CN106881846A - 用于将散料给送到螺杆机中的给送装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于将散料(2)给送到螺杆机(3)中的给送装置(4)具有检测在给送管道(12)中流动的散料(2)中的有害金属粒子(13)的感应线圈(14)。为了去除检测到的金属粒子(13)，使用具有可移位的筛元件(19)的去除装置(17)，所述筛元件具有用于散料(2)的大量通孔。给送装置(4)允许从流动的散料(2)中容易和可靠的去除有害的金属粒子(13)并且还确保散料(2)向螺杆机(3)中的连续给送。

Description

用于将散料给送到螺杆机中的给送装置和方法

技术领域

通过引用并入欧洲专利申请EP 15 200 098.0的内容。

本发明涉及一种用于将散料给送到螺杆机中的给送装置，具有

-用于传送沿输送方向流动的散料的给送管道，

-用于检测散料中的金属粒子的感应线圈，

-用于从散料去除检测到的金属粒子的去除装置，和

-用于启动去除装置的控制装置。

此外，本发明涉及一种用于将散料给送到螺杆机中的方法。

背景技术

位于螺杆机的散料流中的金属粒子是有问题的，因为它们经常导致损坏螺杆机并且相应地引起高停机和修理成本。

DE 296 19 173 U1公开了一种金属分离器，其中借助于感应线圈在非金属粒子流中检测金属粒子。金属粒子随后从给料上游排出到挤出机或注塑机中。为此，借助于抽吸管道阻止流动，其中金属粒子在重力作用下落下到机械屏障上并且在其中排出。作为金属粒子被排出的结果，要处理的散料的连续和恒定给送以不可预见的方式受损。

发明内容

本发明基于形成用于将散料给送到螺杆机中的给送装置的目的，所述给送装置允许以容易和可靠的方式以及维持尽可能恒定的连续流动的方式去除金属粒子。

此目的通过一种给送装置实现，其中去除装置具有可移位的筛元件，该筛元件具有用于散料的大量通孔。经由该筛元件，不仅检测到从散料流去除的金属粒子，而且不中断散料流，这是因为散料在金属粒子的移除期间穿过通孔，并且因而散料能被连续地给送到下游的螺杆机中。用语“散料流”表示流动的散料。根据本发明，发现导致下游的螺杆机损坏的金属粒子具有使得它们能与散料分离的粒径。散料特别是呈具有平均散料粒径、特别是具有最大散料粒径的颗粒和/或粉末形式，所述最大散料粒径小于金属粒子的容许粒径和/或可检测粒径。给送管道特别是被构造为下行管道，使得位于其中的散料和金属粒子至少在重力作用下沿输送方向移动。给送管道优选穿过由感应线圈界定出的内部空间延伸。因而，感应线圈优选包围给送管道。感应线圈特别是以筒形和/或螺旋方式构成。筛元件设置在感应线圈的沿输送方向的下游，并且因此所述筛元件可根据检测到的金属粒子移位到散料流中并且可从散料流去除检测到的金属粒子。为此，感应线圈与筛元件之间的间距被选择成使得筛元件可在检测到的金属粒子经过筛元件之前以及时的方式移位到散料流中。筛元件例如被构造为穿孔板片或筛布。筛元件例如由不锈钢制成。根据本发明的给送装置因而不仅允许从散料流容易和可靠地去除金属粒子，而且避免了对散料流的任何中断，由此确保散料以连续和基本上恒定的方式给送到下游的螺杆机中。

其中筛元件可借助于致动驱动装置移位、特别是可横向于输送方向移动的给送装置确保了金属粒子的快速和容易的去除。借助于致动驱动装置，筛元件可横向于、特别是垂直于输送方向线性地移位，使得筛元件既可快速移动到散料流中又可快速从散料流移出。致动驱动装置特别是被构造为线性驱动装置，例如电动或电磁、液压或气动线性驱动装置。致动驱动装置特别是构造成使得，对于从其中筛元件未位于散料流中的静止位置/止靠位置到其中筛元件完全位于散料流中的操作位置的行程时间Δt_V而言，Δt_V≤2s，特别是Δt_V≤1.5s，特别是Δt_V≤1s，并且特别是Δt_V≤0.5s。对于行程时间Δt_V而言，与散料从感应线圈到筛元件的输送时间Δt_S相比，Δt_V<Δt_S。筛元件优选由金属材料制成。

