DD263097A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC VOLUME-CONTROLLED DOSING OF LIQUIDS - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung dient dem dosierten Abfuellen von niedrig- bis hochviskosen Fluessigkeiten mit einer Membranpumpe, z. B. von Chemikalien, Anstrichstoffen und Lebensmitteln. Eine Membranpumpe weist druckseitig ein offenes Steigrohr mit Kruemmer auf. Saugseitig ist ein Fuellgutbehaelter angeordnet, der ueber die Membranpumpe mit dem Steigrohr bei geoeffnetem Einlassventil kommunizierend verbunden ist.The device serves the metered filling of low to high viscosity liquids with a diaphragm pump, z. For example, chemicals, paints and food. A diaphragm pump has an open riser pipe with pressure on the pressure side. On the suction side a Fuellgutbehaelter is arranged, which is communicatively connected via the diaphragm pump with the riser with the inlet valve open.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum volumengesteuerten Dosieren von niedrig- bis hochviskosen Flüssigkeiten mit Hilfe einer Hubkolbenpumpe, vorzugsweise Membranpumpe mit Vorteilen für relativ hochviskose, aggressive und/oder abrasive · Medien. Die Vorrichtung ist anwendbar für das Abfüllen flüssiger Füllgüter, wie z. B. Chemikalien, Anstrichstoffe, Lebensmittel und andere.The invention relates to a device for the volume controlled dosing of low to high viscosity liquids by means of a reciprocating pump, preferably a diaphragm pump with advantages for relatively high viscosity, aggressive and / or abrasive media. The device is applicable for the filling of liquid products, such. As chemicals, paints, food and other.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Um flüssiges Gut abzufüllen, ist es erforderlich, dasselbe zu fördern und aus dem Förderstrom herauszudosieren.To fill liquid goods, it is necessary to promote the same and to meter out of the flow.

Dazu dienen Dosierpumpen auf Verdrängerbasis, die volumengesteuert oder niveaugesteuert arbeiten. Unter denselben herrschen die Hubkolbenpumpen vor (vgl. u.a. Filling for profit [Abfüllen mit Gewinn] von Roberts, T. P. — Modern Paint and Coatings — New York 71 [1981 ] 5. — S. 58-60).Dosing pumps on positive displacement basis, which are volume-controlled or level-controlled, serve this purpose. Among them are the reciprocating pumps (see, inter alia, Filling for Profit by Roberts, T.P. - Modern Paint and Coatings - New York 71 [1981] pp. 58-60).

Membranpumpen für Dosierzwecke sind seltener. Sie haben eine geringere Leckneigung als Hubkolbenpumpen, da die Verschleißmöglichkeit an der Kolben-Zylinderwand-Grenze und an Stopfbuchsen entfällt. Sie eignen sich daher besonders für die Dosierung von aggressiven, abrasiven und giftigen Füllgütern. Sie sind insgesamt robuster als Kolbendosierpumpen (vgl.Diaphragm pumps for dosing purposes are rarer. They have a lower tendency to leak than reciprocating pumps, since the possibility of wear on the piston-cylinder wall boundary and glands deleted. They are therefore particularly suitable for dosing aggressive, abrasive and toxic products. They are overall more robust than piston metering pumps (cf.

u. a. abc brockhaus. — Naturwissenschaft und Technik. — Leipzig 1980 — Dosierpumpe).u. a. abc brockhaus. - Science and technology. - Leipzig 1980 - dosing pump).

Ein wesentlicher Nachteil derselben ist ihre geringere Dosiergenauigkeit. Ursächlich für dieselbe ist die Membran selbst, deren Schwingung sehr empfindlich vom Gegendruck des Förderstromes abhängt. Dieser wird von dessen Viskosität und vom Rückstau am Druckventil verursacht.A major disadvantage of the same is their lower dosing accuracy. The reason for this is the membrane itself, whose vibration is very sensitive to the back pressure of the flow. This is caused by its viscosity and the back pressure at the pressure valve.

