DE10303211B4

DE10303211B4 - Anlage zum gleichzeitigen Mischen von fluiden Komponenten

Info

Publication number: DE10303211B4
Application number: DE10303211A
Authority: DE
Inventors: Lothar Brzezinski; Martin Skibowski; Michael Jakubik
Original assignee: I S T Molchtechnik GmbH
Current assignee: I S T Molchtechnik GmbH
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: DE10303211A1; DE20202074U1

Abstract

Anlage zum gleichzeitigen Dosieren und Mischen mindestens einer fluiden Basiskomponente mit mindestens einer fluiden Zusatzkomponente mit den folgenden Merkmalen:
– ein molchbarer, annähernd U-förmiger Leitungsabschnitt (10), der von einem oberen (12) und einem unteren (14) Unterabschnitt gebildet ist, wobei der untere Unterabschnitt (14) tiefer als der obere Unterabschitt (12) angeordnet ist und mit einer zu einem Zielbehälter führenden Transferleitung verbunden ist,
– eine an einer Fluidquelle unter Druck angeschlossenen Molchsende- und Empfangsstation (80), die mit dem oberen Unterabschnitt (12) verbunden ist und die ein Entspannungsmittel (84) aufweist,
– mindestens ein Sammelabschnitt (18, 20, 22) in dem oberen Unterabschnitt (12), der mit mindestens einem Vorratsbehälter für die Zusatzkomponente über ein molchbares T-Stück und ein Absperrventil (30, 32) verbunden ist,
– ein Zusatzkomponentendosierzweig (42, 44, 46) zwischen dem Sammelabschnitt (18, 20, 22) und dem unteren Unterabschnitt (14), der ein Absperrventil (48) und einen Durchflußmengenzähler (50) aufweist, wobei der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum gleichzeitigen Dosieren und Mischen mindestens einer fluiden Basiskomponente mit mindestens einer fluiden Zusatzkomponente nach dem Anspruch 1.
Mischvorrichtungen für die verschiedensten fluiden Stoffe sind bekannt. Sie dienen zum Beispiel für Schmieröle, die als eine Mischung aus einem Basisöl und einer Reihe von Additiven hergestellt werden. Die meisten Schmieröle bestehen zu etwa 80% aus Basisölen und zu 20% aus Additiven.
Bisher bekannte Dosiervorrichtungen, bei denen die Mischung der einzelnen Komponenten annähernd zeitgleich erfolgt, benötigen Chargengrößen von 10 bis 15 Tonnen. Aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Steuerung sind diese nicht in der Lage, kleinere Chargen innerhalb der Spezifikation herzustellen. Deshalb ist es erforderlich, bei kleineren Chargen auf Waagen zurückzugreifen. Falls eine Spezifikation eine hohe Genauigkeit erfordert, kommen sogar mehrere abgestufte kleinere Waagen zum Einsatz. Es ist daher ein erheblicher Aufwand zu betreiben, um den jeweils gewünschten kleineren Chargen gerecht zu werden.
Aus DE 197 29 051 C1 ist eine Anlage zum Dosieren und Mischen von fluiden Komponenten bekannt geworden, wobei die einzelnen Komponenten in Vorratsbehältern gelagert sind und in vorgegebenen Mengen zu einem ausgewählten von mehreren mit einer Leitung verbundenen und in Reihe geschalteten Mischtanks gefördert werden. Vor der Förderung einer ersten Komponente einer Charge wird ein Molch mittels Gas unter Druck durch die Rohrleitung bis unmittelbar hinter den ausgewählten Mischtank gefördert, so daß der Zugang zu den dahinterliegenden Tanks abgesperrt ist. Nach Dosierung der letzten Komponente der Charge wird ein zweiter Molch in gleicher Weise bis zum Anschlag am ersten Molch gefördert. Danach werden beide Molche an ihre Ausgangsstelle zurückgefördert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum gleichzeitigen Dosieren und Mischen einer fluiden Basiskomponente mit mindestens einer fluiden Zusatzkomponente zu schaffen, die nicht nur große, sondern auch relativ kleine Chargen einwandfrei und genau zu dosieren im Stande ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabe sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der Erfindung wird mit Hilfe von an sich bekannten Einzelkomponenten ein System aufgebaut, das in der Lage ist, je nach Rezeptur ab eine Tonne Produktgewicht Mischungen für Fertigprodukte herzustellen. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Anlage im Stande Dosierleistungen von vielen Tonnen pro Stunde (z. B. 50 Tonnen) zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Anlage läßt sich kompakt aufbauen und vormontieren. Durch einen modularen Aufbau ist der Herstellungsaufwand relativ gering. Außerdem kann auch auf ein Leitsystem verzichtet werden, wenn eine Bedienstation vorgesehen ist.
