通過引用并入歐洲專利申請EP 15 200 098.0的內(nèi)容。
本發(fā)明涉及一種用于將散料給送到螺桿機(jī)中的給送裝置,具有
-用于傳送沿輸送方向流動的散料的給送管道,
-用于檢測散料中的金屬粒子的感應(yīng)線圈,
-用于從散料去除檢測到的金屬粒子的去除裝置,和
-用于啟動去除裝置的控制裝置。
此外,本發(fā)明涉及一種用于將散料給送到螺桿機(jī)中的方法。
背景技術(shù):
位于螺桿機(jī)的散料流中的金屬粒子是有問題的,因?yàn)樗鼈兘?jīng)常導(dǎo)致?lián)p壞螺桿機(jī)并且相應(yīng)地引起高停機(jī)和修理成本。
DE 296 19 173 U1公開了一種金屬分離器,其中借助于感應(yīng)線圈在非金屬粒子流中檢測金屬粒子。金屬粒子隨后從給料上游排出到擠出機(jī)或注塑機(jī)中。為此,借助于抽吸管道阻止流動,其中金屬粒子在重力作用下落下到機(jī)械屏障上并且在其中排出。作為金屬粒子被排出的結(jié)果,要處理的散料的連續(xù)和恒定給送以不可預(yù)見的方式受損。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明基于形成用于將散料給送到螺桿機(jī)中的給送裝置的目的,所述給送裝置允許以容易和可靠的方式以及維持盡可能恒定的連續(xù)流動的方式去除金屬粒子。
此目的通過一種給送裝置實(shí)現(xiàn),其中去除裝置具有可移位的篩元件,該篩元件具有用于散料的大量通孔。經(jīng)由該篩元件,不僅檢測到從散料流去除的金屬粒子,而且不中斷散料流,這是因?yàn)樯⒘显诮饘倭W拥囊瞥陂g穿過通孔,并且因而散料能被連續(xù)地給送到下游的螺桿機(jī)中。用語“散料流”表示流動的散料。根據(jù)本發(fā)明,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致下游的螺桿機(jī)損壞的金屬粒子具有使得它們能與散料分離的粒徑。散料特別是呈具有平均散料粒徑、特別是具有最大散料粒徑的顆粒和/或粉末形式,所述最大散料粒徑小于金屬粒子的容許粒徑和/或可檢測粒徑。給送管道特別是被構(gòu)造為下行管道,使得位于其中的散料和金屬粒子至少在重力作用下沿輸送方向移動。給送管道優(yōu)選穿過由感應(yīng)線圈界定出的內(nèi)部空間延伸。因而,感應(yīng)線圈優(yōu)選包圍給送管道。感應(yīng)線圈特別是以筒形和/或螺旋方式構(gòu)成。篩元件設(shè)置在感應(yīng)線圈的沿輸送方向的下游,并且因此所述篩元件可根據(jù)檢測到的金屬粒子移位到散料流中并且可從散料流去除檢測到的金屬粒子。為此,感應(yīng)線圈與篩元件之間的間距被選擇成使得篩元件可在檢測到的金屬粒子經(jīng)過篩元件之前以及時的方式移位到散料流中。篩元件例如被構(gòu)造為穿孔板片或篩布。篩元件例如由不銹鋼制成。根據(jù)本發(fā)明的給送裝置因而不僅允許從散料流容易和可靠地去除金屬粒子,而且避免了對散料流的任何中斷,由此確保散料以連續(xù)和基本上恒定的方式給送到下游的螺桿機(jī)中。
其中篩元件可借助于致動驅(qū)動裝置移位、特別是可橫向于輸送方向移動的給送裝置確保了金屬粒子的快速和容易的去除。借助于致動驅(qū)動裝置,篩元件可橫向于、特別是垂直于輸送方向線性地移位,使得篩元件既可快速移動到散料流中又可快速從散料流移出。致動驅(qū)動裝置特別是被構(gòu)造為線性驅(qū)動裝置,例如電動或電磁、液壓或氣動線性驅(qū)動裝置。致動驅(qū)動裝置特別是構(gòu)造成使得,對于從其中篩元件未位于散料流中的靜止位置/止靠位置到其中篩元件完全位于散料流中的操作位置的行程時間ΔtV而言,ΔtV≤2s,特別是ΔtV≤1.5s,特別是ΔtV≤1s,并且特別是ΔtV≤0.5s。對于行程時間ΔtV而言,與散料從感應(yīng)線圈到篩元件的輸送時間ΔtS相比,ΔtV<ΔtS。篩元件優(yōu)選由金屬材料制成。
