands- oder Wartezeiten kann auch das Messintervall der berührungslosen Messungen vergrö ßert werden, um den Energieverbrauch zu minimieren. In der Praxis geschieht es häufig, dass die eigentlichen Verarbeitungsmaschinen z. B. Extrusionsmaschinen angehalten werden, die Förderung jedoch eingeschaltet bleibt. Die Verwendung einer berührungslosen Sensorik kann eine dynamische Anpassung der Messintervalle bewirken, so dass nur so viel Energie verbraucht wird für die Messmittel, wie unbedingt zum Betrieb der Anlage erforderlich ist. Dies ist ein Vorteil gegenüber der herkömmlichen Sensorik, die zu jedem Zeitpunkt angestellt ist und somit zu jedem Zeitpunkt Energie verbraucht. Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines berührungslosen Sensors in einem Abscheider ist, dass bei jeder Mengen- bzw. Niveaumessung des Schüttgutes im Abscheider bei Kenntnis der Abscheidergeometrie und des Schüttgewichtes des Fördergutes die geförderte Menge errechnet und bilanziert werden kann. So kann während der laufenden Förderung aus der Differenz der gemessenen Füllhöhen ein Massestrom (kg/h) ermittelt werden, der einer weiteren Prüfung und Kontrolle der Fördervorrichtung dienen kann. Wenn z. B. der Massestrom plötzlich abbricht oder stark reduziert ist, kann daraus geschlossen werden, dass die Materialquelle leer ist oder die Förderung unterbrochen wurde, z. B. durch ein unbeabsichtigtes Umkuppeln. Unterliegt der Massestrom hingegen z. B. starken Schwankungen, so kann auf Pfropfenbildung bei der Förderung geschlossen werden. Auch ist es möglich, den Mittelwert des Massestromes mit dem Mittelwert des Massestromes aus den vorhergehenden Fördervorgängen bzw. Förderprozessen zu vergleichen. Im Falle einer dauerhaften starken Abweichung könnte darauf geschlossen werden, dass ein anderes Material oder eine andere Materialquelle gewählt wurde. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Vorrichtung ist, dass durch die Messung des Mengenstroms bzw. der Veränderung des Mengenniveaus in dem Abscheider als erstem Behälter eine Fehlerauswertung bereits während des Fördervorganges möglich ist und somit ein frühzeitiges Eingreifen des Bedienpersonals im Falle von Fehlern erfolgen kann. Das ermöglicht das Senken der Materialvorlagen, so dass Material und Zeit gespart werden. Im Falle der herkömmlichen Verfahren ist eine Ermittlung einer Förderstörung lediglich durch die

Öffnungszeit der Förderklappe oder das Sondensignal unterhalb des Abscheiders möglich, d. h. immer nach Beendigung des Fördervorganges. Dies führt zu langen Förder- bzw. Saugzeiten, in denen kein Material gefördert bzw. gesaugt wird. Andere Abscheider der gleichen Anlage könnten in dieser ungenutzten Förderzeit leerlaufen. Die vorliegende kontaktlose Messung des Füllniveaus in der vorliegenden Vorrichtung löst dieses Problem hingegen in vorteilhafter Weise.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Vorrichtung der Verwendung eines kontaktlosen Messmittels besteht darin, dass der laufende Fördervorgang beendet werden kann, sobald eine geforderte Produktionsmenge angekommen ist. Hierdurch kann die vorliegende Vorrichtung zum Ende des Produktionsauftrages Materialverluste minimieren. Für die verschiedenen Materialien kann zudem ein optimaler Massestrom vorbestimmt werden, um so eine Staub- und Engelhaarbildung zu vermeiden, Abrieb zu vermindern oder die Vorrichtung so weit wie möglich zu schonen. Entsprechend dem gewünschten Massestrom wird Unterdruck und Fördervolumen eingestellt bzw. gemessen und geregelt. Es ist sogar möglich, die Luftgeschwindigkeit des Förderstromes soweit zu reduzieren, bis die Förderung von einer Strähnenförderung in den instabilen Bereich wechselt, in dem vermehrt Pfropfen in der Förderleitung entstehen. Die Förderanlage kann sich so selbst auf eine optimale Fördergeschwindigkeit einregeln. Das spart ebenfalls Energie und schont das Material.