Wie bei den Kolben-Verdrängerpumpen auch sind die Saug- und Druckventile die Ursache für Energieverluste und Ansatzstellen für einen Verschleiß. In der Regel wird der Ausgang des Druckventils bei den Abfüllmaschinen auf Verdrängerpumpenbasis von einem den Füllstrahl richtenden Rohrstutzen abgeschlossen, aus dem heraus zwischen den Fülloperationen Füllgut nachtropfen kann. Das führt zur Verschmutzung der Füllstation und zu Füllgutverlusten. Bekannte Maßnahmen gegen das Nachtropfen laufen prinzipiell auf eine Querschnittsverengung des Füllstutzens hinaus (vgl. u.a. DD 160451).As with the piston displacement pumps, the suction and pressure valves are the cause of energy losses and points of application for wear. In general, the output of the pressure valve is completed in the filling machines on Verdrängerpumpenbasis of the filling jet directing pipe socket from which can dribble out between the filling operations filling. This leads to contamination of the filling station and to Füllgutverlusten. Known measures against dripping always run on a cross-sectional constriction of the filler neck (see, inter alia DD 160451).

Dieser erfordert einen erhöhten Förderdruck, stellt also eine weitere Quelle für Dosierungenauigkeit sowie Energieverluste dar.This requires an increased delivery pressure, so represents another source for Dosierungenauigkeit and energy losses.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Dosierungenauigkeit von Membranpumpen zu verbessern, den Energiebedarf der Dosierung zu senken und die Füllgutverluste zu minimieren.It is the object of the invention to improve the metering inaccuracy of diaphragm pumps, to reduce the energy requirement of the dosage and to minimize the product losses.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Gegendruck gegen die den Füllgutausstoß bewirkende schwingende Membran und den Ansaugwiderstand sowie das Nachtropfen des Füllgutes aus dem Füllstutzen zu minimieren.It is the object of the invention to minimize the back pressure against the vibrating membrane causing the product discharge and the suction resistance as well as the dripping of the contents from the filler neck.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem an der Membranpumpe druckseitig ein offenes, in einem Krümmer endendes einen durchgehend gleichen Querschnitt aufweisendes Steigrohr angeordnet ist. Saugseitig ist ein Füllgutbehälter mit konstant gehaltenem Füllgutniveau angeordnet, der über die Pumpe mit dem Steigrohr kommunizierend verbunden ist. Dabei weist das Steigrohr einen größeren Strömungswiderstand als die Saugseite auf. Das Füllgutniveau des Füllgutbehälters wird dabei so gewählt, daß auch am Ende jedes Saughubes das Saugventil sicher mit Füllgut überdeckt ist.The object is achieved according to the invention by an open, in a manifold endendes a continuous same cross-section exhibiting riser pipe is arranged on the diaphragm pump pressure side. On the suction side, a product container with a constant Füllgutniveau is arranged, which is communicatively connected via the pump with the riser. In this case, the riser has a greater flow resistance than the suction side. The Füllgutniveau of the product container is chosen so that even at the end of each intake stroke, the suction valve is securely covered with contents.

Weiterhin wird durch die Anordnung eine zeitweise Kommunikation des Füllgutbehälterniveaus mit dem Füllgutspiegel im Füllrohr hergestellt, welcher so zu Beginn jeden Füllhubes ebenfalls niveaukonstant ist, so daß bei jeder Fülloperation eine konstante Füllgutförderhöhe als Voraussetzung für sehr konstante Fülloperationen resultiert.Furthermore, a temporary communication of Füllgutbehälterniveaus is made with the Füllgutspiegel in the filling tube, which is also at the beginning of each Füllhubes also constant level, so that each filling operation results in a constant Füllgutförderhöhe as a prerequisite for very constant Fülloperationen.

Nach Beendigung des Füllhubes kann kein Füllgutrest im Auslaufstutzen verbleiben, da das Einlaßventil beim Ansaugtakt anfangs geschlossen bleibt und den Füllgutrest zurücksaugt. Wenn das Einlaßventil geöffnet wird, fällt durch den rückwärts wirksamen Saughebereffekt auch über den Gipfel des Krümmers hinweg die gesamte im Füllrohr befindliche Füllgutsäule automatisch auf das Füllgutbehälterniveau zurü Jc. Damit läßt sich das Nachtropfen des Füllgutes minimieren.After completion of the filling stroke no Füllgutrest can remain in the outlet nozzle, since the intake valve initially remains closed during the intake stroke and sucks the Füllgutrest. When the inlet valve is opened, falls through the backward effect Saughebereffekt also over the top of the manifold away the entire Füllgutsäule located in the filling tube automatically to the Füllgutbehälterniveau zurc Jc. Thus, the dripping of the contents can be minimized.