其中通孔各自都具有多邊形截面形狀的給送裝置確保了金屬粒子的容易和可靠的去除并且基本上恒定的散料流。作為通孔的多邊形截面形狀的結(jié)果,篩元件既具有大的自由通路截面積,又具有充分的機(jī)械穩(wěn)定性。通孔優(yōu)選以矩形、特別是正方形方式形成。
其中通孔各自都具有最小截面尺寸D的給送裝置確保了從散料流容易和可靠地去除有害的金屬粒子,其中1mm≤D≤12mm,特別是2mm≤D≤8mm,特別是3mm≤D≤7mm,并且特別是4mm≤D≤6mm。最小截面尺寸D特別是大于散料的最大粒徑。
其中篩元件在上游側(cè)由邊界壁橫向地界定的給送裝置確保以容易的方式可靠去除金屬粒子。邊界壁防止了位于篩元件的上游側(cè)的金屬粒子由于篩元件的快速移動而回到散料流中。篩元件的快速移動造成了位于篩元件上的金屬粒子從篩元件橫向地滑落的風(fēng)險。邊界壁特別是以環(huán)繞方式構(gòu)成,使得篩元件呈收集籃的形式。優(yōu)選地,篩元件設(shè)置在形成邊界壁的篩元件框架中。
其中篩元件的截面形狀涵蓋/覆蓋給送管道的截面形狀的給送裝置確保了從散料流容易和可靠地去除金屬粒子。篩元件的截面形狀在其中所述篩元件位于散料流中的操作位置涵蓋給送管道的截面形狀的事實(shí)確保了金屬粒子不能橫向地流經(jīng)篩元件。
其中篩元件被磁化的給送裝置確保了從散料流容易和可靠地去除金屬粒子。由于篩元件被磁化,所以可磁化的金屬粒子可被安全地收集并且保持在篩元件上。此外,可收集具有比通孔的最小截面尺寸小的粒徑的可磁化金屬粒子。
其中控制裝置構(gòu)造成使得在已借助于感應(yīng)線圈檢測出具有預(yù)定最小粒徑的金屬粒子時生成用于使篩元件移位的啟動信號的給送裝置確保了有害金屬粒子的容易和可靠的去除以及維持基本上恒定的散料流。感應(yīng)線圈在檢測到金屬粒子時向控制裝置提供檢測信號。檢測信號由控制裝置關(guān)于預(yù)定最小粒徑評估??刂蒲b置僅在檢測信號的評估揭示檢測到的金屬粒子超過預(yù)定最小粒徑時生成啟動信號以便使篩元件移位。啟動信號特別是啟動致動驅(qū)動裝置,使得檢測到的金屬粒子由篩元件捕獲和去除。該評估確保了篩元件僅在檢測到的金屬粒子具有對螺桿機(jī)有害并且可由篩元件捕獲和去除這樣的粒徑時移位到散料流中。具有使得無害或可穿過通孔并且因此無法被捕獲的粒徑的金屬粒子不會觸發(fā)篩元件的任何移位。
其中控制裝置構(gòu)造成使得在檢測到金屬粒子時生成用于使篩元件移位到散料中的第一啟動信號(SB1)并且在預(yù)定持續(xù)時間之后生成用于使篩元件移位離開散料的第二啟動信號(SB2)的給送裝置確保了金屬粒子的容易和可靠的去除。如果感應(yīng)線圈檢測到金屬粒子并且向控制裝置提供對應(yīng)的檢測信號,則控制裝置生成第一啟動信號以便使篩元件移位到散料流中。借助于啟動信號,特別是啟動了致動驅(qū)動裝置。在從第一啟動信號開始的預(yù)定持續(xù)時間之后,控制裝置生成用于使篩元件移位離開散料流的第二啟動信號。借助于第二啟動信號,特別是啟動了致動驅(qū)動裝置。致動信號因而用于使篩元件移動到散料流中并且使篩元件移動離開散料流。預(yù)定持續(xù)時間在控制裝置中被設(shè)定成使得檢測到的金屬粒子被可靠地捕獲并且還使得篩元件位于散料流中盡可能短的時間。作為預(yù)定持續(xù)時間被設(shè)定的結(jié)果,能優(yōu)化金屬粒子的去除。對于預(yù)定持續(xù)時間Δt而言,特別是0.5s≤Δt≤3s,特別是1s≤Δt≤2s。
