DE2364596A1

DE2364596A1 - Verfahren zum fuellen von mit dem inhalt verbrauchbaren, langgestreckten packungen

Info

Publication number: DE2364596A1
Application number: DE2364596A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Gundermann
Original assignee: GUNDERMANN UNIONPACK
Current assignee: GUNDERMANN UNIONPACK
Priority date: 1973-12-24
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2364596C3; DE2364596B2

Description

. HANS ZAPFE

PATENTANWALT

D - 605 OFFENBACH (MAIN) KAISERSTRASSE 9 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

TELEFON (06 11) 88 27 21

den 22. Dez. 1973 Akte: 101/24

UNI O N PA C K Abfüll- und Verpackungsbetriebe Dr. Gundermann KG.

6000 Frankfurt am Main 1 Oeder Weg 72

¹¹ Verfahren zum Füllen von mit dem Inhalt verbrauchbaren, langgestreckten Packungen "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Füllen von mit dem Inhalt verbrauchbaren, langgestreckten Packungen für die Zuspeisung von Reaktionsmittelgemischen in Reaktionsgefäße über einen längeren Zeitraum.

Der-artige bekannt© Packungen werden häufig benutzt, wenn es darum geht, feste Reaktanten kontinuierlich oder quasikontimaierlich über ©inesa längeren Zeitraum ^©rteilt in

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eine flüssige Phase einzubringen« Ein besonders anschauliches Beispiel hierfür liefert die Stahlindustrie. Dort geht es bei der Herstellung von Stahlblöcken durch Eingießen von geschmolzenem Stahl in Kokillen darum, der Stahlschmelze während des Ansteigens des Schmelzespiegels in der Kokille sogenannte Kochmittel möglichst kontinuierlich zu zusetzen. Für diesen Zweck sind bereits längere Rohre vorbekannt, in denen sich granulat- bzw· pulverförmiges Kochmittel befindet. Die Rohre werden von oben in die Kokille eingehängt; durch die ansteigende · Schmelze wird der Rohrmantel kontinuierlich verbraucht, so daß das Kochmittel ebenso kontinuierlich in die Schmelze gelangen soll (DT-OS 1 583 292)· Dort ist auch offenbart, daß das Rohr durch Pfropfen in Kammern unterteilt oder daß der Rohrinhalt durch Bindemittel verfestigt werden kann. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß die Herstellung solcher Rohre oder Packungen keinesfalls einfach durchzuführen ist.

Zunächst einmal ist das Einbringen von Pfropfen zusammen mit pulverförmigen Stoffen in einem kontinuierlichen Arbeitsverfahren ein außerordentlich schwieriges Problem. Zumindest aber stellen die Pfropfen Fremdsubstanzen dar, die keineswegs für alle Reaktionen erwünscht sind. Die Verfestigung des Rohrinhalts durch Bindemittel hat den Nachteil, daß der Rohrinhalt nach Verbrauch des Rohrmantels in Klumpen oder Brocken in das Reaktionsgefäß gelangt, so daß eine gleichförmige Verteilung stark erschwert wird.

Ein loses Einfüllen von pulverförmigen Reaktionsmittelgemischen in langgestreckte Packungen hat den Nachteil,

daß sich die Eeaktionsmittel aufgrund der unvermeidlichen • Erschütterung©^ beim Transport eniv&±&&h®n_p und zwar um so

