生产和包装生物材料的压制品的生产和包装系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于从生物材料（4）生产和包装压制品（5）的生产和包装系统（1），该生产和包装系统（1）具有：用于对所述生物材料（4）加压以形成所述压制品（5）的加压装置（3）；以及用于对所述压制品（5）进行包装的包装装置（6）；其中，所述加压装置（3）和所述包装装置（6）以相互作用的方式结合地布置，以便于以这样的方式形成块单元（2）：通过所述加压装置（3）能够将压制品（5）以连续的方式供给到所述包装装置（6）。
【专利说明】生产和包装生物材料的压制品的生产和包装系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产和包装生物材料的压制品的生产和包装系统，该生产和包装系统具有:用于对生物材料加压以形成压制品的加压装置；以及对压制品进行包装的包装装置。
[0002]此外，本发明还涉及一种从生物材料生产和包装压制品的方法，其中，将所述生物材料引入至加压站，并且在加压站对生物材料加压以形成压制品，并且其中，随后对压制品进行包装。
【背景技术】
[0003]从现有技术已知的是，对生物材料(诸如植物残余物等)进行加压以形成压制品(例如球状物等)。根据压制品的尺寸，随后常常用包装材料单独地或以多个压制品为单元地包装这些压制品。因此，能够得到压制品紧凑方式的生物材料(例如，作为燃料材料)相应地用于交易或最终用户。
【发明内容】
[0004]本发明的目的为简化在该方式下包装的压制品的生产。
[0005]通过一种用于从生物材料生产和包装压制品的生产和包装系统来实现本发明的目的，该生产和包装系统具有用于对生物材料加压以形成所述压制品的加压装置，以及用于对压制品进行包装的包装装置；其中，加压装置和包装装置以相互作用的方式结合地布置，以便于以这样的方式形成块单元:通过加压装置能够将压制品以基本连续的方式和/或几乎连续的方式供给到包装装置。
[0006]在该情况下，具体地，“几乎连续地供给”应当被理解为，即使在单个压制品供给之间可能发生设备的运行中(例如，旋转)产生的短暂的中断，仍然视为在预设时间段中压制品被连续供给到包装装置。
[0007]根据本发明，连续生产过程在本申请中就压制品而言是可能的，通过该连续生产过程能够实现连续生产工序，由此，例如与在常规时控(或定时)生产工序的情况相比，该连续生产方法相应地能够实现高得多的吞吐率。在该方面，能够在比之前短得多的时间内得到多个压制品。
[0008]由于加压装置和包装装置在空间上结合地布置以有利的方式形成块单元，所以在该块单元中展现出另一巨大的优点，特别地，该块单元具有在空间上尤其紧凑的设计，并且块单兀本身允许在最小空间内压制品的闻吞吐率。
[0009]事实上，任何植物成分的可再生资源、例如尤其是玉米芯都可以作为生物材料。
[0010]优选的是，讨论的压制品为燃料坯。然而，还可能的是，生产以不同方式使用的压制品。
[0011]在本发明的意义上说，术语“块单元(block unit)”描述了高度紧凑设计的生产和包装设备，在该生产和包装设备中，加压装置和包装装置以这种方式在空间上彼此紧密地相互作用:在最小的空间中能够实现压制品的连续生产。
[0012]用简化术语来表达，该块单元为黑色方框，在该块单元的一侧引入生物材料并且在该块单元的另一层，将已经加压且包装的压制品被传送出该块单元，并且得到进一步使用的生物材料。
[0013]例如，能够以环形绳的形式对生物材料加压，之后，该生物材料可被设置成所需的纵向尺度，并且然后以相邻和/或叠加的方式堆积，以及包装。
[0014]如果加压装置包括多个加压站，多个加压站以这样的方式布置在可转动的加压站转盘单元上:每个加压站能够被暂时布置在用于将压制品连续地装载到包装装置的传输设备上，那么能够以尤其简单的方式在结构上实现包装装置的连续装载。