其中去除裝置具有篩元件可在其中移位的殼體并且其中殼體特別是具有用于觀察位于篩元件中的金屬粒子的觀察窗的給送裝置確保了金屬粒子的容易和可靠的去除。殼體具有特別是垂直于輸送方向的截面形狀——該截面形狀在篩元件的沿輸送方向的下游至少分段變窄。這確保了在已從散料流去除金屬粒子之后,位于篩元件上的散料可穿過通孔并且可被回送到散料流。位于篩元件上的散料例如通過振動移動到通孔,使得在靜止位置散料可穿過篩元件或通孔。通過該觀察窗口,操作員可觀察篩元件的狀態(tài)并且特別是確定金屬粒子是否已經(jīng)從散料流被去除。
其中殼體具有用于去除位于篩元件上的金屬粒子的開口并且其中該開口可由覆蓋元件特別是以氣密方式封閉的給送裝置確保以容易的方式去除金屬粒子。經(jīng)由該開口,可容易地手動去除位于篩元件上的金屬粒子。為此,篩元件位于靜止位置,即散料流之外。覆蓋元件容易地確保了人身保護(hù)。由于開口能借助于覆蓋元件特別是以氣密方式封閉,所以在需要的情況下可在殼體中形成惰性氣體氣氛。優(yōu)選地,觀察窗形成在覆蓋元件中。覆蓋元件特別是被構(gòu)造為可樞轉(zhuǎn)的覆蓋搭板。
其中去除裝置具有用于檢測覆蓋元件的打開狀態(tài)的檢測元件并且其中控制裝置特別是構(gòu)造成使得在覆蓋元件的打開狀態(tài)下篩元件的移位停止的給送裝置確保了金屬粒子的可靠去除。檢測元件生成表征覆蓋元件的打開狀態(tài)的狀態(tài)信號。該狀態(tài)信號被提供給控制裝置,控制裝置特別是在覆蓋元件的打開狀態(tài)下停止篩元件的移位。停止篩元件的移位可例如以使得控制裝置防止致動驅(qū)動裝置的啟動的方式發(fā)生。
包括惰性氣體給送管道的給送裝置允許散料在惰性氣體氣氛下給送。惰性氣體管道例如通向去除裝置的殼體中。優(yōu)選地,控制裝置構(gòu)造成使得能基于由檢測元件提供的表示覆蓋元件打開狀態(tài)的狀態(tài)信號來切斷惰性氣體給送管道。因而,如果覆蓋元件打開,則檢測元件確定這一點(diǎn)并且向控制裝置提供對應(yīng)的狀態(tài)信號??刂蒲b置然后啟動惰性氣體給送管道的截止閥,從而切斷給送管道并且例如還停止螺桿機(jī)。
一種用于處理散料的處理設(shè)備,具有
-螺桿機(jī),和
-根據(jù)本發(fā)明的給送裝置,其通向螺桿機(jī)中,
以容易的方式確保了螺桿機(jī)的可靠和生產(chǎn)運(yùn)行。經(jīng)由給送裝置,散料被連續(xù)地并以基本上恒定的輸送速度被給送到螺桿機(jī)。從散料流容易和可靠地去除損壞螺桿機(jī)的金屬粒子。
本發(fā)明還基于形成用于將散料給送到螺桿機(jī)中的方法的目的,該方法允許以容易和可靠的方式去除金屬粒子并維持連續(xù)和基本上恒定的流動。
此目的通過一種用于將散料給送到螺桿機(jī)中的方法來實(shí)現(xiàn),所述方法包括以下步驟:
-借助于給送管道傳送流動的散料,
-借助于感應(yīng)線圈檢測位于散料中的金屬粒子,以及
-借助于篩元件從散料去除檢測到的金屬粒子,其中在去除期間,散料穿過形成在篩元件中的大量通孔并且被給送到螺桿機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)對應(yīng)于已經(jīng)描述的根據(jù)本發(fā)明的給送裝置的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的方法可特別是利用根據(jù)本發(fā)明的給送裝置和處理設(shè)備開發(fā)。
附圖說明
可從以下對示例性實(shí)施例的描述集中本發(fā)明的更多特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。
圖1示出具有螺桿機(jī)和通向螺桿機(jī)中的給送裝置的用于處理散料的處理設(shè)備,
圖2示出用于從流動的散料去除金屬粒子的給送裝置的去除裝置的透視圖,以及
圖3示出圖2中的去除裝置的篩元件的平面圖。
具體實(shí)施方式
用于處理散料2的處理設(shè)備1包括螺桿機(jī)3和給送裝置4。給送裝置4設(shè)置在螺桿機(jī)3的沿散料2的輸送方向5的上游并且通向所述螺桿機(jī)3中。為此,在螺桿機(jī)3的殼體6中形成有給送開口7,所述給送開口通向螺桿機(jī)3的至少一個殼體內(nèi)孔8、9中。
螺桿機(jī)3是公知的和常規(guī)的。螺桿機(jī)3例如被構(gòu)造為多軸螺桿機(jī),特別是雙軸螺桿機(jī),其中設(shè)置有能在殼體內(nèi)孔8、9中沿相同方向被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并且相互緊密地嚙合的處理元件軸。螺桿機(jī)3包括緊固在基板11上的基部框架10。
給送裝置4包括用于傳送沿輸送方向5流動的散料2的給送管道12。沿輸送方向5流動的散料2在下文中也稱為散料流。給送管道12被構(gòu)造為下行管道,即沿重力方向延伸。
為了檢測對螺桿機(jī)3有害的不希望有的金屬粒子13,給送裝置4具有感應(yīng)線圈14。感應(yīng)線圈14以筒形和/或螺旋方式構(gòu)成并且包圍給送管道12。感應(yīng)線圈14特別是與給送管道12同心地設(shè)置。感應(yīng)線圈14設(shè)置在例如緊固在給送管道12和/或支承框架16上的殼體15中。
給送裝置4還包括用于從流動的散料2去除檢測到的金屬粒子13的去除裝置17。去除裝置17具有篩元件19能在其中移位的殼體18。篩元件19可借助于致動驅(qū)動裝置20線性地和橫向地、特別是垂直于輸送方向5移動。致動驅(qū)動裝置20以氣動方式構(gòu)成,即被構(gòu)造為可氣動地致動的活塞/缸單元。致動驅(qū)動裝置20緊固在殼體18的外側(cè)。
篩元件19具有由縱向部件22和橫向部件23界定的大量通孔21。篩元件19可例如制造成使得通孔21從面板類本體沖出。通孔21各自都具有多邊形截面形狀。該截面形狀例如是矩形,特別是正方形。通孔21此外各自都具有最小截面尺寸D,其中1mm≤D≤12mm、特別是2mm≤D≤8mm、特別是3mm≤D≤7mm并且特別是4mm≤D≤6mm。
在上游側(cè),篩元件19由邊界壁24橫向地界定。邊界壁24圍繞篩元件19延伸并且是篩元件框架25的一部分——篩元件框架25由邊界壁24和設(shè)置在其端部的支承橫向件26形成。篩元件19設(shè)置在支承橫向件26上并且在四面由沿輸送方向5突出的邊界壁24界定。篩元件19因而形成收集籃,借助該收集籃有害的金屬粒子13可與散料2分離。為了被安全地緊固,篩元件19可被固定、例如螺接在篩元件框架25上。篩元件19具有涵蓋給送管道12的外截面形狀QZ的外截面形狀QS。截面形狀QS和QZ在圖3中被示出。
篩元件19由金屬材料例如鋼制成。篩元件19以磁化或未磁化方式構(gòu)成。篩元件19具有在0.5mm與3mm之間、特別是在1mm與2mm之間的材料厚度?;蛘?,篩元件19可由塑料材料或陶瓷材料制成。