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stärker, je größer die Unterschiede im spezifischen Gewicht der Gemischkomponenten sind, und je langer die Erschütterungen zur Einwirkung kommen. Der Hauptnachteil aber gesteht darin, daß der Inhalt der Packung in unkontrollierbaren Mengen pro Zeiteinheit in das Reaktionsgefäß eindringt;. Die bereits bekannte Unterteilung eines Rohres bzw. einer langgestreckten Packung durch zonenweise Verengung des Packungsquerschnitts ist bei Anwendung herkömmlicher Füllverfahren und kontinuierlichem Her-Stellungsablauf keine einfach durchzuführende Maßnahme· Für eine rationelle Fertigung ist es unerläßlich, daß die zur Herstellung der einzelnen Kammern erforderlichen zahlreichen Querschnittsverengungen gleichzeitig erzeugt werden. Eine örtliche Querschnittsverengung erzwingt nun aber ein Ausweichen des Packungsinhalts in Richtung der Längsachse der Packung. Dieses Ausweichen wird mit zunehmender Verengung des Packungsquerschnitts immer mehr erschwert und kommt schließlich zum Stillstand, bevor der Querschnitt zwischen den einzelnen Kammern so weit verengt worden ist, daß ein Durchtritt des Packungsinhalts sicher verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren für die eingangs beschriebenen, langgestreckten Packungen anzugeben, durch welches eine über die gesamte Länge der Packung gleichförmige Zusammensetzung des Reaktionsmittelgemischs erreicht wird, welche bis unmittelbar zum Verbrauch der Packung unverändert bleibt, und bei welchem trotz des Einsatzes rationeller Fertigungsmethoden eine Unterteilung des Packungsinhalts in der Weise erfolgt, daß während des Verbrauchs der Packung höchstens der Inhalt einer Kammer gleichzeitige in das Reaktionsgefäß austritt. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch die kombinierte Anwendung folgender Maßnahmen;

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a) Dosieren und Mischen der Gemischkomponenten

b) Zufördern des Gemische zur Einfüllöffnung der senkrecht stehenden Packung mittels eines Vibrationsförderers

c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemischs in freiem Fall in die ruhende Packung

d) Umlegen der Packung in eine waagrechte Lage

e) Unterteilung der Packung in abgeschlossene Einzel— kammern durch örtliches Zusammenquetschen des Quer-Schnitts.

Das Zufördern des Reaktionsmittelgemischs mittels eines Vibrationsförderers hat den Vorteil, daß die bereits hergestellte Mischung auf dem Transportwege nicht wieder entmischt wird. Außerdem gestattet der Vibrationsförderer ein exaktes Anhalten des Förderstroms, so daß ein Unteroder Überfüllen der Packung sicher vermieden wird. Das Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemischs in freiem Fall in die ruhende Packung steht im Gegensatz zu den bisher bekannten Füllvorgängen langgestreckter Packungen, bei denen die Packung zur Erzeugung einer möglichst hohen Schüttdichte einer Vibration unterworfen wird. Das Einfüllen des Gemischs in freiem Fall wird bewußt angewandt, um eine niedrige Schüttdichte zu erreichen, die eine nachfolgende Kompression des Gemischs erlaubt. Das Umlegen der Packung in die waagrechte Lage beseitigt - ebenfalls im Gegensatz zu herkömmlichen Füllverfahren - den Einfluß der Schwerkraft, soweit diese dem Ausweichen des Packungsinhalts in Richtung der Längsachse entgegenwirkt. Bei dem nachfolgenden, örtliehen Zusammenquetschen des Querschnitts kann der Packungsinhalt nicht nur in Längsrichtung der Packung ausweichen; er ist auch innerhalb der durch die beginnende Einschnürung

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entstehenden Kanunern in ausreichendem Maße komprimierbar.

Durch das Zusammenwirken aller Einzelmaßnahmen wird eine Packung für Reaktionsmittelgemische erzeugt, dessen Inhalt sich bei konstanter prozentualer Zusammensetzung kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich über einen längeren Zeitraum verteilt in das Reaktionsgefäß bzw· das darin befindliche Medium ergießt. Da die Rieselfähigkeit des Gemischs erhalten bleibt, tritt eine unerwünschte Klumpenbildung nicht auf. Andererseits ist es aber auch unmöglich, daß der gesamte Inhalt der Packung schlagartig aus der Packung austritt. Die Herstellung der Packung ist auf einfache und rationelle Weise auch in größten Stückzahlen möglich. Nicht nur der Gesamtinhalt der Packung kann in engen Grenzen konstant gehalten werden, sondern auch der Inhalt jeder Einzelkammer ist über die gesamte Packungslänge konstant.