[0015]在该方面，由于加压站转盘单元被设计为转动设备的方式并且优选以连续的方式可转动，所以能够在极为节省空间方式下实施生物材料的加压。具体地，这是因为该类型的转动设备的概念在于，与之前时控的运行工序相比，能够得到具有性能高得多的连续运行工序。
[0016]在这种情况下，优选地，单个的加压站以这样的方式布置安装在可转动的加压站转盘单元上:所有的加压站能够一个接一个地或以接连地分别被暂时供应至传输设备的只有一个单一的移除站，以便于生产压制品，因此，实现自动方式的压制品的连续生产。
[0017]优选地,该可转动的加压站转盘单元包括可转动的轮元件,在该轮元件上,布置有单独的加压站，这些加压站以绕轮元件的轴的同轴方式分布在边缘处。
[0018]优选的是，彼此距离一定距离设置的八个加压站以在加压站转盘单元上的边缘上的方式偏置放置在加压站转盘单元上。
[0019]在包装装置上，单独的压制品以自动的方式彼此相邻地布置以形成层，具体地，通过合适的装配的传输设备将单独的压制品彼此相邻地布置，使这些单独的压制品层叠并且被包装至包装袋。此后，这些包装袋可进一步被堆垛(palletized)。
[0020]此外，通过一种从生物材料生产和包装压制品的方法来实现本发明的目的，其中，将生物材料引入到加压站，并且在加压站对生物材料加压以形成压制品，并且其中，随后对压制品进行包装，通过布置在可转动的加压站转盘单元上的多个加压站对生物材料进行加压以形成压制品。
[0021]在该情况下，在可转动的加压站转盘单元的每一转中，在加压站上实施每一加压站两个不同运行周期，以生产每个单独的压制品。
[0022]由于在可转动的加压站转盘单元的转动运动期间，生物材料被加压以形成压制品，所以根据本发明的方法就方法而言能够确保以高度可靠的方式连续的工作生产过程。
[0023]如果在各个加压站的每一运行周期的同时，在气缸元件中以不同的方式处理两个生物材料的经加压的毛坯或两个待完成的压制品，在这种情况下，能够以简单的方式实现效率的增加。
[0024]有利的是，加压站以这样的方式被传送穿过传输设备:借助于加压站以最终的方式加压的所有的压制品能够被获得以用于以在中心接口设备处进行进一步处理。
[0025]还应当理解的是，可以以多种方式来分别设计中心接口设备或传输设备，例如，以传送带设备的形式和/或以夹持设备的形式等，以便于允许无故障且无磨损地自动地传输。[0026]无论如何，加压装置和包装装置被布置为在加压装置和包装装置之间布置有连续运行接口设备，那么块单元可更加紧凑地制得，其中连续运行接口设备用于将压制品从加压装置直接连续地装载到包装装置，其将待包装的压制品定位并且设定在精确的方向中，以便于确保本方法后续地无误且最佳的过程工序。
[0027]如果每个加压站具有带有加压气缸元件的加压单元，加压气缸元件包括初步压制腔和最终压缩腔，那么能够以尤其简单的方式来设计该加压装置。
[0028]在该方面中，如果在第一运行周期中预压制生物材料，并且在第二运行周期中对事先预压制的材料进行最终的加压，那么就本方法而言，能够以尤其简单的方式来实现压制品的生广。
[0029]在每一加压站的初步压制腔和最终压缩腔的辅助下，能够至少在多数彼此平行下实施这两个运行周期，由此，其吞吐速率能够进一步增加。通过可转动的加压站转盘单元的每一转在加压站的包装能够生产且因此得到一个压制品。
[0030]如果加压单元具有传输设备，该传输设备用于将预成型毛坯从初步压制腔传输至最终压缩腔，单独的加压站可独立地运行。
[0031]此外，如果传输设备包括可移动的传输壁元件，通过可移动的传输壁元件，初步压制腔和最终压缩腔能够在空间上相互隔开，但也能够在空间上相互连接，那么这两个运行周期可几乎无缝地彼此合并。
[0032]此外，有利的是，加压单元具有两个加压活塞元件，这两个加压活塞元件彼此相对并且在相反方向中能够驱动彼此地布置，其中，在各个情况下，加压活塞元件被布置为与加压气缸元件的可移动的传输壁元件相对。据此加压气缸元件的该选择性布置，单独的加压站可被设计的更加紧凑。
[0033]在该情况下，可能的是，彼此独立地驱动活塞。
[0034]为了将生物材料供给单独的加压站的加压单元，有利的是，加压装置包括具有中心材料转动分配设备的材料供给设备。
