DE3124689A1

DE3124689A1 - Verfahren und vorrichtung zum dosieren, mischen und portionieren bestimmter mengen zweikomponentiger medien

Info

Publication number: DE3124689A1
Application number: DE19813124689
Authority: DE
Inventors: Wilfried Werner 6331 Hünenberg Burkhard
Original assignee: DOSIERTECHNIK und PNEUMATIK AG
Current assignee: DOSIERTECHNIK und PNEUMATIK AG
Priority date: 1981-06-24
Filing date: 1981-06-24
Publication date: 1983-01-13
Also published as: GB2101001A; IT8283414A0; FR2508635A1

Description

312A689

Ludwigshafen/Bhein, äen 22.06»1981 P 5527 H/bau

Vertreter

Patentanwälte Dipl.-Ing. Adolf H. lischer

Dipl.-Ing. Wolf-Dieter Fischer

Kurfürstenstraße 6700 Ludwigshafen

Dosierteolinik und Pneumatik AG DOPlG ΈΤ8Ώ.Ζ Rittmeyerweg GH 6300 Zug

Verfahren und Vorrichtung zum Dosieren, Mischen und Portionieren bestimmter Mengen zweikomponentiger Medien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren, Mischen und Portionieren bestimmter Mengen zweikomponentiger Medien.

Als Portionenmischer verwendet man rotierende Dosierpumpen, die von einem Drucktank her mit den Medien·fceaufschlagt werden. Diese werden schrittweise bewegt und führen die Medien einem Mischer zu. Bei Verwendung eines solchen Verfahrens für kleine und kleinste Mengen ergeben sich beachtliche Fehlerquellen, die insbesondere darin begründet sind, daß solche rotierenden Dosierpumpen Spiel haben müssen, damit sie sich überhaupt drehen lassen. Dieses Spiel bedeutet Leck, wobei je nach Viskosität, Gegendruck und dergleichen dieses Leck, in der Fachsprache auch als Schlupf bezeichnet, verschieden groß ist. So muß bedacht werden, daß schon 5° Temperaturschwankung eine merkliche Viskositätsveränderung verursachen, so daß bei Anwendung dieses Verfahrens erhebliche Abweichungen der vorgeschriebenen Toleranzen festzustellen sind. Diesel¹ Effekt ist um so deutlicher, $e dickflüssiger die Medien sind. Auch bei wasserdünnen Medien ergeben sich diese Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, bei der kleine und kleinste Mengen von zwei komponentigen Medien von dünnflüssiger bis spachtelkittförmiger Viskosität mit der größten Genauigkeit verarbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach der Erfindung da-

durch gelöst, daß die zwei Komponenten in relativ großen Mengen dosiert und in eine Vorrats- und Mis chkaramer eingesohossen werden und daß die gebrauchte kleine Menge mit einem Portionier- und Auslaßventil erzeugt wird.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens unter Verwendung einer volumetrischen Dosiervorrichtung "besteht darin, daß an die Dosiervorrichtung eine expandierende Vorrats- und Mischkammer angeschlossen 1st, die zu einem Auslaßventil hin geöffnet ist und daß zwischen der Mischkammer und Auslaßventil eine verschiebbare Portioniernadel vorgesehen 1st.

Vorteilhaft geht man auch so vor, daß in der Mischkammer ein statisches Mischrohr angeordnet ist, das¹ achsial in der Vorrats- und Mischkammer verschiebbar ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß in der Mischkammer ein dynamischer Mischer in Porm eines achsial verschiebbaren und in Rotation versetzbaren Quirls vorgesehen ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Mischrohr bzw. der Mischer gegen Vorspannfedern druckbar ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Mischkammer in einen Verbindungskanal miindet, der mit dem Auslaßventil verbunden ist und vor der Einmündung der Kammer in den Kanal die Portioniernadel angeordnet ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Welle des Quirls in einer feststehenden Buchse gelagert und an einem Gehäuseteil gehaltert ist, der die Vorspannfedern aufnimmt.

Nach, einem weiteren Vorschlag der Erfindung geht man so vor, daß zwischen Lagerung der Welle und Quirl eine Sperrfliissigkeitskammer vorgesehen ist.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Hub der Portioniernadel stufenlos verstellbar ist.

Für kleine Mengen kann das Portionierventil entfallen und das Auslaßventil direkt auf die Misch- oder Vorratskammer angebracht werden.