Die gleichförmige Verteilung des Packungsinhalts über die Packungslänge kann gemäß der weiteren Erfindung noch dadurch verbessert werden, wenn eine weitere Maßnahme mit den bisherigen Maßnahmen vereinigt wird. Dies kann bei rotationssymmetrischen, d.h. rohrförmigen Packungen in besonders einfacher Weise dadurch geschehen, daß die Packung auf rotierenden Walzen aufliegt, die im gleichen Drehsinn angetrieben werden. Es ist aber auch möglich, die Packung während ihrer Herstellung zum Zwecke des Transports auf einer schiefen Ebene abrollen und hierbei beispielsweise in ein Werkzeug zum Zusammenquetschen des Querschnitts eintreten zu lassen.

Als Material für die Packung selbst können alle Werkstoffe verwendet werden, die entweder in kaltem oder in erwärmtem Zustand plastisch verformbar sind. Für metallurgische Zwecke kommen beispielsweise metallische Rohre aus Stahl-.

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und Aluminiumblech in Frage, wobei das betreffende Metall gleichzeitig als Legierungselement dienen kann. Eine solche, metallische Packung kann in kaltem Zustand zusammenge-. quetscht werden. Es ist aber auch denkbar, für den gleichen oder einen anderen Zweck Kunststoffrohre oder -schläuche einzusetzen, die nach örtlicher Aufheizung zusammengequejbscht und gegebenenfalls an der Quetschstelle verschweißt werden können. Für bestimmte Zwecke ist es sogar möglich, die Packung aus einem Werkstoff herzustellen, der sich in einem Lösungsmittel auflöst.

Auch der Packungsinhalt, d.h. das Äeaktionsmittelgemisch ist in weiten Grenzen frei wählbar. Es kommen Pulvergemische der unterschiedlichsten Art und Zusammensetzung sowie Korngröße in Frage. Für metallurgisch® Zwecke wird als Packungsinhalt beispielsweise ein Gemisch aus Aluminiumspännen bzw. -pulver und Natriumfluoridpulver als Kochmittel benutzt, welches in ein gefalztes Stahlblechrohr eingefüllt wird.

Ein Durchführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, der dadurch hergestellte Gegenstand und seine Einzelheiten se,ien nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert.

Es₁ zeigen:

Figur 1 ein Verfahrensschema für das Füllen der

Packung,

Figur 2 eine gefüllte und verschlossene Packung

in horizontaler Lage innerhalb eines

Werkzeugs für das Zusammenquetschen des Packungsquerschnitts,

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Figur 3 eine Packung nach dem Zusammenquetschen

und der Entnahme aus dem Werkzeug gemäß Figur 2,

Figur 4 einen Querschnitt durch eine Packung in

nichtzusammengequetschtem Zustand gemäß

Figur 2 und

Figuren 5 und 6 Querschnitte entlang der Linien V-V und

VI - VI durch den Gegenstand gemäß Figur 3.

In Figur 1 sind mit 1, 2 und 3 Silos für drei verschiedene Gemischkomponenten bezeichnet, die über Leitungen 4, 5 und 6 mit einer Dosierwaage 7 in Verbindung stehen. Der Transport innerhalb der Leitungen wird mittels Druckluft bewirkt; elektrisch betätigte Absperrschieber 8, 9 und Io ermöglichen eine Unterbrechung des Transports der jeweiligen Komponente.

Die Dosierwaage 7 besteht aus einem Wiegebehälter 11, der in einem Rahmen 12 aufgehängt und sich auf Gewichtsmeßdosen 13 abstützt. Das Ausgangssignal der Gewichtsmeßdosen 13 wird über eine Leitung 14 einer Steuerschaltung 15 zugeführt, die über Steuerleitungen 16, 17 und 18 den jeweiligen Absperrschieber 8, 9 oder Io betätigt, wenn die vorgegebene Komponentenmenge sich im Wiege^behälter 11 befindet.