Die Verwendung eines kontaktlosen Messmittels, wie zum Beispiel eines Ultraschallsensors zur Bestimmung des Mengenniveaus eines fließfähigen Stoffes im zweiten Behälter, zum Beispiel in Form eines Vorlagebehälters unterhalb des ersten Abscheidebehälters, liefert ein Messsignal, das die Materialhöhe bzw. Materialmenge im zweiten Behälter unter dem Abscheider angibt. Das Schaltniveau wird hier durch die Steuerungslogik und nicht mehr durch den mechanischen Einbau bestimmt, was ebenfalls einige Vorteile mit sich bringt.

So ist die berührungsfreie Messung speziell bei abrasiven Fördergütern wie glasfaserverstärkten Kunststoffen vorteilhaft, insbesondere, da ein Ausfall von sonst üblichen Berührungssensoren vermieden wird. Darüber hinaus kann auch die Massebestimmung von Fördergütern bzw. Schüttgütern ermöglicht werden, die nur Kontakt zu Edelstahl erlauben, wie zum Beispiel in der Medizin oder Nahrungsmittelindustrie. Mit anderen Worten, die vorliegend verwendeten kontaktfreien Messmittel können somit nunmehr in Förderabscheidern verwendet werden, die gezielt Güter für die Medizin oder Nahrungsmittelindustrie fördern.

Das Schaltniveau ist unabhängig vom Schüttgewicht und elektrostatischen Eigenschaften des fließfähigen Stoffes. Das Schaltniveau kann durch die Steuerungslogik bestimmt werden. Es kann zum Beispiel zwischen verschiedenen Schaltniveaus umgeschaltet werden, je nachdem, ob die zu versorgende Verarbeitungsmaschine sich im laufenden Betrieb oder in einer Umrüstoder Leerlaufphase befindet. Hierdurch kann die Materialversorgung der Verarbeitungsmaschine über die Fördervorrichtung so eingestellt werden, dass sich zum Ende des Produktionsauftrages kein Material mehr in der Materialvorlage befindet. Dies spart Material und Umrüstzeit.

Auch ist es nunmehr möglich, die Maschine im laufenden Betrieb, ohne Anzuhalten, auf ein anderes Schüttgutmaterial umzuschalten. Hierbei lässt man das Mengenniveau des

Schüttgutes im Vorlagebehälter auf ein unteres Mengenniveau absinken, anschließend wird die Materialquelle umgeschaltet und die Förderung wird sofort wieder gestartet. Das Absinken des Mengenniveaus im Vorlagebehälter als zweiten Behälter der vorliegenden Vorrichtung erfolgt hierbei bis dicht über die Verarbeitungsmaschine, so dass beim Auffüllen mit einem neuen Schüttgutmaterial keine Vermischung der Schüttgutmaterialien stattfindet. Hierdurch wird ein Materialwechsel im laufenden Betrieb und ohne Stillstand der Verarbeitungsmaschine möglich. Dies spart ebenfalls Umrüstzeiten und Material.

Das Mengenniveau des fließfähigen Stoffes in der Vorrichtung bzw. das Schaltniveau im zweiten Behälter in Form des Vorlagebehälters kann auch zur Ermittlung einer Förderpriorität herangezogen werden. Bei Förderanlagen mit mehreren Abscheidern wird dann das Gebläse dem Abscheider bevorzugt zugeordnet, der möglicherweise als nächstes Leerlaufen könnte. Je niedriger das Mengenniveau und je höher der Durchsatz der Maschine, umso höher ist die Zuteilungspriorität. In dringenden Fällen kann sogar der laufende Fördervorgang eines anderen Abscheiders unterbrochen werden, um den höher priorisierten Abscheider zu starten. Auch kann das gemessene Mengenniveau bzw. Schüttgutniveau verwendet werden, um den Durchsatz der mit dem geförderten Schüttgut befüllten Verarbeitungsmaschine zu messen.

