专利名称：用于气动输送细粒状散装货物的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于气动输送细粒状散装货物、例如用于加强塑料的切断的玻璃纤维的一种装置以及一种方法。
玻璃纤维大量地在塑料生产中尤其是为了制造玻璃纤维强化的塑料而使用。在此，为了处理玻璃纤维，尤其是为了输送以及为生产设备装料要求巨大的费用。对于储备玻璃纤维束的位置需求也是巨大的。
用于加强热塑性塑料的玻璃纤维一般是以纤维束的形式、也就是所谓的切短纤维(Strand)的形式进行加工的。纤维束在此例如由2000条具有典型的大约4.5mm的长度的单纤维(单纤维的直径大约10μm)构成。在通用的玻璃纤维加强热塑性塑料的生产设备中，切断的玻璃纤维例如在一个挤出机上与熔融的热塑性塑料以及必要时与其它添加剂进行混合。在此必须将大量切断的玻璃纤维供给该挤出机。
在现有技术中已知的用于分段式地给生产设备以切断的玻璃纤维进行装料/填充的输送技术是升降设备和陆地运输车如叉车或者起重机设备。连续的输送例如可以通过斗式输送机、连续输送机、振动槽或输送带进行。
不利的是，这种输送技术一方面非常费事，另一方面由于其结构形式以及其位置需求很难集成在现有的生产设备以及其建筑物物流中。
使用用于气动输送散装货物的设备提供了一种出路，这种设备例如在EP 0 692 441 A中进行了描述。在EP 0 692 441 A中所描述的气动输送设备以所谓的抽吸-压力循环工作，其中在抽吸循环中该设备用来自给料储藏器中的散装货物部分充满，并且在压力循环中将装入的材料输送到目标地点。压缩空气供给系统的一种特殊结构避免了这种设备的堵塞。
在EP 0 692 441 A中所描述的设备中，在抽吸循环期间在目标地点上产生负压。对于确定的设备布置，其表现出一种巨大的缺陷，因为例如散装货物的给料地点以及目标地点在设备中相互远离，由此压力降很大，或者因为在给料地点和目标地点之间的一个或者多个位置上，由于弯角、直径缩小、转接器、管道中的阀栓或类似构件会出现压力损失。也可能在目标地点上的设备架构不允许负压供给。另一个缺点在于，在抽吸循环期间，总输送管中的输送速度很大，从而导致散装货物的质量损失，尤其对于敏感的散装货物如切断的玻璃纤维。
在公开文献DE 101 27 427 A中描述了一种用于气动输送细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维的装置，该装置具有至少一个给料储藏器、一个具有一个第一部段和一个第二部段的气动输送管、一个用于输送气体的与输送管的第一部段的端部连接的抽吸输送机构、一个用于输送气体的压力输送机构、一个输送气体辅助管道、多个在气动输送管和输送气体辅助管道之间的闭锁件以及一个输出部位。
在DE 101 27 427 A中描述的装置相对于在EP 0 692 441 A中描述的装置没有这样的缺点，即在输送循环的抽吸阶段或者填充阶段，在目标地点在整个装置上都必须产生负压，而是只需要在输送管的第一部段中产生负压。在DE 101 27 427 A中描述的装置的另一个优点在于该输送设备更高效的运行，因为输送循环的第一阶段(在部段1中填充玻璃纤维)和输送循环的第三阶段(在部段2中填充玻璃纤维)可以同时进行。另外对于在DE 101 27 427 A中公开的装置可以更好地控制输送速度。
但是对于在DE 101 27 427 A中公开的装置的缺点是，不能实现散装货物到输出部位长期连续地供给，因为在一定的时间后，给料储藏器就空了，必须重新充满或者用一个装满的给料储藏器来替换，由此该设备在一段时间内没有运行。此外，所描述的设备在不同散装货物质量(例如用于加强聚丙烯或者硫化聚苯醚的玻璃纤维)方面的灵活性受到限制，因为给料储藏器必须在另一种散装货物质量填装前才清空。
本发明的任务是提供一种用于输送细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维的装置，该装置可以长期连续运行，而不会在填装给料储藏器或者用满的给料储藏器更换空的给料储藏器时导致输送设备停机，并由此导致连接在输送装置后面的设备例如挤出机停机。另外，这种输送装置可以以尽可能小的花费切换到其它散装货物质量。这意味着，这种散装货物质量的切换无需清空或者更换给料储藏器就能实现。
