CH669934A5

CH669934A5 -

Info

Publication number: CH669934A5
Application number: CH427085A
Authority: CH
Inventors: Hanspeter Grieder; Kurt Meier; Guido Stutz
Original assignee: Chematec Ag
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1989-04-28
Also published as: EP0222695A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to a metering device according to the preamble of claim 1.

Derartige Dosiervorrichtungen müssen bekanntlich äusserst genau und zuverlässig arbeiten, da schon geringe Abweichungen vom Soll-Gewicht unliebsame Störungen in der späteren Verarbeitung des dosierten Mediums nach sich ziehen können. As is known, such metering devices have to work extremely precisely and reliably, since even slight deviations from the target weight can result in unpleasant disturbances in the subsequent processing of the metered medium.

Es sind verschiedene Bauarten von Dosiervorrichtungen bekannt, wie beispielsweise horizontale Schneckendosiersysteme mit einer oder mehreren Dosierschnecken mit fester oder variabler Drehzahl, ferner Vibrationsrinnen mit variablem Antrieb, horizontale Rührsysteme u. a. m. Various types of metering devices are known, such as, for example, horizontal screw metering systems with one or more metering screws with a fixed or variable speed, also vibrating troughs with a variable drive, horizontal stirring systems and the like. a. m.

Eine besonders häufig anzutreffende Ausführungsform weist einen Behälter auf, der sich zumindest im unteren Teil konisch verjüngt und bei dem die Austrittsöffnung mittels einer Klappe oder eines Schiebers verschliessbar ist. Pulver- und granulatförmige Materialien neigen im unteren konisch zugespitzten Teil zu Brückenbildungen. Beim Einsturz einer solchen Brücke wird die Zuflussmenge in dem Abfüllbehälter schlagartig erhöht. Ferner neigt das Abfüllgut dazu, an den Gefässwänden, am Schieber oder an der Klappe festzukleben, wodurch ebenfalls ein unregelmässiger Zufiuss bewirkt wird. A particularly frequently encountered embodiment has a container which tapers conically at least in the lower part and in which the outlet opening can be closed by means of a flap or a slide. Powdery and granular materials tend to form bridges in the lower, tapered part. When such a bridge collapses, the inflow quantity in the filling container is suddenly increased. Furthermore, the filling material tends to stick to the vessel walls, to the slide or to the flap, which also causes an irregular inflow.

Derartige Unregelmässigkeiten im Zufluss verunmöglichen aber eine präzise Dosierung. Es wurde deshalb auch schon versucht, mit zwei Anlagen zu arbeiten, wobei eine erste Anlage einen grossen Behälter zur Grobdosierung aufweist und eine zweite Anlage einen kleinen Behälter zur feineren Dosierung. Abgesehen davon, dass bei einer solchen Lösung zwei Anlagen benötigt werden, wodurch sowohl bei der Bedienung als auch bei der Reinigung ein höherer 5 Arbeitsaufwand benötigt wird, kann auch bei der kleineren Dosieranlage bekannter Bauart weder die Brückenbildung noch das Ankleben des Abfüllgutes verhindert und damit nur eine beschränkte Dosiergenauigkeit erreicht werden. Such irregularities in the inflow make precise dosing impossible. For this reason, attempts have already been made to work with two systems, with a first system having a large container for rough dosing and a second system having a small container for finer dosing. In addition to the fact that two systems are required in such a solution, which means that a higher workload is required both for operation and for cleaning, even with the smaller metering system of known design, neither the formation of bridges nor the sticking of the filling goods can be prevented and thus only a limited dosing accuracy can be achieved.