[0035]理想上，在每个情况下，通过合适的供应线路元件将中心材料转动分配设备连接每个加压单元，并且，具体地，连接至各个初步压制腔室，以空间方式连接至下一个，从而各个加压站的生物材料能够被以单独计量的方式供应。
[0036]有利的是，使中心材料转动分配设备位于加压站转盘单元转动的中心，由此，加压装置能够以非常节省空间的方式被并入块单元中。
[0037]在该情况下，单独的供应线路以星状的方式远离中心材料转动分配设备并且朝向单独的加压站。
[0038]应当理解的是，通过加压站能够处理生物材料，该生物材料可以是几乎任何能够被加压的聚集状态。可能的是，待供给至加压站的生物材料为以液体浓缩的糊状状态且因此处于粘块的形式。因此，具体地，可能进行更加精确地计量，由此能够加压出具有小尺寸公差的单独的压制品。
[0039]合适的制备装置也可为根据本发明的块单元的一部分。
[0040]由于相对高的含湿量，有利的是，理想上在包装之前，对已经加压的压制品进行干燥处理。因此，具体地，对于后续运输来说，压制品的具体重量能够令人满意地降低。有利地，剩余含湿量(或残余水分)的目标是15%以下，并且优选10%以下。[0041]因此，有利的是，本块单元还具有干燥设备。优选的是，该干燥设备通过沼气工厂的废热来运行，由此，本生产和包装系统能够尤其环保无害地运行。通常，具体地，也可使用工业生产过程的废热。
[0042]也可使用用于制备生物材料的处理技术中产生的废热。
[0043]此外，还提供了实施例的有利的变型，其中，块单元应当包括用于堆垛经包装的压制品的堆垛装置，该堆垛装置以这样的方式被布置在包装设备的下游:经包装的压制品能够立即被堆垛在托盘上。因此，在加压和包装之后，能够以自动的方式得到以高度有效的方式运输的压制品。
[0044]在该方面,本发明的目的在于提供一种高度有效的方法和一种用于实施该方法的结构上简单设计的装置，通过本发明，生物材料(例如植物废弃物、木材或甚至煤)和通常的碳质原料(例如废塑料)可被制成坯块，并随后作为能量来使用。通过本文的实施的生产和包装系统以及生产和包装压制品的方法实现了该目的。
[0045]当单个加压站转盘单元被提供有八个加压站，并且每个加压站以7.2s每转来转动，每个加压站每小时500个压制品的容量时，每个加压站转盘单元能够分别产生大约4000个压制品或坯块。每个坯块约Ikg的重量，在I小时内能够处理约4公吨的生物材料以分别形成压制品或坯块。
[0046]在该方面，有利的是，该加压站转盘单元需要小于10秒的转动。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]参照附图和下面的描述，将进一步解释本发明进一步的优点、目的和性质，其中，通过示例的方式解释和描述了具有加压装置的块单元，该加压装置包括具有8个加压站的可转动的加压站转盘单元。其中:
[0048]图1为从生物材料生产和包装压制品的生产和包装系统的示意图，该生产和包装系统包括具有加压装置的块单元，该加压装置包括具有8个加压站的可转动的加压站转盘单元；
[0049]图2为相对于第一运行步骤中图1中示出的块单元的加压装置的详细示意图，其中，预压制所述生物材料以形成预成型毛坯；
[0050]图3为相对于第二运行步骤中图1和图2中示出的块单元的加压装置的进一步的详细示意图，其中，对预型件最终加压以形成压制品；以及
[0051]图4为图1至图3中示出的加压装置的加压站的加压单元的详细示意图。
【具体实施方式】
[0052]图1中示意性地示出的生产和包装系统I的特征在于，块单元2，该块单元2具有:用于生物材料4加压以形成坯块形式的压制品5的加压装置3以及用于对压制品5进行包装的包装装置6。
[0053]根据本发明，加压装置3和包装装置6以在空间上相互作用的方式被结合地布置在紧密的空间中，该包装装置6，以便于通过加压装置3能够将恰好经加压的压制品5以自动的方式直接装载到包装装置6。