本发明的主题是一种用于气动输送细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维的装置，其包括(i)两个或者多个给料机构(1A、1B、1C)，其分别通过一个闭锁机构(11A、11B、11C)与输入管(2A、2B、2C)的一个第一端部连接，其中输入管(2A、2B、2C)的相应的第二端部分别通过一个闭锁机构(15A、15B、15C)与主输送管(17)在第一端部的区域内连接，(ii)一个或者多个输出机构(8A、8B、8C)，其分别通过一个闭锁机构(18A、18B、18C)与主输送管(17)连接，(iii)一个与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)并联的输送气体辅助管道(4)，其中该输送气体辅助管道(4)通过多个连接管道(5)与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)连接，(iV)一个抽吸输送机构(3)，其分别借助于闭锁机构(10A、10B、10C)可闭锁地与输入管(2A、2B、2C)的第二端部连接，(V)一个压力输送机构(16)，其分别借助于闭锁机构(12A、12B、12C)与输入管(2A、2B、2C)的第一端部，并且借助于闭锁机构(13)与输送气体辅助管道(4)，并且借助于闭锁机构(14)与主输送管(17)的第一端部可闭锁地连接，(vi)在连接管道(5)中的闭锁机构(6)。
按本发明的装置实现了将来自多个给料机构的细粒状散装货物、尤其是切断的玻璃纤维通过一个输送管道气动输送到一个或者多个输出机构。该装置结构比较简单，尤其节省空间，并且因此可以不受限制地集成到复杂的建筑物基础设施中。此外，该装置运行非常可靠，极少需要维修并且容易操作。另外其还保护材料地进行工作。
多个给料机构以及输出机构必定引起弯角、转接器、闭锁机构如阀栓或者类似件数量的增加，这使得散装货物保护材料地进行输送很困难，并且在气动输送设备中导致压力损失增加。尽管多个给料机构以及必要时多个输出机构，在按本发明的装置中，散装货物的给料地点以及目标地点相互远离，而压力降却不大。
按本发明的具有多个给料机构以及必要时具有多个输出机构的装置保证了生产设备连续地供给细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维。如果给料机构是储藏器、容器或者类似件，由这些给料机构给输送装置不连续地装料，那么按本发明的装置就可以如此运行，使得在一个笫一储藏器清空后直接清空第二储储藏器，由此实现了装置的连续装料。也可以将多个给料机构用于不同的散装货物，例如用于加强不同热塑性塑料的不同玻璃纤维类型。此外，一个唯一的装置可以借助于多重输出机构给多条生产线例如同时供给散装货物。原则上可以将散装货物同时从多个给料机构经过相应的输入管道进行输送。
根据本发明，将两个或者多个给料机构分别通过一个闭锁机构与一个输入管的第一端部相连接，其中该输入管的相应第二端部通过一个闭锁机构与一个主输送管在第一端部的区域内连接。对于主输送管的第一端部的区域根据本发明应该理解为，输入管设置在主输送管的第一端部上或者与主输送管的第一端部相隔一个确定的距离设置，其中该距离相对于主输送管的总长度较小。输入管或者可以在一个共同的连接部分上或者分别通过一个单独的连接部位与主输送管连接。输入管与主输送管的这种连接最好借助于管子转接器进行。
容器、BIG-BAGs(织物容器)、圆形料仓、料仓、储藏室、槽或者类似件适合作为给料机构。最好使用散装货物容器，其通过一个连接管尤其是与按本发明的装置的进口闭锁阀连接。
输出机构本身例如可以仅仅用于储藏目的或者定量配送目的，或者也可以用作细粒状散装货物本身继续加工的机构。其例如可以是挤出机的接受器(Vorlage)。原则上所有储藏器如容器、BIG-BAGs(织物容器)、圆形料仓、料仓、储藏室、槽、载重汽车的半挂车、反应槽或者深加工槽、挤出机或者其它储藏器和设备都适合用作输出机构。
输出机构可以通过一个闭锁机构基本上直接与主输送管连接。在此，其例如在第二端部的区域内与主输送管连接。在主输送管的第二端部的区域内在本发明中表示，输出机构可以安置在第二端部上，或者与第二端部隔开一个确定的距离安置，其中该距离相对于主输送管的总长度非常短。尤其对于设置多个输出机构的情况，其与主输送管的连接部位可以分布在主输送管的第二端部上的区域上。如果设置多个输出机构，那么这些输出机构也可以具有一个与主输送管的共同连接部位，但是其中每个输出机构分别用一个闭锁机构与主输送管连接。闭锁机构与主输送管的连接例如可以通过管子转接器实现。输出机构除了在主输送管的第二端部的区域内还基本上可以安置在主输送管的任意其它位置上。