Wesentliche Leitungsabschnitte der erfindungsgemäßen Anlage sind molchbar, so daß unterschiedliche Spezifikationen nacheinander problemlos hergestellt werden können.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anlage wird am einfachsten verständlich durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
In der einzigen Figur ist eine Anlage nach der Erfindung schematisch dargestellt.
In der Zeichnung erkennt man einen U-förmigen Leitungsabschnitt 10 mit einem oberen Unterabschnitt 12 und einem unteren Unterabschnitt 14, die übereinander im Abstand voneinander angeordnet sind. Vorzugsweise befinden sich oberer und unterer Unterabschnitt 12, 14 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene. Ein Verbindungsabschnitt 16 verbindet die Unterabschnitte 12, 14 an einem Ende.
Der Leitungsabschnitt 10 ist vollständig molchbar. Der obere Unterabschnitt 12 weist drei Sammelabschnitte 18, 20, 22 auf, zwischen denen jeweils ein Absperrventil 24, 26 angeordnet ist. Ein weiteres Absperrventil 28 befindet sich abströmseitig des Sammelabschnitts 22 (Die Sammelabschnitte 18, 20 und 22 sind in der Zeichnung vergrößert dargestellt. Sie haben naturgemäß den gleichen Querschnitt wie die übrigen Unterabschnitte). Mit dem Sammelabschnitt 18 sind nicht gezeigte Vorratsbehälter für Zusatzkomponenten verbunden, und zwar jeweils über ein Absperrventil und ein T-Stück. Diese sind so ausgeführt, daß nach dem Eintragen einer Komponente in den Sammelabschnitt 18 wenig Medium in der Armatur verbleibt (totraumarm).
Analog zum Sammelabschnitt 18 sind mit dem Sammelabschnitt 20 wiederum vier nicht gezeigte Vorratsbehälter für Zusatzkomponenten 5 bis 8 über Absperrventile 32 verbunden. Für diese Verbindung gilt das gleiche wie zu den Zusatzkomponenten 1 bis 4.
Mit dem Sammelabschnitt 22 sind nicht gezeigte Vorratsbehälter für Basisöle 3 bis 6 über Absperrventile 34 verbunden. Auch hier gilt das gleiche wie zu den Sammelabschnitten 18 und 20 Gesagte.
Die Verteilung der Zusatzkomponenten zu den Sammelabschnitten und der Basisöle 3 bis 6 ist derart, daß miteinander verträgliche Komponenten in einen Sammelabschnitt eingetragen werden, so daß keine unerwünschten Reaktionen eintreten, wenn zum Beispiel zwei Zusatzkomponenten nacheinander in den gleichen Sammelabschnitt eingetragen werden.
In der Darstellung sind ferner ein Basiskomponentendosierzweig 40 und drei Zusatzkomponentendosierzweige 42, 44 und 46 zu erkennen. Die letzteren sind identisch aufgebaut, so daß nur die Teile des Dosierzweigs 42 benannt werden. Er enthält ein Absperrventil 48, das über ein T-Stück mit dem Sammelabschnitt 18 verbunden ist.
Daran schließt sich ein Durchflußmengenzähler 50 an, unterhalb dem ein Regelventil 52 angeordnet ist. Daraufhin folgt ein Leermelder 54 und schließlich eine Rückschlagklappe 56, die über ein molchbares T-Stück 58 mit dem unteren Unterabschnitt 14 verbunden ist.
Der Basiskomponentendosierzweig 40 weist einen Durchflußmengenzähler 60 auf, ein Regelventil 62 und ein Rückschlagventil 64. Die Verbindung des Rückschlagventils 64 mit dem Unterabschnitt 14 erfolgt über eine molchbare T-Armatur 66, welche zugleich einen betätigbaren Molchstop 68 aufweist.
Zwei nicht gezeigte Vorratsbehälter für Basiskomponenten 1 und 2 sind über Absperrventile 70 bzw. 72 mit dem Eingang des Rückflußmengenzählers 60 verbunden. Abströmseitig von der molchbaren T-Armatur 66 ist ein weiteres Absperrventil 74 angeordnet. Alle beschriebenen Absperrventile können als Kugelhähne ausgeführt sein, wobei zumindest die Absperrventile im Leitungsabschnitt 10 zugleich molchbar sein müssen.
An dem linken Ende des Sammelabschnitts 18 ist eine Molchsende- und Empfangsstation 80 angeordnet, wobei eine Reihe von nicht im einzelnen bezeichneten Ventilen vorgesehen ist, um wahlweise Druckluft oder Atmosphäre mit dem Sammelabschnitt 18 zu verbinden, wie bei 82 bzw. 84 angedeutet.
Nachfolgend soll der Betrieb der gezeigten Anlage erläutert werden.