Es verbleibt im Auslaufstutzen nur noch ein an der Wand haften gebliebener, gegebenenfalls nachrinnender kleiner Füllgutrest.It remains in the outlet connection only one sticking to the wall, possibly nachrinnender small Füllgutrest.

Der Saughub der Membranpumpe und die Geschwindigkeit der Gebindeförderung zur und von der Füllmündung sind aufeinander abgestimmt, wobei prinzipiell der Zeitbedarf für den Gebindewechsel kleiner als für den Saughub der Membranpumpe ist. Dennoch ist auch dafür Sorge getragen, daß im Falle eines an der Füllstelle fehlenden Gebindes am BeginnThe suction stroke of the membrane pump and the speed of the package delivery to and from the filling mouth are matched to each other, wherein in principle the time required for the container change is smaller than for the suction stroke of the diaphragm pump. Nevertheless, it is also ensured that in the case of missing at the filling container at the beginning

des Füllhubes sowohl der Füllvorgang automatisch gestoppt als auch durch das nächste eintreffende Gebinde wieder gestartet wird. Da bei kontinuierlichem Gebindeangebot an der Füllstelle diese Zusatzoperation entbehrlich wird, muß die Pumpe dadurch relativ selten abgeschaltet werden. Das Fördersystem läuft dabei in dem Maße innerhalb der Fülltakte der Pumpe intermittierend, wie Gebinde zur Erkennung kommenthe Füllhubes both the filling automatically stopped and restarted by the next incoming container. Since this additional operation is dispensable in the continuous supply of containers at the filling station, the pump must be relatively rarely switched off. The conveyor system runs intermittently within the filling cycles of the pump to the extent that containers come to the detection

Im nachstehenden Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung nach ihrer Konstruktion und Funktion näher erläutert. In the following embodiment, the device will be explained in more detail according to their construction and function.

Ausführungsbeispielembodiment

Figur 1 zeigt die Dosier- und Abfüllvorrichtung bestehend aus dem Gebindeförderer 13 mit Antrieb 4, der Gebindeerkennung 15 mit Sensor 1, der Membranpumpe 14 mit Verdrängerantrieb 9, durckseitigem Steigrohr 18 und Füllmündung 17, saugseitigem Einlaßventil 19 mit Antrieb 11 und Füllgutbehälter 16, indem das Füllgutniveau konstant gehalten wird, sowie die verbindungsprogrammierte Steuerung 20.Figure 1 shows the metering and filling device consisting of the container conveyor 13 with drive 4, the container detection 15 with sensor 1, the diaphragm pump 14 with displacer 9, durckseitigem riser 18 and filling mouth 17, suction-side inlet valve 19 with drive 11 and product container 16 by the Füllgutniveau is kept constant, and the connection-programmable controller 20.

Figur 2 zeigt die Steuerung, die beispielsweise aus elektrischen oder aus pneumatischen Schaltelementen aufgebaut werden kann. Wenn nach Figur 1 und 2 durch Energiequelle 5 die Energieverteilung 6 aktiviert ist, über 7 wird Hilfsenergie für Steuerung und Meldung bereitgestellt, transportiert der Gebindeförderer 13 ein Gebinde 12 in den Wirkungsbereich der GebindeerkennungFigure 2 shows the control, which can be constructed for example of electrical or pneumatic switching elements. If, according to FIGS. 1 and 2, the energy distribution 6 is activated by energy source 5, auxiliary energy for control and reporting is provided via 7, the container conveyor 13 transports a container 12 into the area of effect of container identification

Wenn der Sensor zur Gebindeerkennung 1 das Gebinde 12 erfaßt, wird überdieWegumschaltung2 und dem Verstärker 3 der Antrieb Gebindeförderung 4 so gestoppt, daß das Gebinde 12 unter der Füllmündung 17 zum Stehen kommt.When the container detection sensor 1 detects the container 12, the package transfer drive 4 is stopped by way of the reversing gear 2 and the booster 3 so that the container 12 comes to stop below the filling mouth 17.