在一种优选的实施方式中，输出机构并不直接通过闭锁机构与主输送管连接，而是分别与一个输出管的第一端部连接，其中，输出管的相应第二端部通过闭锁机构与主输送管连接。该输出管可以基本上为任意长度，并且可以基本上在任意位置与主输送管连接。该闭锁机构在此原则上可以沿着输出管安置在任意位置上。闭锁机构最好是挤压阀。
输入管和输出管以及主输送管最好是具有100至200mm额定宽度以及例如1至200m长度的管子。这些管子最好用完全硬化的钢构造。这些输送管在其内壁上特别优选具有50至90HRC的硬度，特别优选具有60至65HRC的硬度。这些输送管最好由不同的部分组装而成，这些部分例如通过法兰连接件相互连接在一起。为了保护地输送纤维，尤其要重视输送管无突起和无凹进的设计。
主输送管最好比各个输入管长。该装置基本上可以配置任意数量的输入管和输出管，其中设置至少两个输入管，其分别与一个给料机构相连接。
基本上每种简单的管道都适合作为输送气体辅助管道，这些管道同样最好由不同的部分组装而成，这些部分例如通过法兰连接件连接在一起。辅助管道端部封闭，或者可以封闭，由此可以在辅助管道中建立压力。
输送气体辅助管道与主输送管和输入管以及如果存在的话与输出管并联。其通过多个连接管道、例如通过多个短的管件与输送管连接。连接管道支承着闭锁机构。两个相邻的连接管道之间的距离最好为200至2000mm。
任意用于产生气体负压的机器都适合作为抽吸输送机构。最好使用风机或者风扇。抽吸输送装置分别与输入管的第二端部可闭锁地连接，其中输入管的第一端部分别与给料机构连接。
不仅输入管和输出管，而且主输送管和输送气体辅助管道都通过管道与输送气体接头连接，输送气体具有所期望的初压力。任意用于产生气体过压的机器都适合用作压力输送机构。最好使用风机、风扇、压气机或者压缩机。压力输送装置分别与输入管的第一端部以及主输送管的第一端部可闭锁地连接。
按本发明的装置的所有机构、例如输出机构和给料机构以及抽吸输送机构和压力输送机构都可以设置一个过滤机构以避免环境(被玻璃纤维灰尘)污染。为此例如使用自清洁式的过滤机构。
闭锁机构尤其是阀栓、管转接器或者阀。在输入管的两端、也就是在给料机构和相应的输入管之间以及在相应的输入管和主输送管之间最好设置挤压阀。此外，用于将输出管与主输送管连接的闭锁机构最好是挤压阀。
连接管道中的闭锁机构最好是双级的，其中第一级与主输送管、输入管和/或输出管连接，并且相对于主输送管中升高的压力防回流地构成。此外，闭锁机构的第二级最好与输送气体辅助管道连接，并且是具有压力预调系统的进气阀。
本发明的另一主题是一种用于在使用按本发明的装置的情况下输送细粒状散装货物的方法，其特征在于以下步骤(a)分别打开闭锁机构(11A、11B、11C)、(10A、10B、10C)和(18A、18B、18C)中的其中一个以及(13)，(b)借助于抽吸输送机构(3)从其中一个给料机构(1A、1B、1C)中将散装货物抽吸入其中一个输入管(2A、2B、2C)，(c)关闭闭锁机构(11A、11B、11C)和(10A、10B、10C)，(d)分别打开闭锁机构(12A、12B、12C)和(15A、15B、15C)中的其中一个，(e)将在步骤(b)中抽吸的散装货物借助于压力输送机构(16)输送到主输送管(17)中，(f)关闭闭锁机构(12A、12B、12C)和(15A、15B、15C)，(g)打开闭锁机构(14)，(h)将在步骤(e)中输送到主输送管(17)中的散装货物借助于压力输送机构(16)输送到输出管(19A、19B、19C)的其中一个中，(i)关闭闭锁机构(14)。
按本发明的方法可以单次或者多次实施。如果多次实施，那么在步骤(i)之后紧接着步骤(a)，从而步骤(a)至(i)循环执行。最好步骤(g)、(h)和(i)(主输送管内的输送)以及(a)、(b)和(c)(输入管的充装)同时进行。在步骤(f)之后，在执行步骤(g)、(h)和(i)时已经执行步骤(a)、(b)和(c)。例如如果给料储藏器1A空了，那么可以直接切换到满的给料储藏器例如1B以及其输入管。然后空的给料储藏器可以重新充装，或者用满的给料储藏器更换，而输送装置继续运行。这表现出了按本发明的设备在连续运行方面的巨大优点。因为通过这种方式保证了长期连续运行该设备，可以省去非常大的储备储藏器如料仓或者地下室。另外，该输送装置在必要时可以直接用散装货物容器来充装。从例如第一给料机构(例如
图1中的1A)中的一种散装货物质量到第二给料机构(例如图1中的1B)中的另一种散装货物质量的生产转换可以毫不费力地实现，也就是说不必首先将一个给料机构空着运走或者更换。这显示出了巨大的物流方面的优点。