Die Erfindung bringt den wesentlichen Vorteil, daß sich hier kleine und kleinste Portionen von in einem entsprechenden Verhältnis gemischten zweikomponentigen Medien mit der größten Genauigkeit erzielen lassen, wobei sich Portionsgrößen von etwa 1 bis 200 mm stufenlos einstellen lassen. Die loleranz der Dosierung wird bei der Erfindung um ein vielfaches größer, was anhand des nachfolgenden Beispiels veranschaulicht werden soll. Bei einem Verhältnis von zum Beispiel 4:1 und einer Portionengröße von 4 mm wäre die zulässigste Toleranz fiir die Härterkomponente + 0,0002 Gramm. Derartige Genauigkeiten lassen sich mit der Erfindung erzielen. Der Vorteil der Erfindung ergibt sich vor allen Dingen daraus, daß die Dosiermenge erheblich vergrößert wird, so daß Abweichungen in tolerierbare Grenzen fallen und dann diese größeren Mengen in entsprechende kleine bzw. kleinste Mengen unterteilt werden. Viskositätsveränderungen wirken sich dabei nicht aus.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Aus fiihrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen, ·

Figur 1 ein erstes Ausflihrungsbeispiel einer

derartigen Vorrichtung im Schnitt, die

dynamisch arbeitet und

.:·.312Α689

2 eine weitere Ausführungsform dieser Vor

richtung im Schnitt mit einem statischen Mischrohr und direkt auf der Misch- oder Vorratskammer aufgesetztem Auslaßventil»

In Pigur 1 ist eine dynamisch arbeitende Vorrichtung zum Mischen und Portionieren solcher Medien dargestellt, wobei diese Vorrichtung an herkömmlich© volumetrische Dosiereinrichtungen angebaut werden kann. Die Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 1, in dem eine längliche, zylindrische Mischkammer 2 vorgesehen ist. .In diese Mischkammer 2 mündet an einer Bohrung 3 eine leitung, Über die die im richtigen Verhältnis dosierten zwei Medien zugeführt werden. Innerhalb dieser Misch- und/oder Vorratskammer 2 bewegt sich ein Quirl 4, der über ©ine Welle 5 mit Antriebsmotor 6 in Drehung versetzt wird. Links von der Drehachse 7 der Welle 5 ist die Stellung gezeichnet, wenn die dosierten Medien in die Mischkammer 2 einströmen, so daß der Quirl 4 zusammen mit der Welle 5 nach unten gedruckt wird, während in der rechten Hälfte die Anordnung fies Quirls 4 gezeigt ist, wenn das portionierte Medium eingeschossen wird. In das Gehäuse 1 ist eine Buchse 8 eingesetzt,, an der die Welle 5 im lauf sitz mit Hilfe von Kugellagern 9 gelagert ist. Im unteren Bereich ist die Welle 5 und auch der Antriebsmotor β an einem Gehäuseteil 10 gehaltert, der seinerseits wiederum an einem Aohsialkugellager 11 verschiebbar angeordnet ist. An dem Gehäuseteil 10 sind Vorspannfedern 12 angeordnet, die beim Zurückdrücken des Quirls sugesammengedrückt werden (liikeHälfte der Darstellung).

Im Eade der Mischkammer 2 verläuft in dem Gehäuse 1 quer dasu ein Kanal 13» in dem eine Portioniernadel 14- geführt ist, die über eine Antriebsvorrichtung 15 mit dem getfünschten Hub bewegt werden kann.

_ 7 —

An das Gehäuse 1 ist in Bewegungsrichtung der Portioniernadel 14 ein Teil 16 befestigt, das einen weiteren Kanal 17 als Portsetzung des Kanals 13 aufweist, wobei an dieses Teil ein Auslaßventil 18 mit Hubeinrichtung 19 angeflanscht ist. Die Auslaßleitung des Ventils 18 ist mit dem Bezugszeichen versehen.

Die über die Bohrung 3 unter Druck strömenden Komponenten des Mediums drücken den Quirl 4 gegen die Vorspannfedern 12, die auch als pneumatische Feder ausgebildet sein können, zurück, wobei gleichzeitig das Auslaßventil 18 geschlossen ist. Durch den sich drehenden Quirl 4 erfolgt die Mischung, wobei der Quirl 4 nach oben gedrückt wird (rechte Seite der Zeichnung) und die Leitung 17 bis zum Auslaßventil 18 vollständig mit dem Medium gefüllt wird. Es wird dann das Auslaßventil 18 geöffnet und die Portioniernadel 14 stößt mit dem einstellbaren Hub, wobei auch die Geschwindigkeit veränderbar ist, die gewünschte Menge aus.