其中通孔各自都具有多边形截面形状的给送装置确保了金属粒子的容易和可靠的去除并且基本上恒定的散料流。作为通孔的多边形截面形状的结果，筛元件既具有大的自由通路截面积，又具有充分的机械稳定性。通孔优选以矩形、特别是正方形方式形成。

其中通孔各自都具有最小截面尺寸D的给送装置确保了从散料流容易和可靠地去除有害的金属粒子，其中1mm≤D≤12mm，特别是2mm≤D≤8mm，特别是3mm≤D≤7mm，并且特别是4mm≤D≤6mm。最小截面尺寸D特别是大于散料的最大粒径。

其中筛元件在上游侧由边界壁横向地界定的给送装置确保以容易的方式可靠去除金属粒子。边界壁防止了位于筛元件的上游侧的金属粒子由于筛元件的快速移动而回到散料流中。筛元件的快速移动造成了位于筛元件上的金属粒子从筛元件横向地滑落的风险。边界壁特别是以环绕方式构成，使得筛元件呈收集篮的形式。优选地，筛元件设置在形成边界壁的筛元件框架中。

其中筛元件的截面形状涵盖/覆盖给送管道的截面形状的给送装置确保了从散料流容易和可靠地去除金属粒子。筛元件的截面形状在其中所述筛元件位于散料流中的操作位置涵盖给送管道的截面形状的事实确保了金属粒子不能横向地流经筛元件。

其中筛元件被磁化的给送装置确保了从散料流容易和可靠地去除金属粒子。由于筛元件被磁化，所以可磁化的金属粒子可被安全地收集并且保持在筛元件上。此外，可收集具有比通孔的最小截面尺寸小的粒径的可磁化金属粒子。

其中控制装置构造成使得在已借助于感应线圈检测出具有预定最小粒径的金属粒子时生成用于使筛元件移位的启动信号的给送装置确保了有害金属粒子的容易和可靠的去除以及维持基本上恒定的散料流。感应线圈在检测到金属粒子时向控制装置提供检测信号。检测信号由控制装置关于预定最小粒径评估。控制装置仅在检测信号的评估揭示检测到的金属粒子超过预定最小粒径时生成启动信号以便使筛元件移位。启动信号特别是启动致动驱动装置，使得检测到的金属粒子由筛元件捕获和去除。该评估确保了筛元件仅在检测到的金属粒子具有对螺杆机有害并且可由筛元件捕获和去除这样的粒径时移位到散料流中。具有使得无害或可穿过通孔并且因此无法被捕获的粒径的金属粒子不会触发筛元件的任何移位。

其中控制装置构造成使得在检测到金属粒子时生成用于使筛元件移位到散料中的第一启动信号(S_B1)并且在预定持续时间之后生成用于使筛元件移位离开散料的第二启动信号(S_B2)的给送装置确保了金属粒子的容易和可靠的去除。如果感应线圈检测到金属粒子并且向控制装置提供对应的检测信号，则控制装置生成第一启动信号以便使筛元件移位到散料流中。借助于启动信号，特别是启动了致动驱动装置。在从第一启动信号开始的预定持续时间之后，控制装置生成用于使筛元件移位离开散料流的第二启动信号。借助于第二启动信号，特别是启动了致动驱动装置。致动信号因而用于使筛元件移动到散料流中并且使筛元件移动离开散料流。预定持续时间在控制装置中被设定成使得检测到的金属粒子被可靠地捕获并且还使得筛元件位于散料流中尽可能短的时间。作为预定持续时间被设定的结果，能优化金属粒子的去除。对于预定持续时间Δt而言，特别是0.5s≤Δt≤3s，特别是1s≤Δt≤2s。