Weitere bekannte Dosiergeräte sind im unteren konischen Teil io mit einem von unten angetriebenen, rotierenden Schieber versehen und weisen an der Austrittsöffnung einen schnellschliessenden Schieber auf, der sich beim Feindosiervorgang in Intervallen öffnet und schliesst. Bei dieser Art von Dosiergeräten wird die Brückenbildung jedoch nur im untersten Teil des Konus verhindert. Dadurch, dass u beim Feindosiervorgang der Schieber mehrmals geöffnet und geschlossen wird, verzögert sich der Dosierablauf erheblich. Further known metering devices are provided in the lower conical part with a rotating slide which is driven from below and have a quick-closing slide at the outlet opening which opens and closes at intervals during the fine metering process. With this type of dosing device, however, bridging is only prevented in the lowest part of the cone. Because the slide is opened and closed several times during the fine dosing process, the dosing process is considerably delayed.

Ein grosses Problem bilden schwerfliessende pastenförmige Produkte, deren Schwerkraft nicht ausreicht, einen genügenden Abfülldruck zu erzeugen. A major problem is that of poorly flowing pasty products, the gravity of which is insufficient to generate sufficient filling pressure.

20 Derartige Produkte treten ohne zusätzliche Massnahmen unregelmässig oder untragbar langsam aus oder bleiben gar im Dosierbehälter stecken. 20 Such products come out irregularly or intolerably slowly without additional measures or even get stuck in the dosing container.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, The invention as characterized in the claims

löst die Aufgabe, eine' auch für schwerfliessende und pastenförmige 25 Produkte geeignete Dosiervorrichtung zu schaffen, bei welcher eine Brückenbildung sowie ein Ankleben des Abfüllgutes an Behälterwand oder Schliesseinrichtung verhindert und somit ein gleichmässi-ger Ausfluss des Abfüllgutes erzielt wird, so dass die gewünschte Abfüllmenge mit hoher Präzision und mit hoher Abfüllgeschwindigkeit 30 erreicht werden kann. solves the task of creating a metering device that is also suitable for difficult-to-flow and pasty products, in which bridging and sticking of the filling goods to the container wall or closing device are prevented, and thus a uniform outflow of the filling goods is achieved, so that the desired filling quantity is included high precision and with high filling speed 30 can be achieved.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to a drawing, for example. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Dosierbehälter, 1 shows a section through a dosing container,

Fig. 2 eine Darstellung einer Dosiervorrichtung mit Abfüllgefäss 35 und Dosiergutzufuhr. Fig. 2 is an illustration of a dosing device with filling vessel 35 and dosing supply.

