NL8801521A

NL8801521A - Dosing system for powder substances - has helical screw mechanism, and compacting unit

Info

Publication number: NL8801521A
Application number: NL8801521A
Authority: NL
Original assignee: Koutstaal Willem
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1990-01-02

Abstract

The system handles e.g. soya containing powder, and includes a housing (1) with a connected compacter (2). A tubular discharge section (3) has a worm screw (5) with a hollow drive spindle (4) freely movable. The housing contains powder (6) which inclosed measures is transported to a package (7). The compacter controls the density of packaged powder. The powder leaves a supply unit.

Description

Korte aanduiding: Doseerinrichting voor niet-vrij, t stromende stoffen en werkwijze voor het bedrijven van die inrichting.Short indication: Dosing device for non-free flowing materials and method for operating that device.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting en een * werkwijze voor het doseren van niet-vrij stromende stoffen, in het bijzonder poeders.The invention relates to a device and a method for dosing non-free flowing substances, in particular powders.

Er zijn reeds talloze dergelijke inrichtingen bekend. Zij alle hebben gepoogd oplossingen te vinden voor met name het probleem van de door klontering of aanhechting ontstane afwijkingen van de te doseren hoeveelheden.Numerous such devices are already known. They have all attempted to find solutions, in particular to the problem of deviations from the quantities to be dosed caused by clumping or adhesion.

Alle bezitten echter een gezamenlijk onopgelost probleem: poeders worden vanaf de opening van het te vullen verpakkingsmiddel in vrije val tot dit middel toegelaten, zoals bijvoorbeeld blijkt uit het Amerikaanse Octrooischrift 3.038.282, het Franse Octrooischrift 1.288.765, de Duitse Octrooiaanvrage No G 70 37 501.8 of de Nederlandse Octrooiaanvrage 7604861. Gevolg hiervan is een volstrekt gebrek aan controle over het gedrag van het poeder in, ja zelfs nog buiten het te vullen fust. Een verder bezwaar is dat de tap-dichtheid van een product totnutoe pas bereikt wordt NA dosering van het met het afvulgewicht overeenkomende volume, doordat eerst na het in de verpakking brengen van poeder de gevulde verpakking door zgn "ruetteln" in trilling wordt gebracht zodat het product IN de verpakking inklinkt, waarbij controle over morsen niet mogelijk is.However, all of them have a joint unsolved problem: powders are admitted to this product in free fall from the opening of the packaging material to be filled, as can be seen, for example, from United States Patent Specification 3,038,282, French Patent Specification 1,288,765, German Patent Application No G 70 37 501.8 or Dutch Patent Application 7604861. The consequence of this is a complete lack of control over the behavior of the powder in, even outside the container to be filled. A further drawback is that until now the tap density of a product is only reached AFTER dosing of the volume corresponding to the filling weight, because the filled packaging is only vibrated by so-called "ruetteln" after the powder has been introduced into the packaging, so that the product IN the packaging, whereby control over spillage is not possible.

Vorder moeten producten ten behoeve van een behoorlijke houdbaarheidsduur verpakt worden in een chemisch inert milieu, waartoe lucht uit de verpakkingen verwijderd, en inert gas aan de verpakkingen toegevoegd wordt.In addition, products must be packaged in a chemically inert environment for which a good shelf life is maintained, for which air is removed from the packaging and inert gas is added to the packaging.

Voor het toedienen van inert gas zijn totnutoe zeer ' gecompliceerde, uiterst kostbare, en veel vloeroppervlak vergende machinerieën nodig.The application of inert gas now requires very complicated, extremely expensive, and much floor space-requiring machines.

Do uitvinding beoogt aan al deze en andere bezwaren een einde te maken.The object of the invention is to eliminate all these and other drawbacks.

De inrichting volgens de uitvinding doseert nauwkeurig op doelmatige wijze met name sterk aanhechtende poeders en voorziet op eenvoudige en goedkope wijze verpakkingen van inert gas.The device according to the invention accurately and particularly accurately doses highly adhering powders and provides inert gas containers in a simple and inexpensive manner.