根据附图更详细地描述本发明。
图1示意示出了按本发明的用于气动输送细粒状散装货物、尤其是切断的玻璃纤维的装置100。输入管2A、2B、2C以及输出管19A、19B、19C连接在主输送管17上。在此输入管2A、2B、2C的第一端部分别与一个相应的给料机构1A、1B、1C连接，并且输出管19A、19B、19C的第一端部分别与一个相应的输出机构8A、8B、8C连接。输入管2A、2B、2C的第二端部分别与主输送管17的第一端部连接，并且输出管19A、19B、19C的第二端部分别与主输送管17的第二端部连接。
输入管2A、2B、2C载有闭锁机构11A、11B、11C以及15A、15B、15C，输出管19A、19B、19C裁有闭锁机构18A、18B、18C。
输送气体辅助管道4与主输送管17以及输入管2A、2B、2C和输出管19A、19B、19C并联，并且通过连接管道5与闭锁机构6连接。
抽吸输送机构3分别与输入管2A、2B、2C的第二端部可闭锁地连接。此外，压力输送机构16分别与输入管2A、2B、2C的第一端部和主输送管17的第一端部可闭锁地连接。
玻璃纤维例如可以是由大约2000条长度4.5mm且直径大约为0.5mm的纤维构成的絮状体。单纤维直径大约为10μm。
该装置100例如如下运行待输送的切断的玻璃纤维(未示出)位于给料储藏器1A、1B、1C中。所有闭锁机构例如阀栓都关闭。打开闭锁机构13以及闭锁机构18A、18B、18C中的一个，由此主输送管17与输出储藏器8A、8B、8C中的一个接通。
在第一步骤中，打开闭锁机构10A和11A，并且借助于风机3在例如1分钟内将例如大约150kg的量的切断的玻璃纤维从给料储藏器1A吸入气动输入管2A。关闭阀栓10A以及11A。
在第二步骤中，打开阀栓12A和15A，并且将在第一步骤中输送到输入管2A中的切断玻璃纤维的量在例如20秒内借助于压力输送机构16通过将输送气体输入主输送管17。作为输送气体使用压力空气。压力空气的压力通过风机16建立。关闭阀栓12A和15A，阀栓13保持打开，以便给输送气体辅助管道4供给压力空气。
在第三步骤中，打开阀栓14。现在将在第二步骤中输入主输送管17中的切断玻璃纤维给料部分借助于压力空气通过主输送管7一直输送到输出部位8A、8B、8C中的一个，这取决于打开了哪个阀栓18A、18B、18C。该输送在例如2分钟内完成。压力空气量在正常条件下设为200m3/h，这相应于大约5m/s的管子排气速度。接着关闭阀栓14。
在输送循环的第三步骤期间，下一个输送循环的第一步骤已经执行。
在发生或者出现堵塞时，打开闭锁机构6，其在输入管2A、2B、2C和输出管19A、19B、19C以及主输送管17的区域内通过短的管件5与输送气体辅助管道4连接。由此切断的玻璃纤维的给料部分的输送在发生或者出现堵塞后还得到保持。通过由输送气体辅助管道4喷出的压力空气使发生的或者出现的堵塞松脱，并最终分解。
在主输送管17的区域9内示例性地示出了输送管的弯曲部分，在该弯曲部分中堵塞的危险增加。
当给料储藏器1A清空时，如上所述进行充装循环以及输送循环，不同的是，使用具有所属的储藏器1A或者1B的输入管2B或者2C以及闭锁机构11B、10B和15B或者11C、10C和15C。
权利要求
1.用于气动输送细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维的装置，包括(i)两个或者多个给料机构(1A、1B、1C)，其分别通过一个闭锁机构(11A、11B、11C)与输入管(2A、2B、2C)的一个第一端部连接，其中输入管(2A、2B、2C)的相应的第二端部通过一个闭锁机构(15A、15B、15C)与主输送管(17)在第一端部的区域内连接，(ii)一个或者多个输出机构(8A、8B、8C)，其分别通过一个闭锁机构(18A、18B、18C)与主输送管(17)连接，(iii)一个与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)并联的输送气体辅助管道(4)，其中该输送气体辅助管道(4)通过多个连接管道(5)与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)连接，(iv)一个抽吸输送机构(3)，其分别借助于闭锁机构(10A、10B、10C)可闭锁地与输入管(2A、2B、2C)的第二端部连接，(v)一个压力输送机构(16)，其分别借助于闭锁机构(12A、12B、12C)与输入管(2A、2B、2C)的第一端部，并且借助于闭锁机构(13)与输送气体辅助管道(4)，并且借助于闭锁机构(14)与主输送管(17)的第一端部可闭锁地连接，(vi)在连接管道(5)中的闭锁机构(6)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于所述输出机构(8A、8B、8C)分别与输出管(19A、19B、19C)的第一端部连接，其中输出管(19A、19B、19C)的相应第二端部通过闭锁机构(18A、18B、18C)与主输送管(17)连接。