In Fig. 1 ist ein Dosierbehälter 1 gezeigt, der sich in seinem unteren Teil konisch zuspitzt und unten mit einer Austrittsöffnung 2 versehen ist. An der Austrittsöffnung 2 ist der Dosierbehälter 1 mit einem Austrittsstutzen 9 versehen. Um diesen herum ist ein kreisför-40 miger Steg 15 angeordnet, der die Öffnung eines Deckels für ein in der Figur nicht eingezeichnetes Abfüllgefäss umschliesst. Zwischen dem Austrittsstutzen 9 und dem Steg 15 wird ein Spalt freigelassen, damit die für eine Wägung benötigte Relativbewegung zwischen Gefäss und Dosierbehälter möglich ist. Die Austrittsmenge des Ab-45 füllgutes wird mit einem Ventil 3,4 geregelt. Dieses ist aus einer Ventilstange 3 und einem Ventilkopf 4 aufgebaut. Der Ventilkopf 4 ist an seinem unteren Ende scheibenförmig ausgebildet und weist in diesem Abschnitt einen Durchmesser auf, der der Austrittsöffnung 2 des Dosierbehälters 1 entspricht. Damit sowenig Abfüllgut als so möglich am Ventilkopf 4 haften bleibt, veijüngt sich dieser in Richtung der Ventilstange 3 konisch. Die Ventilstange 3 wird von einer Hohlwelle 5 umschlossen, an der wenigstens ein Abstreifer 6 befestigt ist. Der Austritt der Ventilstange 3 aus der Hohlwelle 5 ist durch eine Stopfbuchse 11 abgedichtet. Ebenso ist der Durchtritt der 55 Hohlwelle 5 durch die Behälterdecke 12 mit einer Stopfbuchse 11 abgedichtet. Die Hohlwelle 5 ist in einem in Fig. 1 nicht dargestellten Getriebe drehbar gelagert. Die äussere Kante des Abstreifers 6 verläuft entlang dem unteren Teil des Dosierbehälters 1. Bei einer Drehbewegung der Hohlwells 5 wird der Abstreifer entlang der Ge-60 fässwand geführt. Dadurch wird eine Brückenbildung des Abfüllgutes oder ein Ankleben desselben an der Gefässwand verhindert. In seinem unteren Teil weist der Abstreifer 6 eine Kante auf, die so dimensioniert ist, dass sie bei jeder Stellung des Ventilkopfes 4 parallel zu dessen scheibenförmigen, unteren Ende verläuft. Damit wird bei 65 einer Betätigung des Abstreifers 6 auch ein Ankleben des Abfüllgutes am scheibenförmigen Teil des Ventilkopfes 4 verhindert. Die Abstreifer 6 weisen einen Winkel Wl zur Vertikalen auf. Mit dieser Ab-winkelung der Abstreifer 6 wird bei der Drehbewegung eine Druck 1 shows a metering container 1 which tapers conically in its lower part and is provided with an outlet opening 2 at the bottom. At the outlet opening 2, the dosing container 1 is provided with an outlet nozzle 9. Arranged around this is a circular web 15, which surrounds the opening of a lid for a filling vessel, not shown in the figure. A gap is left between the outlet nozzle 9 and the web 15 so that the relative movement between the vessel and the dosing container required for weighing is possible. The outlet quantity of the Ab-45 filling material is regulated with a valve 3.4. This is made up of a valve rod 3 and a valve head 4. The valve head 4 is disc-shaped at its lower end and has a diameter in this section which corresponds to the outlet opening 2 of the metering container 1. So that as little as possible filling material adheres to the valve head 4, it tapers conically in the direction of the valve rod 3. The valve rod 3 is enclosed by a hollow shaft 5, to which at least one wiper 6 is attached. The outlet of the valve rod 3 from the hollow shaft 5 is sealed by a stuffing box 11. Likewise, the passage of the 55 hollow shaft 5 through the container ceiling 12 is sealed with a stuffing box 11. The hollow shaft 5 is rotatably mounted in a gear, not shown in FIG. 1. The outer edge of the scraper 6 runs along the lower part of the metering container 1. When the hollow shaft 5 rotates, the scraper is guided along the vessel wall. This prevents the filling material from bridging or sticking to the vessel wall. In its lower part, the scraper 6 has an edge which is dimensioned such that it runs parallel to its disc-shaped, lower end in each position of the valve head 4. This also prevents the filling material from sticking to the disk-shaped part of the valve head 4 when the scraper 6 is actuated. The wipers 6 have an angle W1 to the vertical. With this angling of the wipers 6 there is a pressure during the rotary movement

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komponente nach unten, sowie ein zusätzlicher Drall bewirkt, component down, and an additional swirl causes

welche u. a. ein Ankleben des Abfüllgutes am Austrittsstutzen 2 verhindern. which u. a. prevent the filling material from sticking to the outlet nozzle 2.

Im oberen Teil des Dosierbehälters 1 sind an der Hohlwelle 5 mittels je eines Haltestabes 7 Flügelelemente 8 angebracht, welche 5 zur Horizontalebene einen Winkel W2 bilden. Durch diese Anordnung wird ebenfalls eine nach unten gerichtete Druckkomponente auf das Abfüllgut ausgeübt, sowie ein Drall erzeugt, um ein Ankleben des Abfüllgutes im oberen Bereich der Behälterwand zu vermeiden. Druckkomponente und Drall, welche sowohl durch die Flügel- 10 elemente 8 als auch durch eine oben beschriebene Verwinkelung des bzw. der Abstreifer(s) erreicht werden können, erlauben es, auch schwerfliessende oder pastenförmige Produkte zu dosieren, bei welchen deren Schwerkraft allein zu wenig Abfülldruck erzeugen würde. 15 In the upper part of the metering container 1 7 wing elements 8 are attached to the hollow shaft 5 by means of a holding rod, which 5 form an angle W2 to the horizontal plane. With this arrangement, a downward pressure component is also exerted on the filling material and a swirl is generated in order to prevent the filling material from sticking in the upper region of the container wall. Pressure component and swirl, which can be achieved both by the wing elements 8 and by an above-described angle of the scraper (s), also make it possible to meter difficult-flowing or pasty products in which the gravity alone is too little Would produce filling pressure. 15

Das Abfüllgut gelangt durch die Füllöffnung 13 in den Dosierbehälter 1. Ein an der Behälterdecke 12 angebrachtes Niveaumessgerät 10 überwacht die Menge des im Dosierbehälter 1 vorrätigen Abfüllgutes. Mit Hilfe des Niveaumessgerätes 10 wird der Nachschub des Abfüllgutes aus einem in der Figur nicht dargestellten Hauptbehäl- 2o ter gesteuert. Dank der Niveauüberwachung ist die im Dosierbehälter 1 enthaltene Materialmenge nur geringfügigen Schwankungen unterworfen, so dass der innerhalb des Abfüllgutes herrschende statische Druck praktisch konstant bleibt und somit das Abfüllgut mit für jeden Öffnungsgrad des Ventils 3, 4 reproduzierbarer Geschwin- 2s digkeit austritt. The filling material passes through the filling opening 13 into the dosing container 1. A level measuring device 10 attached to the container ceiling 12 monitors the amount of filling material in the dosing container 1. With the help of the level measuring device 10, the replenishment of the filling material is controlled from a main container (not shown in the figure). Thanks to the level monitoring, the amount of material contained in the dosing container 1 is only subject to slight fluctuations, so that the static pressure prevailing within the filling material remains practically constant and the filling material thus exits at a reproducible speed for each degree of opening of the valve 3, 4.

In Fig. 2 sind weitere Elemente einer erfindungsgemässen Dosiervorrichtung gezeigt. Ein Abfüllbehälter 16 befindet sich auf einer Wägeeinrichtung 17, die mit einem Halter 18 versehen ist, welcher den Zwischendeckel 14 gegen das Abfüllgefäss 16 drückt. Der Dosierbehälter 1 ruht auf einer Stütze 19. Von einem in der Figur nicht dargestellten Vorratsbehälter wird das Abfüllgut über ein Rohr 24 einer Fördereinrichtung 23 zugeführt, welche eine Zellradschleuse oder eine Rüttelrinne enthält. Die Fördereinrichtung 23 ist über ein Rohr 25 mit dem Dosierbehälter 1 verbunden. Sobald das Niveau des Abfüllgutes im Dosierbehälter 1 ein gewisses Minimum unterschreitet, wird über die in dieser Figur nicht sichtbare Niveaumesseinrichtung die Fördereinrichtung 23 eingeschaltet und der Dosierbehälter 1 nachgefüllt. An der Dosierbehälterdecke 12 ist ein Getriebe 21 montiert, das von einem Motor 20 angetrieben wird und die in dieser Figur nicht sichtbare Hohlwelle mit den Flügelelementen und dem Abstreifer antreibt. Am Gehäuse des Getriebes 21 ist ein Stellantrieb 22 befestigt, welcher auf pneumatischer, elektrischer oder hydraulischer Basis mit oder ohne mechanischer Umsetzung arbeitet. Der Stellantrieb 22 bewegt das durch die Hohlwelle führende Dosierventil in vertikaler Richtung und gibt je nach Hub eine grössere oder kleinere Öffnung an der Austrittsöffnung des Dosierbehälters 1 frei. 2 shows further elements of a metering device according to the invention. A filling container 16 is located on a weighing device 17 which is provided with a holder 18 which presses the intermediate cover 14 against the filling vessel 16. The dosing container 1 rests on a support 19. From a storage container, not shown in the figure, the filling material is fed via a pipe 24 to a conveyor device 23 which contains a cellular wheel sluice or a vibrating trough. The conveyor 23 is connected to the metering container 1 via a pipe 25. As soon as the level of the filling material in the metering container 1 falls below a certain minimum, the conveying device 23 is switched on and the metering container 1 is refilled via the level measuring device (not shown in this figure). A gear 21 is mounted on the metering container ceiling 12, which is driven by a motor 20 and drives the hollow shaft (not visible in this figure) with the wing elements and the wiper. An actuator 22 is attached to the housing of the transmission 21 and operates on a pneumatic, electrical or hydraulic basis with or without mechanical implementation. The actuator 22 moves the metering valve leading through the hollow shaft in the vertical direction and, depending on the stroke, opens a larger or smaller opening at the outlet opening of the metering container 1.