[0054]为此，包装装置6在空间上被直接布置在加压装置3的下游，在加压装置3和包装装置6之间布置有以自动的方式运行的传输设备7，从而使压制品5能够在传输方向8中从加压装置3中传输到精确定位和设置中的包装装置6。至少在本实施例中，此传输设备7仅具有一个连续运行接口设备9，该连续运行接口设备9用于将压制品5从加压装置3直接连续地供给到包装装置6。
[0055]此外，块单元2在包装装置6后面进一步提供有堆垛装置10，通过堆垛装置10，经包装装置6包装的压制品5在传送方向11可立即以自动的方式被堆垛在用于运输的托盘上(在此未示出)。
[0056]在该方面，本发明的生产和包装系统I的特征为，块单元2作为一个整体，通过该块单元2，待被加压的生物材料4在入口侧12被引入黑色方框表示的块单元2中，并且已经被加压、被包装且被理想堆垛的压制品5在出口侧13被卸载。由于单独使用该块单元，已经能够非常高效率地生产可运输的压制品5。
[0057]为了确保以结构上可持续的方式相对于加压装置3连续地卸载压制品5，加压装置包括在转动单元中的多个加压站20 (数量在此仅为示例性的),该转动单元被固定到可转动的加压站转盘单元22的可转动的轮单元21。在这种情况下，单独的加压站20被布置分布在所述可转动的轮元件21的边缘23处，总共有8个该类型的加压站提供在8路分布(eight-way distribution)中。
[0058]在对压制品5的加压器期间，单独的加压站20与可转动的轮元件21绕转动轴24共同转动，即逆时针的转动方向25。因此，每个加压站20能够被暂时地传送穿过传输设备
7,该传输设备7用于将压制品5连续地装载包装装置6。在该方面，每个加压站20还能够至少暂时地被布置在传输设备7上。然而，也可在相反的方向中发生进行转动。
[0059]此外，加压装置3还具有中心材料转动分`配装置27的材料供给设备26 (参见图2和图3)，通过该加压装置3，在供应线路元件28的辅助下，能够将生物材料4连续地供给到单独的加压站20 (数量仅为示例性的，参见图2和图3)，如下将进行进一步更详细的解释。
[0060]每个这些加压站20具有加压单元30 (参见图4)，加压单元3被提供有加压气缸兀件31、弟一加压活塞兀件32和弟二加压活塞兀件33。
[0061]在这种情况下，两个加压活塞元件32和33均位于在加压气缸元件31的同心纵轴34上，并且还布置为沿该中心纵轴34以可移动的方式安装。在该方面，第一加压活塞元件32被安装为根据往复方向35相对于加压气缸元件31是可移动的，而第二加压活塞元件33在相应的方式被安装为根据另一往复方向36是可移动的。在任何情况下，两个加压活塞元件32和33以这样的方式被安装为在加压单元30上被驱动:它们可以在朝着彼此的相反的方向上移动。
[0062]有利地，加压气缸元件31被设计成两个腔室的形式，并具有初步压制腔37和最终加压腔38，它们通过隔离壁元件40而在空间上彼此隔开，该隔离壁元件40相对于中心纵轴34径向地39可移动。
[0063]在这种情况下，可移动的隔离壁元件40被设计成传输设备42的可移动的传输壁元件41的形式，传输设备42用于将预成型毛坯(未详细示出)从初步压制腔3传输至7最终加压腔38。
[0064]如果需要的话，初步压制腔37和最终加压腔38通过可移动的隔离壁元件40能够在空间上彼此隔开或甚至在空间上彼此连接，以下将进一步进行描述。[0065]生物材料4由填充口 43、加压气缸元件31倒入初步压制腔37，加压气缸元件31在面向第一加压活塞元件32的侧面44上具有漏斗元件45，以促进该填充过程。
[0066]通过在箭头方向46中可枢转的出口盖47，已经加压的压制品5能够从最终加压腔38卸载。
[0067]图2中重制的示图50示出了加压装置3的第一运行周期51，在第一运行周期期间，生物材料4从第一起始点52通过填充口 43在供给段53供给至相应加压站20的初步压制腔室37。
[0068]该供给段53后是初步压制段54，在初步压制段54中，进料至初步压制腔37的生物材料4事先在第一加压活塞元件32的辅助下被预压制以形成预成型毛坯(未示出)。为此，第一加压活塞元件32在可移动的传输壁元件42上移动。