Es ist ebenfalls möglich, die Menge des Schüttgutes im Vorlagebehälter zu bestimmen. Abhängig von der noch zu produzierenden Menge in der Verarbeitungsmaschine kann dann entschieden werden, ob ein neuer Förderstart erfolgen soll oder nicht.

Auch während des Fördervorganges kann geprüft werden, ob das Schüttgutniveau ein kritisches Niveau unterschritten hat. In diesem Fall wird der laufende Fördervorgang unterbrochen und der Abscheider entleert, um ein Leerlaufen der Verarbeitungsmaschine zu verhindern.

Nach dem Ende des Fördervorganges kann das geförderte Schüttgut in den Vorlagebehälter entleert werden. Bei Anwendung des kontaktlosen Messverfahrens, wie zum Beispiel einem Ultraschallmessverfahren, kann bei Kenntnis der Geometrie des Vorlagebehälters die entleerte Schüttgutmenge errechnet werden. Weicht die geförderte Schüttgutmenge zu stark von der erwarteten Schüttgutmenge ab, so kann auf eine Störung des Fördervorgangs geschlossen werden und ein entsprechender Alarm ausgelöst werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: eine schematische Darstellung eines Förderabscheiders mit konventionellen Messmitteln zur Bestimmung des Füllstandes, Figur 2 eine schematische Darstellung eines Förderabscheiders gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Förderabscheiders gemäß einer zweiten

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Figur 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform mit einer

Materialniveauerfassung bei ruhender Förderung;

Figur 5 eine schematische Darstellung der Materialniveauerfassung in der dritten

Ausführungsform bei laufender Förderung;

Figur 6 eine vierte Ausführungsform mit einer besonderen Ausgestaltung des unteren

Förderbereiches;

Figur 7 eine fünfte Ausführungsform mit einer weiteren Ausgestaltung des unteren

Förderbereiches;

Figur 8 eine sechste Ausführungsform mit einer anderen Gestaltung einer

Prallvorrichtung.

Der in Figur 1 dargestellte konventionelle Förderabscheider umfasst einen Abscheider 1 (erster Behälter) und einen unmittelbar unterhalb des Abscheiders 1 angeordneten Vorlagebehälter 7 (zweiter Behälter). Abscheider 1 und Vorlagebehälter 7 stehen über die Öffnung 5 miteinander in Verbindung.

Das Schüttgut wird in dem Abscheider durch das Einlassmittel 4 eingeführt. Das Einführen des Schüttgutes erfolgt prinzipiell mittels Saug- oder Druckförderung in den Abscheider. Gemäß Figur 1 erfolgt das Einführen des Schüttgutes in den Abscheider 1 mittels einer pneumatischen Saugförderung, wobei der dafür benötigte Saugstrom bzw. Saugförderstrom durch das Fördergebläse 2 bereitgestellt wird. Das Fördergebläse 2 stellt den Förderluftstrom bereit, der in den Abscheider 1 durch das geöffnete Einlassventil 3 eingeleitet wird. Durch den Förderluftstrom bedingt wird das Schüttgut in den Abscheider 1 durch das Einlassmittel 4 eingesaugt. In Abhängigkeit von der des Füllstandes des Schüttgutes in dem Förderabscheider kann der Förderluftstrom über das Einlassventil 3 reguliert werden. In der konventionellen Ausführungsform des Förderabscheiders erfolgt die Bestimmung der Schüttgutmenge im Abscheider 1 z.B. mittels eines kapazitiven Vollmelders 9 und/oder eines im Vorlagebehälter vorgesehenen kapazitiven Näherungsschalters 8. Sowohl kapazitiver Näherungsschalter 8 als auch der kapazitive Vollmelder 9 werden konventionell in die Behälterwand des Abscheiders 1 bzw. des Vorlagebehälters 7 eingebaut. Entsprechend muss bereits bei der Konstruktion des Förderabscheiders gemäß Figur 1 die Position der kapazitiven Messmittel 8, 9 festgelegt werden.