Die jeweilige Komponentenmenge wird aus dem Wiegebehälter 11 über einen Absperrschieber 19 und einen Rohrstutzen 2o einem Mischer 21 zugeführt, der als sogenannter Kegelschneckenmischer ausgeführt ist. Dieser besitzt in seinem Innern eine Mischschnecke 22, deren Drehachse um die

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Kegelachse eine Evolventenbewegung ausführt. Der Mischer 21 mündet über einen Absperrschieber 23 in einen Schnekkenförderer 24, der gleichzeitig den Verschluß des Mischers 21 übernimmt und eine Entmischung der Komponenten verhindert. Unterhalb eines Austrittsstutzens 25 befindet sich die Förderrinne 26 eines Vibrationsförderers 27, der dazu dient, das Gemisch zur Einfüllöffnung 28 der senkrecht stehenden Packung 2Θ zu transportieren. Ein Trichter 3o in der Einfüllöffnung 28 erleichtert diesen Vorgang. Die Förderrinne 26 wird durch einen Schwingantrieb 31 betätigt, dessen Stillsetzen zur Folge hat, daß der Strom des Reaktionsmittelgemischs in der Förderrinne 26 sofort zum Stillstand kommt. Das Stillsetzen wird über eine Wiegeeinrichtung 32 ausgelöst, auf deren Waagschale 33 die Packung 29 während des gesamten Füllvorganges ruht. Das Ausgangssignal der Wiegeeinrichtung 32 wird über eine Leitung 34 einer Steuerschaltung 35 mitgeteilt, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Sollwertes den Schwingantrieb 31 stillsetzt.

Nachdem die Packung 29 in einer Vorrichtung gemäß Figur in loser Schüttung gefüllt wurde, wird sie in eine horizontale Lage gebracht, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Sie ruht dabei auf den Kanten 36 von unteren Quetschwerkzeugen 37, die Teil einer Quetschvorrichtung 38 sind. Oberhalb der Quetschwerkzeuge 37 befindet sich in Parallelanordnung eine weitere Reihe von Quetschwerzeugen 39 mit Quetschkanten 4o, die an einem Querträger 41 befestigt sind, der zwischen mechanisch oder hydraulisch betätigten Pressenwangen 42 befestigtx ist. Bei einer Abwärtsbewegung der Pressenwangen 42 erhält die Packung 29 ein Profil gemäß Figur 3. Durch die Quetschkerben 43 wurde eine Reihe von rieseldicht

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gegeneinander abgedichteten Einzelkaramern definierten Volumens erzeugt.

Figur 4 zeigt die Auswirkung einer Drehung der Packung um ihre Längsachse, durch Abrollen auf einer schiefen Ebene 44. Das Reaktionsmittelgemisch 45 hat sich dabei in der Weise verteilt, daß im oberen Teil der Packung 29 ein freies Segment 46 entstanden ist, das bei dem nachfolgenden Abquetschvorgang das durch die Quetschkerben 43 verdrängte Gemisch aufnehmen kann. Die schiefe Ebene 44 wird besonders zweckmäßig in Verbindung mit einer Quetschvorrichtung 38 gemäß Figur 2 eingesetzt, und zwar in der Weise, daß die schiefe Ebene 44 das Einrollen der Packung 29 zwischen die Quetschwerkzeuge 37 und 39 bewirkt.

In den Figuren 5 und 6 wurde der Übersichtlichkeit halber das Reaktionsmittelgemisch 45 cfortgelassen. Es ist zu erkennen, daß aufgrund der Quetschkerben 43 der Querschnitt der Packung 29 vollständig zusammengequetscht wurde, so daß die einzelnen Kammern innerhalb der Packung in der Weise voneinander getrennt sind, daß ein Durchtritt des Gemische nicht möglich ist.

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- Io -

Claims

- Io -

Ansprüche:

1ΛVerfahren zum Herstellen von mit dem Inhalt verbrauch^x—'baren, langgestreckten Packungen für die Zuspeisung von Reaktionsmittelgemischen in Reaktionsgefäße über einen längeren Zeitraum, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen;

a) Dosieren und Mischen der Gemischkomponenten

b) Zufördern des Gemischs zur Einfüllöffnung der senkrecht stehenden Packung mittels eines Vibrationsförderers

c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge des Gemischs in freiem Fall in die ruhende Packung

d) Umlegen der Packung in eine waagrechte Lage

e) Unterteilung der Packung in abgeschlossene Einzelkammern durch örtliches Zusammenquetschen des Querschnitts.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung vor der Unterteilung in Einzelkammern in horizontaler Lage mehrfach um ihre Längsachse gedreht wird.

2o.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung vor der Unterteilung in Einzelkammern in horizontaler Lage einem Rüttelvorgang ausgesetzt wird.

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