其中去除装置具有筛元件可在其中移位的壳体并且其中壳体特别是具有用于观察位于筛元件中的金属粒子的观察窗的给送装置确保了金属粒子的容易和可靠的去除。壳体具有特别是垂直于输送方向的截面形状——该截面形状在筛元件的沿输送方向的下游至少分段变窄。这确保了在已从散料流去除金属粒子之后，位于筛元件上的散料可穿过通孔并且可被回送到散料流。位于筛元件上的散料例如通过振动移动到通孔，使得在静止位置散料可穿过筛元件或通孔。通过该观察窗口，操作员可观察筛元件的状态并且特别是确定金属粒子是否已经从散料流被去除。

其中壳体具有用于去除位于筛元件上的金属粒子的开口并且其中该开口可由覆盖元件特别是以气密方式封闭的给送装置确保以容易的方式去除金属粒子。经由该开口，可容易地手动去除位于筛元件上的金属粒子。为此，筛元件位于静止位置，即散料流之外。覆盖元件容易地确保了人身保护。由于开口能借助于覆盖元件特别是以气密方式封闭，所以在需要的情况下可在壳体中形成惰性气体气氛。优选地，观察窗形成在覆盖元件中。覆盖元件特别是被构造为可枢转的覆盖搭板。

其中去除装置具有用于检测覆盖元件的打开状态的检测元件并且其中控制装置特别是构造成使得在覆盖元件的打开状态下筛元件的移位停止的给送装置确保了金属粒子的可靠去除。检测元件生成表征覆盖元件的打开状态的状态信号。该状态信号被提供给控制装置，控制装置特别是在覆盖元件的打开状态下停止筛元件的移位。停止筛元件的移位可例如以使得控制装置防止致动驱动装置的启动的方式发生。

包括惰性气体给送管道的给送装置允许散料在惰性气体气氛下给送。惰性气体管道例如通向去除装置的壳体中。优选地，控制装置构造成使得能基于由检测元件提供的表示覆盖元件打开状态的状态信号来切断惰性气体给送管道。因而，如果覆盖元件打开，则检测元件确定这一点并且向控制装置提供对应的状态信号。控制装置然后启动惰性气体给送管道的截止阀，从而切断给送管道并且例如还停止螺杆机。

一种用于处理散料的处理设备，具有

-螺杆机，和

-根据本发明的给送装置，其通向螺杆机中，

以容易的方式确保了螺杆机的可靠和生产运行。经由给送装置，散料被连续地并以基本上恒定的输送速度被给送到螺杆机。从散料流容易和可靠地去除损坏螺杆机的金属粒子。

本发明还基于形成用于将散料给送到螺杆机中的方法的目的，该方法允许以容易和可靠的方式去除金属粒子并维持连续和基本上恒定的流动。

此目的通过一种用于将散料给送到螺杆机中的方法来实现，所述方法包括以下步骤：

-借助于给送管道传送流动的散料，

-借助于感应线圈检测位于散料中的金属粒子，以及

-借助于筛元件从散料去除检测到的金属粒子，其中在去除期间，散料穿过形成在筛元件中的大量通孔并且被给送到螺杆机。

根据本发明的方法的优点对应于已经描述的根据本发明的给送装置的优点。根据本发明的方法可特别是利用根据本发明的给送装置和处理设备开发。

附图说明

可从以下对示例性实施例的描述集中本发明的更多特征、优点和细节。

图1示出具有螺杆机和通向螺杆机中的给送装置的用于处理散料的处理设备，

图2示出用于从流动的散料去除金属粒子的给送装置的去除装置的透视图，以及

图3示出图2中的去除装置的筛元件的平面图。

具体实施方式

用于处理散料2的处理设备1包括螺杆机3和给送装置4。给送装置4设置在螺杆机3的沿散料2的输送方向5的上游并且通向所述螺杆机3中。为此，在螺杆机3的壳体6中形成有给送开口7，所述给送开口通向螺杆机3的至少一个壳体内孔8、9中。

螺杆机3是公知的和常规的。螺杆机3例如被构造为多轴螺杆机，特别是双轴螺杆机，其中设置有能在壳体内孔8、9中沿相同方向被旋转驱动并且相互紧密地啮合的处理元件轴。螺杆机3包括紧固在基板11上的基部框架10。