Die Dosiereinrichtung wird wie folgt betrieben: The dosing device is operated as follows:

Ein leerer Abfüllbehälter 16, beispielsweise ein Gebinde oder ein Fass, wird auf die Verwiegeplattform 17 gestellt. Der Zwischendek-kel 14 wird mit der Klemmeinrichtung 18 auf den oberen Rand des Abfüllgefässes 16 gedrückt. Das Abfüllgefäss 16 wird automatisch tariert, d. h. die Wägeeinrichtung 17 wird automatisch auf Null gestellt. Dem Dosierbehälter 1 wird über die Fördereinrichtung 23,24, 25 Abfüllgut zugeführt. Sobald das Abfüllgut im Dosierbehälter 1 ein vorgesehenes oberes Niveau erreicht hat, beginnt die Abfüllung des Produktes. Die Hohlwelle mit den Flügelelementen und dem Abstreifer dreht sich. Die Abfüllung des Produktes beginnt bei voll geöffneter Stellung des Dosierventils. Sobald ein bestimmter Teil des vorgesehenen Abfüllgewichtes erreicht ist, wird das Dosierventil in eine Feindosierstellung gebracht, d. h. zwischen dem Dosierventil und der Austrittsöffnung des Dosierbehälters 1 bleibt nur noch ein kleiner Spalt. Der um das Dosierventil herumkreisende Abstreifer sorgt dafür, dass dieser kleine Spalt durch zusammenklebendes Abfüllgut nicht verstopft wird. Sofern während dem Abfüllvorgang ein vorgegebenes minimales Niveau des im Dosierbehälter 1 vorrätigen Abfüllgutes unterschritten wird, so wird jeweils die Fördereinrichtung 23, 24, 25 betätigt, bis das vorgegebene obere Niveau wieder erreicht ist. Sobald das vorgewählte Endabfüllgewicht erreicht ist, schliesst sich das Dosierventil und der Abfüllvorgang ist beendigt. An empty filling container 16, for example a container or a barrel, is placed on the weighing platform 17. The intermediate cover 14 is pressed with the clamping device 18 onto the upper edge of the filling vessel 16. The filling vessel 16 is automatically tared, i.e. H. the weighing device 17 is automatically set to zero. The dosing container 1 is supplied with filling material via the conveyor 23, 24, 25. As soon as the filling material in the dosing container 1 has reached an intended upper level, the filling of the product begins. The hollow shaft with the wing elements and the wiper rotates. The product begins to be filled when the metering valve is fully open. As soon as a certain part of the intended filling weight has been reached, the metering valve is brought into a fine metering position, i. H. only a small gap remains between the metering valve and the outlet opening of the metering container 1. The scraper circling around the metering valve ensures that this small gap is not blocked by filling material that sticks together. If a predetermined minimum level of the filling goods in the dosing container 1 is undershot during the filling process, the conveying device 23, 24, 25 is actuated until the predetermined upper level is reached again. As soon as the preselected final filling weight is reached, the dosing valve closes and the filling process is finished.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