殼體18具有殼體主體27和橫向地設(shè)置在其上的殼體延伸部28。在其中篩元件19布置在散料流的外部的靜止位置,篩元件19位于部分地由殼體延伸部28界定的內(nèi)部中。在上側(cè),殼體延伸部28具有形式為覆蓋搭板的可樞轉(zhuǎn)覆蓋元件29。在覆蓋元件29中形成有觀察窗30。
在封閉狀態(tài)下,覆蓋元件29封閉允許接近位于靜止位置的篩元件19的開口31。開口31特別是可由覆蓋元件29以氣密方式封閉。
殼體延伸部28沿輸送方向5變窄。為此,殼體延伸部28的底部33沿殼體主體27的方向呈傾斜平面的形式延伸。結(jié)果,在篩元件19的靜止位置穿過通孔21的散料2被回送到散料流中。
為了檢測覆蓋元件29的打開狀態(tài),去除裝置17具有與覆蓋元件29交互的檢測元件32。檢測元件32例如被構(gòu)造為電觸頭。
為了形成惰性氣體氣氛,給送裝置4具有惰性氣體給送管道34。惰性氣體給送管道34通向殼體18中。在惰性氣體給送管道34中設(shè)置有可自動致動的截止閥35。為了通氣,在殼體18中還形成有可按需打開或封閉的放氣開口36。
感應(yīng)線圈14具有與控制裝置37的信號通訊——其用于啟動去除裝置17。為了啟動去除裝置17,控制裝置37具有與致動驅(qū)動裝置20和檢測元件32的信號通訊??刂蒲b置37還具有與截止閥35、放氣開口36和螺桿機(jī)3的信號通訊。
給送裝置4可例如被設(shè)計(jì)成使得,從至少6mm、特別是至少3mm的粒徑開始,有害的金屬粒子13能被檢測到并且能與散料流分離。通孔21具有例如5mm的最小截面尺寸D。利用這種篩元件19,可從散料流去除至少具有至少6mm的粒徑的有害的金屬粒子13。散料2具有例如1.6mm的最大粒徑。散料2的粒徑分布的d50值例如在50μm與800μm之間,這意味著50%的散料2或散料粒子處于所述范圍中。
處理設(shè)備1以如下方式工作。
在處理設(shè)備1的無故障運(yùn)行中,散料2經(jīng)給送管道12和去除裝置17流入螺桿機(jī)3中。感應(yīng)線圈14處于運(yùn)行中。篩元件19在靜止位置位于散料流的外部。散料2在惰性氣體氣氛下被給送到螺桿機(jī)3。為此,惰性氣體經(jīng)由惰性氣體給送管道34給送到給送裝置4。
如果散料流中有金屬粒子13,則該金屬粒子13流經(jīng)感應(yīng)線圈14。由于金屬粒子13,感應(yīng)線圈14生成提供給控制裝置37的檢測信號SD。感應(yīng)線圈14檢測由黑色金屬例如鋼或有色金屬制成的金屬粒子13??刂蒲b置37關(guān)于預(yù)定最小粒徑評估檢測信號SD。例如,控制裝置37將檢測信號SD與預(yù)定閾值進(jìn)行比較并且在檢測信號SD超過預(yù)定閾值時檢測到具有預(yù)定最小粒徑的金屬粒子13。相應(yīng)地,當(dāng)檢測信號SD不超過預(yù)定閾值時未檢測到金屬粒子13。
如果控制裝置37基于檢測信號SD而檢測到具有預(yù)定最小粒徑的金屬粒子13,則控制裝置37生成啟動致動驅(qū)動裝置20的第一致動信號SB1。致動驅(qū)動裝置20然后使篩元件19從靜止位置沿第一移動方向38移動到其中篩元件19位于散料流中的操作或收集位置。流動的散料2和檢測到的金屬粒子13因而撞擊篩元件19。為此,感應(yīng)線圈14與篩元件19之間的距離L被選擇成使得金屬粒子13從感應(yīng)線圈14到篩元件19的輸送時間ΔtS小于篩元件19從靜止位置到操作位置的移動時間ΔtV。