给送装置4包括用于传送沿输送方向5流动的散料2的给送管道12。沿输送方向5流动的散料2在下文中也称为散料流。给送管道12被构造为下行管道，即沿重力方向延伸。

为了检测对螺杆机3有害的不希望有的金属粒子13，给送装置4具有感应线圈14。感应线圈14以筒形和/或螺旋方式构成并且包围给送管道12。感应线圈14特别是与给送管道12同心地设置。感应线圈14设置在例如紧固在给送管道12和/或支承框架16上的壳体15中。

给送装置4还包括用于从流动的散料2去除检测到的金属粒子13的去除装置17。去除装置17具有筛元件19能在其中移位的壳体18。筛元件19可借助于致动驱动装置20线性地和横向地、特别是垂直于输送方向5移动。致动驱动装置20以气动方式构成，即被构造为可气动地致动的活塞/缸单元。致动驱动装置20紧固在壳体18的外侧。

筛元件19具有由纵向部件22和横向部件23界定的大量通孔21。筛元件19可例如制造成使得通孔21从面板类本体冲出。通孔21各自都具有多边形截面形状。该截面形状例如是矩形，特别是正方形。通孔21此外各自都具有最小截面尺寸D，其中1mm≤D≤12mm、特别是2mm≤D≤8mm、特别是3mm≤D≤7mm并且特别是4mm≤D≤6mm。

在上游侧，筛元件19由边界壁24横向地界定。边界壁24围绕筛元件19延伸并且是筛元件框架25的一部分——筛元件框架25由边界壁24和设置在其端部的支承横向件26形成。筛元件19设置在支承横向件26上并且在四面由沿输送方向5突出的边界壁24界定。筛元件19因而形成收集篮，借助该收集篮有害的金属粒子13可与散料2分离。为了被安全地紧固，筛元件19可被固定、例如螺接在筛元件框架25上。筛元件19具有涵盖给送管道12的外截面形状Q_Z的外截面形状Q_S。截面形状Q_S和Q_Z在图3中被示出。

筛元件19由金属材料例如钢制成。筛元件19以磁化或未磁化方式构成。筛元件19具有在0.5mm与3mm之间、特别是在1mm与2mm之间的材料厚度。或者，筛元件19可由塑料材料或陶瓷材料制成。

壳体18具有壳体主体27和横向地设置在其上的壳体延伸部28。在其中筛元件19布置在散料流的外部的静止位置，筛元件19位于部分地由壳体延伸部28界定的内部中。在上侧，壳体延伸部28具有形式为覆盖搭板的可枢转覆盖元件29。在覆盖元件29中形成有观察窗30。

在封闭状态下，覆盖元件29封闭允许接近位于静止位置的筛元件19的开口31。开口31特别是可由覆盖元件29以气密方式封闭。

壳体延伸部28沿输送方向5变窄。为此，壳体延伸部28的底部33沿壳体主体27的方向呈倾斜平面的形式延伸。结果，在筛元件19的静止位置穿过通孔21的散料2被回送到散料流中。

为了检测覆盖元件29的打开状态，去除装置17具有与覆盖元件29交互的检测元件32。检测元件32例如被构造为电触头。

为了形成惰性气体气氛，给送装置4具有惰性气体给送管道34。惰性气体给送管道34通向壳体18中。在惰性气体给送管道34中设置有可自动致动的截止阀35。为了通气，在壳体18中还形成有可按需打开或封闭的放气开口36。

感应线圈14具有与控制装置37的信号通讯——其用于启动去除装置17。为了启动去除装置17，控制装置37具有与致动驱动装置20和检测元件32的信号通讯。控制装置37还具有与截止阀35、放气开口36和螺杆机3的信号通讯。

给送装置4可例如被设计成使得，从至少6mm、特别是至少3mm的粒径开始，有害的金属粒子13能被检测到并且能与散料流分离。通孔21具有例如5mm的最小截面尺寸D。利用这种筛元件19，可从散料流去除至少具有至少6mm的粒径的有害的金属粒子13。散料2具有例如1.6mm的最大粒径。散料2的粒径分布的d50值例如在50μm与800μm之间，这意味着50％的散料2或散料粒子处于所述范围中。

处理设备1以如下方式工作。

在处理设备1的无故障运行中，散料2经给送管道12和去除装置17流入螺杆机3中。感应线圈14处于运行中。筛元件19在静止位置位于散料流的外部。散料2在惰性气体气氛下被给送到螺杆机3。为此，惰性气体经由惰性气体给送管道34给送到给送装置4。