3.按权利要求1或者2中任一项所述的装置，其特征在于所述闭锁机构(6)是双级的，其中第一级与主输送管(17)、输入管(2A、2B、2C)和/或输出管(19A、19B、19C)连接，并且相对于主输送管(17)中的升高的压力防回流地构成。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于所述闭锁机构(6)的第二级与输送气体辅助管道(4)连接，并且是具有压力预调系统的进气阀。
5.按权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于两个相邻连接管道(5)之间的距离为200至2000mm。
6.按权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于所述闭锁机构(15A、15B、15C)、(12A、12B、12C)和/或(18A、18B、18C)是挤压阀。
7.按权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于所述输入管(2A、2B、2C)和/或所述输出管(19A、19B、19C)借助于管子转接器与主输送管(17)连接。
8.用于在使用按权利要求1-7中任一项所述的装置的情况下输送细粒状散装货物的方法，其特征在于以下步骤(a)分别打开闭锁机构(11A、11B、11C)、(10A、10B、10C)和(18A、18B、18C)中的其中一个以及(13)，(b)借助于抽吸输送机构(3)从其中一个给料机构(1A、1B、1C)中将散装货物抽吸入其中一个输入管(2A、2B、2C)，(c)关闭闭锁机构(11A、11B、11C)和(10A、10B、10C)，(d)分别打开闭锁机构(12A、12B、12C)和(15A、15B、15C)中的其中一个，(e)将在步骤(b)中抽吸的散装货物借助于压力输送机构(16)输送到主输送管(17)中，(f)关闭闭锁机构(12A、12B、12C)和(15A、15B、15C)，(g)打开闭锁机构(14)，(h)将在步骤(e)中输送到主输送管(17)中的散装货物借助于压力输送机构(16)输送到输出管(19A、19B、19C)的其中一个中，(i)关闭闭锁机构(14)。
全文摘要
本发明涉及一种用于气动输送细粒状散装货物、尤其是玻璃纤维的装置，包括(i)两个或者多个给料机构(1A、1B、1C)，其分别通过一个闭锁机构(11A、11B、11C)与输入管(2A、2B、2C)的一个第一端部连接，其中输入管(2A、2B、2C)的相应的第二端部分别通过一个闭锁机构(15A、15B、15C)与主输送管(17)在第一端部的区域内连接，(ii)一个或者多个输出机构(8A、8B、8C)，其分别通过一个闭锁机构(18A、18B、18C)与主输送管(17)连接，(iii)一个与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)并联的输送气体辅助管道(4)，其中该输送气体辅助管道(4)通过多个连接管道(5)与主输送管(17)和输入管(2A、2B、2C)连接，(iv)一个抽吸输送机构(3)，其分别借助于闭锁机构(10A、10B、10C)可闭锁地与输入管(2A、2B、2C)的第二端部连接，(v)一个压力输送机构(16)，其分别借助于闭锁机构(12A、12B、12C)与输入管(2A、2B、2C)的第一端部，并且借助于闭锁机构(13)与输送气体辅助管道(4)，并且借助于闭锁机构(14)与主输送管(17)的第一端部可闭锁地连接，(vi)在连接管道(5)中的闭锁机构(6)。
文档编号B65G53/52GK1934016SQ200580009594
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月16日 优先权日2004年3月23日
发明者H·格拉斯霍夫, R·H·范穆勒科姆, M·比恩米勒, D·约阿西米, M·德博克 申请人:兰爱克谢斯德国有限责任公司