Die Ausbildung des Quirls 4 kann verschieden sein. Er muß zunächst viel Reibung und Turbulenz, erzeugen, um die einzelnen Komponenten miteinander zu mischen. Der Quirl 4 kann beispielsweise als Spiralbohrer, als zylindrischer Teil, an dessen Umfang Rillen vorhanden sind ausgebildet sein, oder es können aber an seinem Umfang einzelne Stifte verteilt angeordnet sein. Die jeweilige Form des Quirls 4 ist hierbei im wesentlichen auf die Reaktionszeit und Reaktionsfähigkeit der zu mischenden Komponenten abzustellen. Weiterhin bestimmt die Viskosität der Medien und das Mischungsverhältnis die Form. Der Quirl kann auch konisch ausgebildet sein, so daß sich beim Zurückdrücken die Geschwindigkeit verändert.

Zm: Vermeidung yon Le.ckverlusten ist zwischen der Mischkammer 2 raid der Lagerung 9₅11 eine Sperrfliissigkeitskammer eingeteilt, die zu beiden Seiten hin an der Welle 5 an Dichtungen 22 abgedichtet ist. Diese Sperrflüssigkeitskammer 21 "besitzt nach außen· führende Bohrungen, über die die leckende Flüssigkeit, durch eine neutrale Trägerflüssigkeit "beseitigt -werden kann.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausfährungsform ist anstelle eines dynamischen Mischers ein statisches Mischrohr 23 vorgesehen, wobei dieses Mischrohr Flügel und dergleichen aufweist, um die Medien miteinander zu vermengen. Man wird dieses System insbesondere dann einsetzen, wenn es sich um leicht mischbare Medien handelt.

Das statische Mischrohr 23 wird beispielsweise mit Hilfe einer Haltebuchse 24 am Gehäuseteil 10 gehalten, wobei der Materialeinlaß 25 an dieser Buchse 24 erfolgt. Zur Halterung der Teile für die SperrflUssigkeitskammer 21 dient beispielsweise ein Ring 2.6.

Ils weitere Variante ist in Figur 2 gezeigt, das Auslaßventil 18 direkt oberhalb der Vorratskammer 2anzuordnen. Me Ausflußmenge wird über ein Zeitglied bestimmt, das die ladel 19 betätigt, so daß durch raehr oder weniger langes Öffnen des Ventils 18 die entsprechende Menge ausfließen kann« Bs lassen sich damit neben kleinen auch ganz winzige Mengen des zu dosierenden Mediums abgeben»

Claims

Patentansprüche

1) Verfahren sum Dosieren, Mischen und Portionieren bestimmter Mengen zweikomponentiger Medien, dadurch gekennzeichnet, daB Sie zwei Komponenten in relativ großen Mengen dosiert und in eine Vorrats- und Mischkammer eingeschossen werden und daß die gebrauchte kleine Menge mit einem Portionier-, und Auslaßventil erzeugt wird.

C2 ^/Vorrichtung sum Durchführen, des Vac fahr ens nach Anspruch 1 mit einer volumetrischen Dosiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an die Dosiervorrichtung eine expandierend® Vorrats- und Mischkammer (2) angeschlossen ist, die zu ©inem Auslaßventil (18) hingeöffnet ist und daß zwischen der Mischkammer (2) und Auslaßventil (18) eine verschiebbare Portioniernadel (14) vorgesehen ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in &&r Kairoer (2) ein statisches Mischrohr angeordnet ist, das achsial in der Kammer (2) verschiebbar ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (2) ein dynamischer Mischer (4) in Form eines achsial verschiebbaren und in Rotation versetzbaren Quirls vorgesehen ist.

5) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4 p dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr bzw. der Mischer (4) gegen Vorspannfedera (12) ö^ückbar ist =

£) VoETiehtuug mach Anspruch 2 bis 5_S dadurch gekennzeichnet, daß die Kaaraer (2) in einen Verbindungskanal (13» 17) mündet, der mit d@a Auslaßventil (18) verbunden ist und vor der

Kammer (2) in den Kanal (13) die Portionier-

7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) des Quirls (4) in einer feststehenden Buchse (8) gelagert ist und an einem Gehäuseteil (10) gehaltert ist, der die Vorspannfedern (12) aufnimmt.

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lagerung (9, 11) der Welle (5) und Quirl (4·) eine Sperrflüssigkeitskammer (21) vorgesehen ist.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Portioniernadel (14·) stufenlos verstellbar ist.

10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (18) direkt oberhalb der Vorratskammer (2) angeflanscht ist und die Ausflußmenge liber ein Zeitglied, das die Nadel (19) betätigt, einstellbar ist.