如果散料流中有金属粒子13，则该金属粒子13流经感应线圈14。由于金属粒子13，感应线圈14生成提供给控制装置37的检测信号S_D。感应线圈14检测由黑色金属例如钢或有色金属制成的金属粒子13。控制装置37关于预定最小粒径评估检测信号S_D。例如，控制装置37将检测信号S_D与预定阈值进行比较并且在检测信号S_D超过预定阈值时检测到具有预定最小粒径的金属粒子13。相应地，当检测信号SD不超过预定阈值时未检测到金属粒子13。

如果控制装置37基于检测信号S_D而检测到具有预定最小粒径的金属粒子13，则控制装置37生成启动致动驱动装置20的第一致动信号S_B1。致动驱动装置20然后使筛元件19从静止位置沿第一移动方向38移动到其中筛元件19位于散料流中的操作或收集位置。流动的散料2和检测到的金属粒子13因而撞击筛元件19。为此，感应线圈14与筛元件19之间的距离L被选择成使得金属粒子13从感应线圈14到筛元件19的输送时间Δt_S小于筛元件19从静止位置到操作位置的移动时间Δt_V。

平均散料粒径和最大散料粒径比对螺杆机3有害的金属粒子13的容许粒径小得多。相应地，检测到的金属粒子13的最小粒径或容许粒径大于平均和最大散料粒径。通孔21的最小截面尺寸D被选择成使得散料2能穿过通孔21，而有害的金属粒子13不能穿过通口21。撞击筛元件19的散料2因而穿过通孔21，并且尽管筛元件19位于散料流中也被向前给送到螺杆机3。相比而言，检测到的对螺杆机3有害的金属粒子13由筛元件19停止，使得所述金属粒子13不进入螺杆机3中。如果筛元件19被磁化并且金属粒子13由可磁化金属制成，则金属粒子13被附加地停止并且由于磁力起作用而被保持。筛元件19的截面形状Q_S涵盖给送管道12的截面形状Q_Z的事实确保了整个散料流撞击筛元件19。

第一启动信号S_B1限定出开始时间t₀，从t₀开始预定持续时间Δt之后控制装置37生成第二启动信号S_B2。经由第二启动信号S_B2，致动驱动装置20被再次启动，从而使筛元件19从操作位置沿第二行进方向39移动到静止位置。持续时间Δt被选择成使得不仅检测到的金属粒子13可靠地撞击筛元件19，而且不将筛元件19位于散料流中不必要长的时间。持续时间Δt在0.5s与3s之间，特别是1s与2s之间。边界壁24防止在筛元件19移动的同时位于筛元件19上的金属粒子再次离开筛元件19并且进入散料流中。当金属粒子13尚未事先从筛元件19被去除时，对于沿第一移动方向38的更新后的移动而言同样如此。

在筛元件19的静止位置仍位于纵向部件22或横向部件23上的散料2可例如通过振动进入通孔21的区域中并且穿过筛元件19。该散料2撞击倾斜地延伸的底部33并且被回送到散料流中。

位于筛元件19中的金属粒子13可在筛元件9返回静止位置之后立即被去除，或金属粒子13可初始保留在筛元件19上直至处理设备1的运转中断即将发生并且然后被去除，其中在操作中断之前，如果有必要的话，从散料流去除更多金属粒子13。由于惰性气体气氛，金属粒子13的手动去除仅在螺杆机3停止时才可以。覆盖元件29的打开使得螺杆机3停机并且引起给送装置4前方的散料流动的中断。

可透过观察窗30观察位于筛元件19上的金属粒子。为了去除，打开覆盖元件29。覆盖元件29的打开状态由检测元件32检测到，检测元件32将状态信号S_Z传输到控制装置37。由于状态信号S_Z，截止阀35启动，从而切断惰性气体给送管道34。此外，放气开口36打开并且螺杆机3和散料流动停止。此外，控制装置37由于状态信号S_Z而停闭致动驱动装置20。为此，阻止第一启动信号S_B1的生成。现在可以从筛元件19去除金属粒子13或可以更换筛元件19。当多个金属粒子13位于筛元件19上时同样如此。随后，开口31由覆盖元件29以气密方式封闭。