In Abhängigkeit von der Füllstandsmenge ermittelt durch die kapazitiven Schalter 8, 9 wird der Mengenstrom des Schüttgutes durch den Förderabscheider gesteuert. Insbesondere erfolgt die Steuerung des Mengenstroms des Schüttgutes aus dem Abscheider 1 in den Vorlagebehälter 7 durch die mechanische Stellung einer an der Öffnung 5 vorgesehenen mechanischen Pendelklappe 6. Aus dem Vorlagebehälter 7 wird das Schüttgut zu einer Verarbeitungsmaschine 10 wie z.B. zu einer Extrusionsvorrichtung weitergeleitet

Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Wesentlichen gleich zum Aufbau eines konventionellen Förderabscheiders wie in Figur 1 und gezeigt. Beide Fördervorrichtungen der Figur 1 und Figur 2 unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der zum Einsatz kommenden Messmittel zur Bestimmung des Füllstandes bzw. Mängel des Schüttgutes im Abscheider 1 und Vorlagebehälter 7. So ist im oberen Abschnitt des Abscheiders 1 , genauer gesagt in der Decke des Abscheiders

1 ein Messmittel 20 in Form eines Ultraschallsensors vorgesehen. Der Ultraschallsender 20 tastet den Innenraum des Abscheiders 1 ab und dient damit der Ermittlung des Füllstandes des Schüttgutes in dem Abscheider 1 . Gemäß der Ausführungsform der Figur 2 ist im Vorlagebehälter 7 ebenfalls ein weiterer

Ultraschallsensor 21 vorgesehen, der vorliegend ebenfalls im oberen Bereich des Vorlagebehälters 7 vorgesehen ist. Hierbei kann der Ultraschallsensor 21 an der Au ßenwand der kegelstumpfförmigen Öffnung 5, d.h. an der Seite der kegelstumpfförmigen Öffnung, die in Richtung des Vorlagebehälters 7 weist, angebracht sein. Entsprechend können die Ultraschallsensoren 20, 21 flexibel in der Fördervorrichtung angebracht werden, und deren Position muss nicht bereits während des Konstruktionsprozesses des Förderabscheiders festgelegt werden. Die Ultraschallsensoren 20, 21 senden jeweils Ultraschallwellen mit Wellenlängen zwischen 50 und 200 kHz in den Abscheider 1 bzw. den Vorlagebehälter 7. Aufgrund der spezifischen Anordnung der Ultraschallsensoren werden die Ultraschallwellen nach unten in den Abscheider 1 bzw. Vorlagebehälter 7 abgegeben und von dem im Abscheider 1 und Vorlagebehälter 7 vorhandenen Schüttgut reflektiert. Die vom Schüttgut reflektierten Schallwellen werden vom Sensor 20, 21 bzw. einem damit verbundenen Schallwandler empfangen. Aus der Laufzeit der reflektierten Ultraschallwellen wird dann der Abstand zwischen Sensor 20, 21 und dem Schüttgut und somit der Füllstand des Schüttgutes im Abscheider 1 und Vorlagebehälter 7 bestimmt.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die erste und der zweite Behälter zu einem einzigen Behälter zusammengefasst sind. Diese Ausführungsform kann eingesetzt werden, wenn die Verarbeitungsmaschine das Anlegen eines Unterdrucks erlaubt. Dies ist bei vielen Extrusionsprozessen der Fall.

Das kontaktlos gemessene Mengenniveau wird für die Bestimmung des Abschaltniveaus 1 1 a, bei welchen z.B. die Förderung nach Erreichen des Vollpegels abgeschaltet wird, Bestimmung des Befüllstandes 1 1 b, z.B. zur Meldung einer Bedarfsmenge und Start der Förderung, und Bestimmung einer Alarmgrenze 1 1 c, z.B. zur Überwachung eines Minimum-Alarmpegels, verwendet.

Die Füllhöhe des Behälters wird unter Verwendung eines Ultraschall-Sensors gemessen. Aufgrund der bekannten Behältergeometrie wird aus der Kenntnis der gemessenen Füllhöhe das gefüllte Volumen berechnet. Durch Multiplikation mit der Schüttdichte erhält man die

Schüttgutmenge. Die Schüttdichte wird üblicherweise in der Bedieneinrichtung eingegeben und/oder in einem Rezeptspeicher hinterlegt.