Daartoe is volgens de uitvinding de installatie voor het doseren van sterk aanhechtende, rombische, vezelachtige of, meer in het algemeen, non-free-flowing stoffen, op tot nu toe onbekende en doelmatige wijze voorzien van een toevoerinrichting waaraan de te doseren poeders of andere stoffen worden toegevoerd, welke inrichting is voorzien van een verdichtingsmedium dat ten doel heeft het poeder (c.q. de stof) de vereiste tap-dichtheid te verlenen.(De constructieve uitvoering van dit verdichtingsmedium zal afhankelijk zijn van de aard van de te verdichten stof). Verder is de installatie voorzien van een uit zodanig dun blad vervaardigde worm dat het totale volume van het wörm-materiaal relatief slechts een zeer miniem percentage van het te doseren poedervolurae omvat. De spoed van de worm wordt bepaald door de typische stromings-eigenschappen van elk afzonderlijk poeder (c.q. elke stof).To this end, according to the invention, the installation for dosing highly adherent, rhombic, fibrous or, more generally, non-free-flowing substances, is provided in a hitherto unknown and efficient manner with a feed device to which the powders to be dosed or other substances are supplied, which device is provided with a compaction medium which is intended to give the powder (or the substance) the required tap density (the constructional design of this compaction medium will depend on the nature of the substance to be compacted). The installation is furthermore provided with a worm manufactured from such a thin blade that the total volume of the worm material relatively only comprises a very minimal percentage of the powder volurae to be dosed. The pitch of the worm is determined by the typical flow properties of each individual powder (or each substance).

De lengte van de worm is tenminste groter dan de hoogte van het te vullen fust, terwijl-de uitwendige diameter van de worm iets kleiner is dan de inwendige diameter van de te vullen verpakking.The length of the worm is at least greater than the height of the cask to be filled, while the external diameter of the worm is slightly smaller than the internal diameter of the packaging to be filled.

De onderzijde van de poedertoevoerinrichting kan in een voorkeursuitvoering zijn voorzien van een buisvormige afvoeropening voor afgifte van het poeder, in welke geval de wormlengte met tenminste de hoogtemaat der buisvormige afvoeropening toeneemt.In a preferred embodiment, the underside of the powder feeder can be provided with a tubular discharge opening for dispensing the powder, in which case the worm length increases by at least the height of the tubular discharge opening.

Het wormblad is aangebracht op een holle omwentelingsas van zeer geringe diameter. Deze omwentelingsas kan worden aangedreven door een door middel van externe impulsen het astoerental regulerend orgaan, welk orgaan kan zijn aangesloten aan, dan wel deel uitmaken van tel-,weeg-, of andere de dosering controlerende, inrichtingen.The worm blade is arranged on a hollow revolution shaft of very small diameter. This revolution axis can be driven by an external pulse-regulating device, which can be connected to, or be part of, counting, weighing or other dosing-controlling devices.

Een verder kenmerk is dat de worm een buitengewoon wrijvingsvrij blad-oppervlak bezit.A further feature is that the worm has an exceptionally friction-free leaf surface.

Een ander kenmerk 'van de inrichting volgens de uitvinding is dat de worm gedurende het doseer-proces in axiale richting wordt verplaatst met zodanige snelheid dat 1 worm-omwenteling een axiale verplaatsing van 1 x de maximale wormspoedhoogte impliceert.Another feature of the device according to the invention is that the worm is displaced in the axial direction during the dosing process at such a speed that 1 worm revolution implies an axial displacement of 1 x the maximum worm pitch height.

Een volgend kenmerk is dat de worm slechts roteert bij een axiale beweging in de richting vanuit de verpakking naar de toevoer. In omgekeerde richting, dus bij een axiale beweging van de worm in de richting vanaf de poedertoevoer naar het fust, roteert de worm niet.A further feature is that the worm only rotates upon an axial movement in the direction from the package to the feed. In the reverse direction, that is, with an axial movement of the worm in the direction from the powder feed to the keg, the worm does not rotate.

Voorts is een bijzonder kenmerk van de uitvinding een onderbreking van de roterende worin-beweging gedurende het laatste gedeelte van de axiale verplaatsing van de worm in de richting van de toevoer- Het hierbij verkregen effect is het afsnijden van de poedermassa ter plaatse van het worm-uiteinde. Het juiste te doseren volume wordt bereikt door meer of minder grote hoekverdraaiing van het hartvlak van de aandrijfas.Furthermore, a special feature of the invention is an interruption of the rotary worm movement during the last part of the axial displacement of the worm in the direction of the feed. The effect obtained hereby is cutting off the powder mass at the location of the worm. end. The correct volume to be dosed is achieved by varying angular displacement of the center plane of the drive shaft.