覆盖元件29的关闭状态由检测元件32检测到，检测元件32将对应的状态信号S_Z传输到控制装置37。控制装置37将给送装置4和螺杆机3变换回到正常运转中。特别地，致动驱动装置20重新启动，并且通过封闭放气开口36并打开截止阀35，惰性气体被再次给送到给送装置4。随后，散料2被给送到给送装置4中。

根据本发明的给送装置4因而允许将损坏下游的螺杆机3的金属粒子13的容易和可靠的去除。此外，给送装置4允许散料2以尽可能恒定的输送速度连续给送到螺杆机3中。

Claims (15)

1.一种用于将散料给送到螺杆机中的给送装置，具有

-用于传送沿输送方向(5)流动的散料(2)的给送管道(12)，

-用于检测所述散料(2)中的金属粒子(13)的感应线圈(14)，

-用于从所述散料(2)去除检测到的金属粒子(13)的去除装置(17)，和

-用于启动所述去除装置(17)的控制装置(37)，

其特征在于

所述去除装置(17)具有可移位的筛元件(19)，所述筛元件具有用于所述散料(2)的大量通孔(21)。

2.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于

所述筛元件(19)能借助于致动驱动装置(20)移位。

3.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于

所述通孔(21)各自都具有多边形截面形状。

4.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于

所述通孔(21)各自都具有最小截面尺寸D，其中1mm≤D≤12mm。

5.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于

所述筛元件(19)在上游侧由边界壁(24)横向地界定。

6.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于，所述筛元件(19)的截面形状(Q_S)涵盖所述给送管道(12)的截面形状(Q_Z)。

7.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于，所述筛元件(19)被磁化。

8.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于，所述控制装置(37)构造成使得在已借助于所述感应线圈(14)检测到具有预定最小粒径的金属粒子(13)时生成用于使所述筛元件(19)移位的启动信号(S_B1)。

9.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于，所述控制装置(37)构造成使得，当检测到金属粒子(13)时，生成用于使所述筛元件(19)移位到所述散料(2)中的第一启动信号(S_B1)，并且在预定持续时间之后生成用于使所述筛元件(19)移位离开所述散料(2)的第二启动信号(S_B2)。

10.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于，所述去除装置(17)具有所述筛元件(19)能在其中移位的壳体(18)，并且

所述壳体(18)具有用于观察位于所述筛元件(19)中的金属粒子(13)的观察窗(30)。

11.根据权利要求10所述的给送装置，其特征在于，所述壳体(18)具有用于去除位于所述筛元件(19)上的金属粒子(13)的开口(31)，并且所述开口(31)能由覆盖元件(29)封闭。

12.根据权利要求11所述的给送装置，其特征在于，所述去除装置(17)具有用于检测所述覆盖元件(29)的打开状态的检测元件(32)，并且所述控制装置(37)构造成使得在所述覆盖元件(29)的打开状态下停止所述筛元件(19)的移位。

13.根据权利要求1所述的给送装置，其特征在于具有惰性气体给送管道(34)。

14.一种用于处理散料的处理设备，具有

-螺杆机(3)，和

-用于将散料给送到螺杆机中的给送装置(4)，具有

--用于传送沿输送方向(5)流动的散料(2)的给送管道(12)，

--用于检测所述散料(2)中的金属粒子(13)的感应线圈(14)，

--用于从所述散料(2)去除检测到的金属粒子(13)的去除装置(17)，和

--用于启动所述去除装置(17)的控制装置(37)，

其中，所述去除装置(17)具有可移位的筛元件(19)，所述筛元件具有用于所述散料(2)的大量通孔(21)，

所述给送装置通向所述螺杆机(3)中。

15.一种用于将散料给送到螺杆机中的方法，包括以下步骤：

-借助于给送管道(12)传送流动的散料(2)，

-借助于感应线圈(14)检测位于所述散料(2)中的金属粒子(13)，以及

-借助于筛元件(19)从所述散料(2)去除检测到的金属粒子(13)，其中在去除期间，所述散料(2)穿过形成在所述筛元件(19)中的大量通孔(21)并且被给送到所述螺杆机(3)。