Die Fig. gibt die Ausgangslage des Betriebes wieder, in der ein Molch 86 sich am eingefahrenen Molchstop 68 befindet. Die Zusatzkomponentendosierzweige 42, 44 und 46 sind über ihre Absperrventile 48 gesperrt. Die Regelventile 52 sind ebenfalls geschlossen. Außerdem ist das Absperrventil 74 geschlossen. Die Absperrventile 24, 26 und 28 sind geöffnet. Das Absperrventil 72 ist geschlossen, und das Absperrventil 70 ist geöffnet. Da die Basiskomponente unter Förderdruck steht, zum Beispiel über eine Pumpe oder auch durch Schwerkraft, drückt diese den Molch 86 zurück bis zur Sende- und Empfangsstation 80. Dadurch wird der gesamte Leitungsabschnitt bis zur Molchsende- und Empfangsstation mit der Basiskomponente aufgefüllt. Für den Molchtransport ist erforderlich, daß die Sende- und Empfangsstation gelüftet wird, damit die vom Molch verdrängte Luft entweichen kann. Anschließend werden die Absperrventile 48 der Dosierzweige 42 bis 46 geöffnet. Dadurch werden die Dosierzweige 42 bis 46 bis einschließlich des Durchflußmengenzählers 50 geflutet, und die darin befindliche Luft verdrängt, die wegen der räumlichen Lage in die Sammelabschnitte 18 bis 22 gelangt. Nachdem dies geschehen ist, werden die Absperrventile 48 der Dosierzweige 42 bis 46 wieder geschlossen. Anschließend wird der Molch 86 von der Sende- und Empfangsstation 80 in Bewegung gesetzt. Da das Absperrventil 74 nunmehr geöffnet ist, kann es das Medium aus dem Leitungsabschnitt aufströmseitig der T-Armatur 66 verdrängen. Da der Molchstop 68 eingefahren ist, kommt der Molch in der T-Armatur 66 zum Stillstand.
Bereits vorher ist der Basiskomponentendosierzweig 40 vollständig mit Medium aufgefüllt worden. Er befindet sich mithin in einem Vollzustand, der während des gesamten weiteren Betriebes aufrechterhalten bleibt. Nachdem der Molch 86 am Molchstop 68 angekommen ist, wird das Absperrventil 74 wieder geschlossen. Die Molchsende- und Empfangsstation 80 ist gelüftet.
Nunmehr kann die Basiskomponente den Molch 68 wiederum zurück befördern, wobei der gesamte Leitungsteil aufströmseitig der T-Armatur 66 bzw. des Absperrventils 74 wieder mit der Basiskomponente gefüllt wird. Anschließend werden die Sammelabschnitte 18 bis 22 durch Betätigung der Absperrventile 24 bis 28 voneinander getrennt. Außerdem werden die Ventile 48 und 52 in den Dosierzweigen 42 bis 46 geöffnet. Nunmehr können die Zusatzkomponenten und die Basiskomponente (nach Öffnen des Absperrventils 74) gemeinsam in den Leitungsabschnitt 10 eingetragen werden. Das Mischungsverhältnis der einzelnen Komponenten kann mit Hilfe der Mengenzähler 50 bzw. 60 und der Regelventile 42 eingestellt werden.
Wenn der Mischbetrieb beendet ist, werden die Zusatzkomponentendosierzweige 42 bis 46 nacheinander „gespült”. Diese Spülung erfolgt mit Hilfe der Basiskomponente. Zu diesem Zweck wird das Absperrventil 74 gesperrt, so daß nunmehr die Basiskomponente in den oberen Unterabschnitt 12 fließt und durch den Dosierzweig, dessen Absperrventil 48 geöffnet ist. Dies geschieht nacheinander alle Dosierzweige 42 bis 46, mit Ausnahme des Basiskomponentendosierzweiges 40. Die Spülmenge die hierfür benötigt wird, ist relativ gering, wird jedoch durch den Mengenzähler 60 gleichwohl gezählt. Auch die zu Beginn eingetragene Menge der Basiskomponente ist gezählt worden sowie die Menge der Zustatzkomponenten beim Fluten der Dosierzweige 42 bis 46.
Nach dem Spülen der Dosierzweige findet nunmehr ein Molchen des Leitungsabschnitts 10 statt, wobei die Absperrventile 48 der Dosierzweige 42 bis 46 wieder geschlossen sind. Das Absperrventil 74 ist geöffnet. Sobald der Molch am Molchstop 68 angekommen ist, wird das Absperrventil 74 geschlossen, und das Medium aus den einzelnen Dosierzweigen 42 bis 46 wird mit Hilfe des Treibmediums für den Molch, zum Beispiel Druckluft, ausgeblasen. Zu diesem Zweck werden nacheinander die vorher geschlossenen Ventile 68 geöffnet, bis die Dosierzweige 42 bis 46 frei vom Medium sind. Die Leermelder 54 stellen fest, wenn die Dosierzweige geleert sind. Nachdem die Dosierzweige 42 bis 46 wieder abgesperrt sind, kann nunmehr der Molch bei geöffnetem Molchstop 68 bis zum Zielbehälter gefahren werden, um den unteren Abschnitt 14 und die weiterführende Transferleitung zu reinigen. Anschließend wird der Molch 68 wieder zur Sende- und Empfangsstation zurückgebracht. Um erneut den beschriebenen Mischbetrieb aufzunehmen, wird der Molch 68 wieder in die Position am Molchstop 68 in der T-Armatur 66 gebracht. Ein neuer Zyklus mit einer anderen Spezifikation für das Mischprodukt kann beginnen.
Das beschriebene Verfahren kann nach einem vorgegebenen Programm einer Steuer- und Überwachungseinrichtung ablaufen. Es ist auch denkbar, die Betätigung der einzelnen Ventile von einem Bedienstand aus vorzunehmen.