669 934 PATENTANSPRÜCHE669 934 PATENT CLAIMS

1. Dosiervorrichtung zum Abfüllen von hochviskosen, pasten-oder pulverförmigen Produkten, mit einem vertikal gerichteten, gegen unten sich konisch verjüngenden und mit einer Austrittsöff-nung (2) versehenen Behälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Austrittsöffnung (2) einschiebbares, aus einer Ventilstange (3) und einem Ventilkopf (4) aufgebautes Dosierventil (3, 4) vorgesehen ist, und dass die Ventilstange (3) von einer Hohlwelle (5) umschlossen ist, an der wenigstens ein Abstreifer (6) befestigt ist, der mittels einer Drehung der Hohlwelle (5) dem unteren Abschnitt der Behälterwand entlangführbar ist. 1. Dosing device for filling highly viscous, pasty or powdery products, with a vertically oriented container (1) which tapers conically towards the bottom and has an outlet opening (2), characterized in that a into the outlet opening (2) insertable metering valve (3, 4) constructed from a valve rod (3) and a valve head (4) is provided, and that the valve rod (3) is enclosed by a hollow shaft (5) to which at least one scraper (6) is attached which can be guided along the lower section of the container wall by means of a rotation of the hollow shaft (5).

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkopf (4) an seinem unteren Ende scheibenförmig ausgebildet ist, und dass die zum Ventilkopf (4) gerichtete Kante des Abstreifers (6) parallel zum scheibenförmigen untersten Teil des Ventilkopfes (4) verläuft, so dass in diesem Bereich des Ventilkopfes (4) haftendes Dosiergut in jeder Position des Ventilkopfes (4) bis zu dessen Eintritt in die Austritts Öffnung (2) des Behälters (1) abgestreift werden kann. 2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the valve head (4) is disc-shaped at its lower end, and that the valve head (4) directed edge of the scraper (6) runs parallel to the disc-shaped lowermost part of the valve head (4) , so that in this area of the valve head (4) adhering dosing can be stripped in any position of the valve head (4) until it enters the outlet opening (2) of the container (1).

3. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilabschnitt des Abstreifers (6) in Gegenrichtung zur Drehbewegung einen Winkel (Wl) zur Vertikalebene aufweist, der zwischen 0° und 90° liegt. 3. Dosing device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least a portion of the scraper (6) in the opposite direction to the rotational movement has an angle (Wl) to the vertical plane which is between 0 ° and 90 °.

4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Dosing device according to one of claims 1 to 3,

dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (5) wenigstens ein mittels eines Haltestabes (7) befestigtes Flügelelement (8) befestigt ist, das in bezug auf die Horizontalebene einen Winkel (W2) zwischen 0° und 90° aufweist. characterized in that at least one wing element (8) fastened by means of a holding rod (7) is fastened to the hollow shaft (5) and has an angle (W2) of between 0 ° and 90 ° with respect to the horizontal plane.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Dosing device according to one of claims 1 to 4,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Niveaumesseinrichtung (10) zur Überwachung des Niveaus des Abfüllgutes vorgesehen ist. characterized in that a level measuring device (10) is provided for monitoring the level of the filling material.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Niveaumesseinrichtung (10) mit einer Zuführvorrichtung (23,24,25), welche das Abfüllgut dem Dosierbehälter (1) zuführt, verbunden ist. 6. Dosing device according to claim 5, characterized in that the level measuring device (10) is connected to a feed device (23, 24, 25) which feeds the filling material to the dosing container (1).

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. Dosing device according to one of claims 1 to 6,

dadurch gekennzeichnet, dass ein abzufüllendes Gefass (16) auf einer Wägeeinrichtung (17) aufgestellt ist, welche zur Erreichung einer hohen Abfüllgenauigkeit mit einer Einrichtung (22) zur Verstellung des Dosierventils (3,4) verbunden ist. characterized in that a container (16) to be filled is placed on a weighing device (17) which is connected to a device (22) for adjusting the metering valve (3, 4) in order to achieve high filling accuracy.