Die Verwendung von Ultraschallsensoren 20, 21 im Vergleich zu den konventionell verwendeten kapazitiven Messmittels 8, 9 bringen eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, wie oben bereits ausführlich beschrieben.

Ein weiterer Vorteil ist, dass bei schwankenden Schüttdichten der Ultraschall-Sensor nicht nachjustiert werden muss, wie das bei kapazitiv arbeitenden Näherungsschaltern der Fall ist. Bei starken Schüttdichteschwankungen kann es vorkommen, dass eine kapazitive Sonde überhaupt kein Signal mehr ausgibt. Bisherige Versuche haben ergeben, dass bei sinkender Schüttdichte die Genauigkeit der Niveaumessung zwar abnimmt, dass aber immer eine Schallreflektion erfolgt. Speziell Mahlgüter lassen sich hierdurch zuverlässiger überwachen.

Für eine besondere kontrollierte Einfüllung des Materialstroms kann man Vorkehrungen treffen, dass insbesondere die Schallwellen (Schallkeule) nicht von umherfliegenden Partikeln durchflogen werden. Damit wird die Niveaumessung durch berührungslose Messungen, z.B. mittels Schallwellen durch Ultraschallsensoren 20, 21 oder der Lichtstrahl bei einer Laserentfernungsmessung nicht gestört. Ausführungsformen dazu sind in den Figuren 4 bis 6 dargestellt.

In Figur 4 zeigt die Erfassung des Materialniveaus bei ruhender Förderung. Am Einlassmittel 4 ist optionale eine Rückschlagklappe 31 angeordnet. Die Rückschlagklappe 31 ist hier als pendelnd aufgehängte Platte ausgebildet. Ein Leitmittel 30, hier als Fang- oder Leitblech ausgebildet dient dabei einer gezielten Steuerung des Materialstroms während der Förderung, was in der Folge näher dargestellt wird. Das Leitmittel 30 kann z.B. ein Lochblech aufweisen, so dass Förderluft hindurchtreten kann.

In Figur 5 ist das eintretende Material während der Förderung dargestellt. Beim Einströmen wird die Rückschlagklappe 31 durch die auftreffenden Partikel geöffnet und das Material gelangt zum Leitmittel 30, dessen Wandung 32 hier in etwa im rechten Winkel zur geöffneten Rückschlagklappe 31 angeordnet ist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Leitmittel 31 konkav ausgebildet, wobei die Wandung 32 Teil des konkaven Teils ist. Das Material bildet auf der Wandung 32 fließend ein Schüttgutpolster 33 aus, das nachfolgendes Material ausbremst. Das derart abgebremste Material fließt dann mit einer geringeren Geschwindigkeit nach unten in den Abscheider 1 , ohne viel im Abscheider 1 zu verwirbeln.

In Fig. 6 ist eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 dargestellt, so dass auf die Beschreibung Bezug genommen werden kann. Dabei wird - wie in Fig. 5- die Situation während des Saugförderns dargestellt. Um unteren Ende ist eine Klappe 34 angeordnet, die während des Saugfördervorgangs durch den anliegenden Unterdruck geschlossen ist.

Alternativ wird in Fig. 7 eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Montage direkt auf einer Maschine (hier nicht dargestellt) erfolgt, d.h. ohne Klappe 34. In Fig. 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Rückschlagklappe 31 und das Leitmittel 30 miteinander integriert sind, indem das Leitmittel 31 pendelnd ausgebildet ist. Dazu ist das Leitmittel 30 mindestens teilweise konkav ausgebildet und ist vor dem Einlassmittel 4 angeordnet. Im Ruhezustand liegt der konkave Teil des Leitmittels 31 vor dem Einlassmittel 4. Im Förderzustand prallt das einströmende Material auf den konkaven Teil des Leitmittels 31 , so dass das Material entlang der Wandung 32, die Teil des konkaven Teils ist, entlang fließt. Die Funktion entspricht in etwa der Ausführungsform, die in Figur 5 dargestellt ist.