平均散料粒徑和最大散料粒徑比對螺桿機(jī)3有害的金屬粒子13的容許粒徑小得多。相應(yīng)地,檢測到的金屬粒子13的最小粒徑或容許粒徑大于平均和最大散料粒徑。通孔21的最小截面尺寸D被選擇成使得散料2能穿過通孔21,而有害的金屬粒子13不能穿過通口21。撞擊篩元件19的散料2因而穿過通孔21,并且盡管篩元件19位于散料流中也被向前給送到螺桿機(jī)3。相比而言,檢測到的對螺桿機(jī)3有害的金屬粒子13由篩元件19停止,使得所述金屬粒子13不進(jìn)入螺桿機(jī)3中。如果篩元件19被磁化并且金屬粒子13由可磁化金屬制成,則金屬粒子13被附加地停止并且由于磁力起作用而被保持。篩元件19的截面形狀QS涵蓋給送管道12的截面形狀QZ的事實(shí)確保了整個散料流撞擊篩元件19。
第一啟動信號SB1限定出開始時間t0,從t0開始預(yù)定持續(xù)時間Δt之后控制裝置37生成第二啟動信號SB2。經(jīng)由第二啟動信號SB2,致動驅(qū)動裝置20被再次啟動,從而使篩元件19從操作位置沿第二行進(jìn)方向39移動到靜止位置。持續(xù)時間Δt被選擇成使得不僅檢測到的金屬粒子13可靠地撞擊篩元件19,而且不將篩元件19位于散料流中不必要長的時間。持續(xù)時間Δt在0.5s與3s之間,特別是1s與2s之間。邊界壁24防止在篩元件19移動的同時位于篩元件19上的金屬粒子再次離開篩元件19并且進(jìn)入散料流中。當(dāng)金屬粒子13尚未事先從篩元件19被去除時,對于沿第一移動方向38的更新后的移動而言同樣如此。
在篩元件19的靜止位置仍位于縱向部件22或橫向部件23上的散料2可例如通過振動進(jìn)入通孔21的區(qū)域中并且穿過篩元件19。該散料2撞擊傾斜地延伸的底部33并且被回送到散料流中。
位于篩元件19中的金屬粒子13可在篩元件9返回靜止位置之后立即被去除,或金屬粒子13可初始保留在篩元件19上直至處理設(shè)備1的運(yùn)轉(zhuǎn)中斷即將發(fā)生并且然后被去除,其中在操作中斷之前,如果有必要的話,從散料流去除更多金屬粒子13。由于惰性氣體氣氛,金屬粒子13的手動去除僅在螺桿機(jī)3停止時才可以。覆蓋元件29的打開使得螺桿機(jī)3停機(jī)并且引起給送裝置4前方的散料流動的中斷。
可透過觀察窗30觀察位于篩元件19上的金屬粒子。為了去除,打開覆蓋元件29。覆蓋元件29的打開狀態(tài)由檢測元件32檢測到,檢測元件32將狀態(tài)信號SZ傳輸?shù)娇刂蒲b置37。由于狀態(tài)信號SZ,截止閥35啟動,從而切斷惰性氣體給送管道34。此外,放氣開口36打開并且螺桿機(jī)3和散料流動停止。此外,控制裝置37由于狀態(tài)信號SZ而停閉致動驅(qū)動裝置20。為此,阻止第一啟動信號SB1的生成。現(xiàn)在可以從篩元件19去除金屬粒子13或可以更換篩元件19。當(dāng)多個金屬粒子13位于篩元件19上時同樣如此。隨后,開口31由覆蓋元件29以氣密方式封閉。
覆蓋元件29的關(guān)閉狀態(tài)由檢測元件32檢測到,檢測元件32將對應(yīng)的狀態(tài)信號SZ傳輸?shù)娇刂蒲b置37??刂蒲b置37將給送裝置4和螺桿機(jī)3變換回到正常運(yùn)轉(zhuǎn)中。特別地,致動驅(qū)動裝置20重新啟動,并且通過封閉放氣開口36并打開截止閥35,惰性氣體被再次給送到給送裝置4。隨后,散料2被給送到給送裝置4中。
根據(jù)本發(fā)明的給送裝置4因而允許將損壞下游的螺桿機(jī)3的金屬粒子13的容易和可靠的去除。此外,給送裝置4允許散料2以盡可能恒定的輸送速度連續(xù)給送到螺桿機(jī)3中。