De axiale worm-verplaatsing in de richting van het fust kan in een voorkeursuitvoering zo groot zijn dat het uiteinde van de worm in het fust wordt gebracht tot zij nagenoeg het gehele fust vult. Het zich tussen het wormblad bevindende poeder wordt daarbij meegedragen.In a preferred embodiment, the axial worm displacement in the direction of the keg may be such that the end of the worm is introduced into the keg until it fills almost the entire keg. The powder located between the worm leaf is carried with it.

Na deze procedure wordt de worm, al roterend, uit de zich in de verpakking bevindende stof gedraaid en met haar andere einde tegelijkertijd in de verdichte poedermassa in de toevoer gewenteld totdat de laatste axiale, niet-roterende verplaatsing in de opwaartse richting naar de poedertoevoer heeft plaatsgevonden. Daarna zal weer een niet-roterende, axiale verplaatsing in de richting van het fust kunnen plaatsvinden, en de cyclus zich kunnen herhalen.After this procedure, the worm is rotated, while rotating, from the material contained in the package and its other end is simultaneously rotated in the compacted powder mass in the feed until it has the last axial, non-rotating movement in the upward direction to the powder feed. occurred. After that, a non-rotating, axial displacement in the direction of the cask can again take place, and the cycle can be repeated.

De · uitvinding wordt verder uiteengezet aan de hand van een schematische tekening.The invention is further explained by means of a schematic drawing.

Daarin toont Fig 1 een dwarsdoorsnede door de inrichting in een verticaal werkend uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting met de worm in bovenste stand boven een pas aangevoerde, nog ledige verpakking.Fig. 1 shows a cross-section through the device in a vertically operating embodiment of the device with the worm in top position above a newly supplied, still empty package.

Fig 2 toont de dwarsdoorsnede van Fig.l met neerwaarts bewogen worm.Fig. 2 shows the cross section of Fig. 1 with worm moved downward.

Fig 3 toont de dwarsdoorsnede van Fig 1 met opwaarts bewegende worm.Fig 3 shows the cross section of Fig 1 with upwardly moving worm.

In een huis 1 bevindt zich een stof 6 welke gedoseerd moot worden toegediend aan een verpakking 7. Daartoe is het huis 1 voorzien van een verdichtingsinrichting 2 welke de stof 6 de vereiste tap-dichtheid, dus de gewenste soortelijke massa, bezorgt. Aan het huis 1 kan een buisvormig afvoerorgaan 3 zijn aangebracht. In het huis 1 met afvoerbuis 3 bevindt zich op een holle aandrijfas 4 de van zeer glad oppervlak voorziene worm 5. Boven het huis 1 bevindt zich aanvoerorgaan 8.In a housing 1 there is a substance 6 which must be dosed to a package 7. To that end, the housing 1 is provided with a compaction device 2 which provides the substance 6 with the required tap density, i.e. the desired specific mass. A tubular discharge member 3 can be arranged on the housing 1. In the housing 1 with discharge tube 3, on a hollow drive shaft 4, the worm 5 is provided with a very smooth surface. Above the housing 1 is supply member 8.

Vanuit het aanvoerorgaan 8 wordt stof 6 toegevoerd aan het huis 1. Daarbij voorkomt de worm 5 dat de niet vrij stromende stof 6 zich rechtstreeks van aanvoer 8 via afvoerbuis 3 naar de verpakking 7 kan begeven. Verdichtingsorgaan 2 zorgt voor continue toevoer van de benodigde verdichtings-energie, waarmede de stof 6 haar benodigde tap-dichtheid (dit is de reciproke van het zgn "stamp-volume") verkrijgt.Dust 6 is supplied from the supply member 8 to the housing 1. The worm 5 thereby prevents the non-freely flowing substance 6 from moving directly from supply 8 via discharge tube 3 to the package 7. Compaction member 2 ensures a continuous supply of the required compaction energy, with which the substance 6 obtains its required tap density (this is the reciprocal of the so-called "stamp volume").

Worm 5 wordt door de holle aandrijfas 4 via een axiale, neerwaartse beweging in de verpakking 7 gebracht, tijdens welke verplaatsing de worm 5 niet roteert.Worm 5 is introduced into the package 7 by the hollow drive shaft 4 via an axial, downward movement, during which movement the worm 5 does not rotate.