[0069]该预压制段54后面是传输段55，在传输段55中，预成型毛坯从初步压制腔37传输至最终加压腔38。在该实施例中，该传输的作用为可移动的传输壁元件41 (参见图4)朝向外部以这样的方式径向地39移动:通过第一加压活塞元件32，该预成型毛坯能够移出初步压制腔37，而移入最终加压腔38。
[0070]如果预成型毛坯现存在于最终加压腔38中，第一加压活塞元件32移出加压气缸元件31。同时，可移动的传输壁元件41再次地径向地39移动，并且将初步压制腔37和最终加压腔38彼此分开。
[0071]在该情况下，第一起始点52之后，将生物材料供给到初步压制腔37来在此进行第一运行周期51。
[0072]图3中重制的进一步的示图60示出了加压装置3的第二运行周期61，其中，在该实施例中，第二起始点62偶然地与第一运行周期51的第一起始点52相一致，从第二起始点62起，预成型毛坯在最终加压腔38中的最终加压段63期间被最终地加压以形成相应的压制品5。在该情况下，第二加压活塞元件在可移动的传输壁元件41上移动。
[0073]最终加压段63后面跟着卸载段64，在卸载段64中，已经加压的压制品5经由可枢转的出口盖47从最终加压腔38卸载。
[0074]此后，在进一步的传输段55A期间，将新的预成型毛坯从初步压制腔37传输至最终加压腔38。
[0075]这就意味着，在加压站20处，可转动的加压站转盘单元21的每一 360°转动的每一加压站20和每一加压单元30分贝实施两种不同的运行周期51和61，以便于生产每个单独的压制品5。在该方面，每一加压站20可转动的加压站转盘单元21的每一 360°转动生产一个压制品。
[0076]在该情况下，第一运行周期51是指关于初步压制腔37的初步压制过程，第二运行周期相应地是指关于最终加压腔38的最终加压过程。
[0077]应当理解的是，上述实施例中仅仅是根据本发明的生产和包装系统的第一设计。在该方面，本发明的设计并不限于此实施例。
[0078]本 申请人:保留要求对于本发明必不可少的申请文件中公开的所有特征的权利，只要与现有技术相比，这些特征单独或组合具有新颖性。
[0079]附图标记列表
[0080]I生产和包装系统[0081]2块单元
[0082]3加压装置
[0083]4生物材料
[0084]5压制品
[0085]6包装装置
[0086]7传输设备
[0087]8传输方向
[0088]9接口设备
[0089]10堆垛装置
[0090]11传送方向
[0091]12 入口侧
[0092]13出口侧
[0093]20加压站
[0094]21可转动的轮元件
[0095]22可转动的加压站转盘单元
[0096]23边缘
[0097]24转动轴
[0098]25转动方向
[0099]26材料供给设备
[0100]27中心材料转动分配设备
[0101]28供应线路元件
[0102]30加压单元
[0103]31加压气缸元件
[0104]32第一加压活塞元件
[0105]33第二加压活塞元件
[0106]34中心纵轴
[0107]35往复设备
[0108]36另一往复设备
[0109]37初步压制腔
[0110]38最终加压腔
[0111]39径向地
[0112]40可移动的隔离壁元件
[0113]41可移动的传输壁元件
[0114]43填充口
[0115]44 侧面
[0116]45漏斗元件
[0117]46箭头方向
[0118]47可枢转的出口盖
[0119]50示图[0120]51第一运行周期
[0121]52第一起始点
[0122]53供给段
[0123]54初步压制段
[0124]55传输段
[0125]55A另一传输段
[0126]60另一示图
[0127]61第二运行周期
[0128]62第二起始点
[0129]63最终加压段
[0130]64卸载段
【权利要求】