Claims

Anlage zum gleichzeitigen Dosieren und Mischen mindestens einer fluiden Basiskomponente mit mindestens einer fluiden Zusatzkomponente mit den folgenden Merkmalen: – ein molchbarer, annähernd U-förmiger Leitungsabschnitt (10), der von einem oberen (12) und einem unteren (14) Unterabschnitt gebildet ist, wobei der untere Unterabschnitt (14) tiefer als der obere Unterabschitt (12) angeordnet ist und mit einer zu einem Zielbehälter führenden Transferleitung verbunden ist, – eine an einer Fluidquelle unter Druck angeschlossenen Molchsende- und Empfangsstation (80), die mit dem oberen Unterabschnitt (12) verbunden ist und die ein Entspannungsmittel (84) aufweist, – mindestens ein Sammelabschnitt (18, 20, 22) in dem oberen Unterabschnitt (12), der mit mindestens einem Vorratsbehälter für die Zusatzkomponente über ein molchbares T-Stück und ein Absperrventil (30, 32) verbunden ist, – ein Zusatzkomponentendosierzweig (42, 44, 46) zwischen dem Sammelabschnitt (18, 20, 22) und dem unteren Unterabschnitt (14), der ein Absperrventil (48) und einen Durchflußmengenzähler (50) aufweist, wobei der Anschluß des Zusatzkomponentendosierzweigs (42, 44, 46) an den unteren Unterabschnitt (14) über ein molchbares T-Stück (58) erfolgt, – ein Basiskomponentendosierzweig (40), der über ein Absperrventil (70, 72) mit einem Vorratsbehälter für mindestens eine Basiskomponente verbunden ist, wobei die Basiskomponente unter Förderdruck in den Basiskomponentendosierzweig (40) gedrückt wird, wobei der Basiskomponentendosierzweig (40) einen Durchflußmengenzähler (60) aufweist und über eine molchbare T-Armatur (66) aufströmseitig des Zusatzkomponentendosierzweiges (42 bis 46) an den Leitungsabschnitt 10 angeschlossen ist, – ein betätigbarer Molchstop (68) aufströmseitig der Einspeisung des Basiskomponentendosierzweigs (40) in den unteren Unterabschnitt (14), – ein Absperrventil (74) in dem Leitungsabschnitt zwischen der Einspeisung des Basiskomponentendosierzweigs und der Einspeisung des Zusatzkomponentendosierzweigs, – ein weiteres Absperrventil zwischen dem Sammelabschnitt (18 bis 22) und der Einspeisung des Basiskomponentendosierzweigs (40) und – eine Steuer- und Überwachungsvorrichtung für die einzelnen Ventile.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Absperrventile von vorzugsweise molchbaren Kugelhähnen gebildet sind.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisventile (30, 70, 72) von totraumarmen Ringschiebern gebildet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Molchstop (68) in die molchbare T-Armatur (66) integriert ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem quaderartigen Rahmen angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkomponentendosierzweig (42 bis 46) ein Regelventil (52), einen Leermelder (54) und eine Rückschlagklappe (56) aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskomponentendosierzweig (40) ein Regelventil (62) und ein Rückschlagventil (64) aufweist.