Bijzonder kenmerk volgens de uitvinding is dat de worm 5 IN de de stof 6 omhullende verpakking 7 wordt ingebracht. De verpakking 7 kan bestaan uit ventielzakken, flessen uit glas of kunststof, al of niet van binnenzakken voorziene kartons, tanks, metalen cans enz. De neerwaartse wormbeweging wordt in het uitvoeringsvoorbeeld zover voortgezet tot het worm-ondereinde 9 bijna het verpakkingsondervlak 11 heeft bereikt. Volgens een bijzonder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding wordt in het uitvoeringsvoorbeeld de worm vervolgens in een combinatie van rotatie en axiale verplaatsing opwaarts bewogen waarbij de axiale verplaatsing per omwenteling van de wormas 4 gelijk is aan 1 maal de wormspoed, met welke verplaatsingstechniek bereikt is dat de worm 5 geen stof 6 in opwaartse richting verplaatst, doch zich met haar gladde vlak 12 uit de zich in de verpakking 7 bevindende stofmassa 6 wegdraait, terwijl tijdens deze gecombineerde bewegingen van de worm door de holle as 4 inert gas aan het fust 7 wordt toegevoegd. Bijzonder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding is dat de worm 5 op tot nu toe niet bekende wijze tijdens het afvulproces IN de de stof 6 omhullende verpakking 7 wordt ingebracht. De verpakking 7' kan bestaan uit elk type fust zoals flessen, kartons, tanks, ventielzakken, metalen cans enz.A special feature according to the invention is that the worm 5 is introduced IN the package 7 enclosing the material 6. The package 7 may consist of valve bags, glass or plastic bottles, cartons, whether or not provided with inner bags, tanks, metal cans, etc. The downward worm movement is continued in the exemplary embodiment until the worm bottom end 9 has almost reached the packaging bottom surface 11. According to a special feature of the device according to the invention, in the exemplary embodiment the worm is then moved upwards in a combination of rotation and axial displacement, the axial displacement per revolution of the worm shaft 4 being equal to 1 times the worm pitch, with which displacement technique has been achieved that the worm 5 does not displace dust 6 in an upward direction, but instead rotates with its smooth surface 12 out of the dust mass 6 contained in the package 7, while during this combined movements of the worm through the hollow shaft 4 inert gas in the keg 7 will be added. A special feature of the device according to the invention is that the worm 5 is introduced IN the packaging 7 enveloping the substance 6 in hitherto unknown manner during the filling process. The package 7 'can consist of any type of packaging such as bottles, cartons, tanks, valve bags, metal cans etc.

Claims

Device for metered dispensing of non-free-flowing substances such as soy-containing powders, sausages, plastics with a fibrous molecular structure, and the like, CHARACTERIZED by a housing (1) with connected compaction member (2) and coupled tubular discharge member (3) in which a worm (5) with its hollow drive shaft (4) is freely moving.

Device according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the worm (5) consists of a surface (12) of very low friction structure and such a thickness that the total mass content of the worm material, related to the volume of the dosing product, comprising only an extremely minute percentage of that product volume.

Device according to claims 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the axial length of the worm (5) is at least equal to the height of the barrel (7) to be packed plus the length of the tubular mounted on the housing (1) discharge member (3).

Device according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the worm diameter is of fractionally smaller size than the entry diameter of the keg to be packaged. A method of operating the device according to claims 1 to 3 CHARACTERIZED by a combined rotary and axial displacement of the worm (5) during the filling process. 1

Method according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT the metering worm (5) is introduced IN the package (7) during the filling process.

Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the substance to be dosed is riveted to the required tap density prior to the dosing process.

Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the rotary movement of the worm only takes place upon axial displacement of the worm from the packaging (7) in the direction of the mass of dust (6) to the housing (1).

Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the axial displacement of the worm (5) per revolution of its drive shaft (4) is equal to 1 times the pitch of the worm (5) measured over 360 degrees from the center plane of The worm.

A method according to any one of the preceding preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the worm does not rotate during the final stage of the upward axial movement.

Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT during the rotary displacement of the worm (5) the amount of substance (6) released by the worm corresponds to the quantity of that substance to be dosed.

Method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT the number of degrees of angular rotation of the worm heart plane determines the amount of substance to be dosed.

A method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN THAT during the axial, non-rotating movement of the worm (5) from the housing (1) to the packaging (7), the material (6) located between the worm blade does not move relative to that worm (5).

A method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN that during the metering process inert gas is added to the package (7) through the hollow worm shaft (4).

A method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED that it is carried out on the basis of the above description and / or attached schematic drawings.

A method according to any one of the preceding claims, CHARACTERIZED IN that it is used in a high capacity production machine.