1.一种生产和包装系统(I )，所述生产和包装系统(I)用于生产和包装生物材料(4)的压制品(5)，所述生产和包装系统(I)具有用于对所述生物材料(4)加压以形成所述压制品(5)的加压装置(3)，以及用于对所述压制品(5)进行包装的包装装置(6)，其特征在于，所述加压装置(3)和所述包装装置(6)以相互作用的方式结合地布置，以便于以这样的方式形成块单元(2):通过所述加压装置(3)能够将压制品(5)以基本连续的方式供给所述包装装置(6)。
2.根据权利要求1所述的生产和包装系统(1)，其特征在于，所述加压装置(3)包括多个加压站(20)，所述多个加压站(20)以这样的方式布置在可转动的加压站转盘单元(21)上:每个所述加压站(20 )能够被暂时布置在用于将压制品(5 )连续地装载到所述包装装置(6)的传输设备(7)上。
3.根据权利要求1或2所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，每个所述加压站(20)具有带有加压气缸元件(31)的加压单元(30)，所述加压气缸元件(31)包括初步压制腔(37)和最终压缩腔(38)。
4.根据权利要求3所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述加压单元(30)具有用于将预成型毛坯从所述初步压制腔(37)传输到所述最终压缩腔(38)中的传输设备(42)。
5.根据权利要求4所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述传输设备(42)包括可移动的传输壁元件(41)，通过所述可移动的传输壁元件(41)，所述初步压制腔(37)和所述最终压缩腔(38)能够在空间上相互隔开，但也能够在空间上相互连接。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述加压单元(30)具有两个加压活塞元件(32、33)，所述两个加压活塞元件(32、33)彼此相对并且被布置为在相反方向中能够驱动彼此，其中，在各个情况下，所述加压活塞元件(32、33)被布置为与所述加压气缸元件(31)的可移动的传输壁元件(41)相对。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述加压装置(3 )和所述包装装置(6 )在它们之间布置有连续运行接口设备(9 )，所述连续运行接口设备(9 )用于将所述压制品(5 )从所述加压装置(3 )直接连续地装载到所述包装装置(6 )。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述加压装置(3)包括具有中心材料转动分配设备(27)的材料供给设备(26)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的生产和包装系统(I)，其特征在于，所述块单元(2)包括用于堆垛经包装的压制品(5)的堆垛装置(10)。
10.一种从生物材料(4 )生产和包装压制品(5 )的方法，其中，将所述生物材料(4 )引入到加压站(20 )中，并且在所述加压站(20 )对所述生物材料(4 )加压以形成所述压制品(5 )，并且其中，随后对所述压制品(5)进行包装，其特征在于，通过布置在可转动的加压站转盘单元(5)上的多个加压站(20)对所述生物材料(4)进行加压以形成压制品(5)，其中，所述可转动的加压站转盘单元(21)的每一转，在所述加压站(20)上实施每一加压站(20)两个不同运行周期(51、61)，以生产每个单独的压制品(5)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在第一运行周期(51)中预压制所述生物材料(4)，以及在第二运行周期(61)中对事先经预压制的材料最终加压。
【文档编号】B65B65/00GK103879603SQ201310689366
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】彼得·克纳普 申请人:克朗斯股份公司