Die Ausrollzeit des Antriebes des Gebindeförderers 4 ist kürzer als die Zeitspanne, die die Membranpumpe 14 benötigt, um die Flüssigkeit vom Niveau im Füllgutbehälter 16 bzw. im Steigrohr 18 bis auf das Niveau der Füllmündung 17 zu heben, so daß die Füllung eines Gebindes 12 immer erst nach dessen Stillstand beginnt.The coasting time of the drive of the container conveyor 4 is shorter than the time required for the diaphragm pump 14 to lift the liquid from the level in the product container 16 or in the riser 18 to the level of the filling mouth 17, so that the filling of a container 12 always only after its stoppage begins.

Die Wegumschaltung 2 startet gleichzeitig über den Verstärker 8 den Verdrängerantrieb 9 zum Füllhub.The way switching 2 starts simultaneously via the amplifier 8, the displacer 9 for Füllhub.

Über das Ende des Füllhubes hinaus hält das verdrängerwegabhängige Steuerungssystem 10 das Einlaßventil 19 eine kurze Hubstrecke während des Saughubes noch geschlossen, so daß auch hochviskose Medien sicher von der Füllmündung 17 zurückgesaugt werden. Nach Betätigung des Einlaßventilantriebes 11 und Öffnung des Einlaßventils 19 wird dieser Rücksaugeffekt als Saugheberwirkung bis auf das Niveau im Füllgutbehälter 16 weitergeführt.Beyond the end of the filling stroke, the displacement-dependent control system 10 keeps the inlet valve 19 closed for a short stroke during the suction stroke, so that even highly viscous media are reliably sucked back from the filling mouth 17. After actuation of the intake valve drive 11 and opening of the intake valve 19, this back suction effect is continued as a siphoning effect up to the level in the product container 16.

Gleichzeitig mit der Betätigung des Einlaßventils 19 wird über Verstärker 3 der Antrieb des Gebindeförderers 4 gestartet. Die Geschwindigkeit des Gebindeförderers 13 ist so bemessen, daß bei lückenlosem Gebindeangebot der Sensor zur Gebindeerkennung 1 das nächste Gebinde 12 erfaßt und über Verstärker 3 stoppt, bevor das verdrängerwegabhängige Steuerungssystem 10 die Beendigung des Saughubes meldet. In diesem Fall wird nach Schließen des Einlaßventils 19 durch den Einlaßventilantrieb 11 vom kontinuierlich weiterlaufenden Verdrängerantrieb 9 der nächste Füllhub wie beschrieben gestartet.Simultaneously with the actuation of the intake valve 19, the drive of the container conveyor 4 is started via amplifier 3. The speed of the container conveyor 13 is dimensioned so that in gapless container supply the sensor for container detection 1 detects the next container 12 and stops over amplifier 3, before the displacer-dependent control system 10 reports the completion of the suction stroke. In this case, after closing the intake valve 19 by the intake valve drive 11 from the continuously continuing displacement drive 9, the next filling stroke is started as described.

Liegt am Ende eines Saughubes, der vom verdrängerwegabhängigen Steuerungssystem 10 gemeldet wird am Sensor zur Gebindeerkennung 1 eine Fehlanzeige vor, wird der Verdrängerantrieb 9 gestoppt und erst bei Aktivierung des Sensors zur Gebindeerkennung 1 durch ein Gebinde erneut gestartet.If at the end of a suction stroke, which is reported by the displacement-dependent control system 10 on the sensor for container detection 1, a false reading before, the displacer 9 is stopped and restarted only when activating the sensor for container identification 1 by a container.

Claims (2)

Vorrichtung zum automatischen volumengesteuerten Dosieren von Flüssigkeiten mit Hilfe einer Hubkolbenpumpe, vorzugsweise einer Membranpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß diese druckseitig ein offenes, in einem Krümmer mit kurzer Füllmündung (17) endendes und einen durchgehend gleichen Querschnitt aufweisendes Steigrohr (18) und saugseitig einen Füllgutbehälter (16) aufweist, der über die Pumpe (14) mit dem Steigrohr (18) bei geöffnetem Einlaßventil (19) kommunizierend verbunden ist, wobei das Steigrohr (18) einen größeren Strömungswiderstand als die Saugseite besitzt.Device for the automatic volume-controlled dosing of liquids by means of a reciprocating pump, preferably a diaphragm pump, characterized in that this pressure side an open, in a manifold with a short filling mouth (17) ending and a continuous same cross-section exhibiting riser (18) and suction side a product container ( 16), which communicates via the pump (14) with the riser (18) with the inlet valve (19) open, wherein the riser (18) has a greater flow resistance than the suction side. HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings