EP2668012A1 - Vorrichtung und verfahren zum dosieren und/oder einspeisen flüssiger farben und/oder funktionsadditive - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum dosieren und/oder einspeisen flüssiger farben und/oder funktionsadditive

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Publication number
EP2668012A1
EP2668012A1 EP12701092.4A EP12701092A EP2668012A1 EP 2668012 A1 EP2668012 A1 EP 2668012A1 EP 12701092 A EP12701092 A EP 12701092A EP 2668012 A1 EP2668012 A1 EP 2668012A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixer
valve
valves
pump
tanks
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12701092.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Helbing
Dietrich Witzler
Uwe WENDE
Klaus Stefan MEIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Rowasol GmbH
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Rowasol GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG, Rowasol GmbH filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP2668012A1 publication Critical patent/EP2668012A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/714—Feed mechanisms for feeding predetermined amounts
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    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
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    • D01D1/065—Addition and mixing of substances to the spinning solution or to the melt; Homogenising
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
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    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
    • B29K2105/0032—Pigments, colouring agents or opacifiyng agents

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for dosing and / or feeding liquids, in particular flowable color and / or functional additives, with a plurality of tanks and the tanks assigned to the tanks primary pumps.
  • Devices are known from the prior art for dosing and feeding liquid colors into a polymer melt. These devices usually include a plurality of tanks in which the colors are kept. The tanks are assigned one or more primary pumps for conveying the colors. The colors conveyed by the at least one primary pump are introduced by a secondary pump via a feed line into a polymer melt.
  • an arrangement for dosing and feeding in liquid colors is known in which the liquid colors are conveyed out of the tanks by means of a dosing pump.
  • the metering of the liquid colors takes place via a distributor valve arranged between the tanks and the metering pump.
  • a feed pump is further provided, which is connected downstream of the metering pump and supplies the pumped by the metering pump colors of a polymer melt with a suitable pressure.
  • the paint mixing apparatus comprises a plurality of valves having valve inlets and valve outlets, a plenum connected to the valve outlets via minute volumes on its inlet side in a collector block, a mixer connected to the plenum, and a discharge conduit connected to the mixer, the primary pumps respectively connected to a valve inlet.
  • the device according to the invention is also suitable for supplying other liquid substances to a dispensing system.
  • all types of flowable substances in particular paints and / or functional additives, such as odors, are meant by liquids.
  • a mixture of liquid paint and at least one functional additive is conveyed with the device.
  • the primary pumps are directly connected to the valve inlets.
  • the tanks may hold different liquid colors, functional additives or a rinse solution to rinse the device.
  • Each of the retained liquids is conveyed by a respective primary pump.
  • the primary pumps are integrated in the tanks, so that when the tanks are changed, the primary pumps are also exchanged.
  • Each integrated in a tank primary pump is connected via a respective valve inlet of the valves with the color mixing device, preferably releasably connected, so that the tanks can be connected to the primary pump either to the color mixing device.
  • a collecting block with a collecting space is arranged downstream of the valves, the valve outlets being connected to the collection point. each are connected via small volumes. This can be very short lines, but preferably arrangements without lines with very small volumes between shut-off valves and plenum .. In operation thus reach the liquid colors with open valve and promotional primary pump via the smallest volumes in the common plenum.
  • the colors in the collection room are transferred to a mixer, where they are homogeneously mixed.
  • the collecting block is thus a unit in which the collecting space is arranged, wherein the collecting block, the individual colors are supplied and from which the at least partially mixed colors are removed.
  • the mixer is arranged in the collecting block. From the mixer, the colors are supplied to a discharge line.
  • the mixed colors are fed via a connection terminating the dispensing line to a dispensing system, preferably a polymer melt.
  • the color mixing device is also on its own, that is independent of the tanks and the primary pump, an important part of the invention and can serve to solve the task.
  • the mixed color is promoted only by the primary pump.
  • An additional pump for feeding into a pickup system is not necessary.
  • the use of small volumes between the valve outlets and the plenum minimizes the amount of paint that is in the pipe between the closed valve outlet and the plenum when the tanks are changed or the color recipe changes, especially with a closed valve.
  • the influence of a subsequent color formulation is prevented by located in these rooms color.
  • the immediate arrangement of the valve outlets at the collecting space completely dispenses with spaces in which liquid unintentionally deposits in some operating conditions.
  • the use of valves prevents liquid from inadvertently getting from the collecting space and / or the smallest volumes into the lines connecting the primary pumps and the valve inlets. Another cause for the unwanted changing the color formulation is thus eliminated.
  • the smallest volumes have a volume which can be flowed through, in each case at most 60 cm 3 [cubic centimeter], preferably at most 10 cm 3 , more preferably at most 1 cm 3 . Most preferably, the smallest volumes are nearly zero.
  • the shut-off valves of the valves limit the collecting space, which can be achieved, for example, with valves screwed into the collecting block. By closing unused valve outlets very close to the plenum, the amount of color inadvertently entered into a paint formula is minimized.
  • valves are connected in series lying on the collecting block. According to an alternative, preferred embodiment, the valves are connected in a star shape to the collecting block.
  • the valve outlets are arranged in the collecting block.
  • the valves are preferably formed by Einschraubventile, which are screwed into corresponding holes in the collecting block.
  • the smallest volumes thus represent the flowthrough volume of the bores between the valve outlet and the collecting space, which can merge directly into one another.
  • the volume of the smallest volumes can thus be reduced to almost zero.
  • a smallest volume is flushed through the color mixture flowing through the collecting space and a color residue located in the smallest volume is removed. reaches quickly into the color mixture, whereby the Farbverschleppung is temporally very limited.
  • the ink residue is removed by a rinsing liquid.
  • Advantageous for monitoring the operating conditions is the assignment of a pressure sensor to the discharge line for measuring the pressure in the discharge line.
  • a flushing valve is arranged in the delivery line.
  • a rinsing liquid held in one of the tanks can thus be used to rinse the valve, the smallest volumes, the collecting space, the mixer and the discharge line, wherein the rinsing liquid can be supplied to a rinsing container.
  • the mixer is preferably designed as a dynamic mixer with a separate drive, wherein alternatively, the mixer may be designed as a static mixer.
  • the valves are electrically and / or pneumatically controllable. Thus, it is thus possible to actively influence the state of the valves.
  • the valves are preferably operated either in a fully open position or in a closed position. The metering of the collection chamber supplied amounts of ink is thus only by the pump power provided by the primary pump.
  • valves are made passive. This means that the valves function in the manner of a check valve and are fully open when a predeterminable pressure is exceeded, for example when the primary pump is being operated, and when the primary pump is operated. stepping of the predetermined pressure, for example. When the primary pump is turned off completely closed.
  • a secondary pump for feeding the liquids into a downstream receiving system is arranged in the delivery line.
  • This secondary pump is able to feed the mixed liquids with a pressure of up to 300 bar.
  • the device comprises a control unit, wherein the control unit is connected to at least one of the following elements:
  • the control unit can thus monitor and / or control all the essential elements of the device.
  • the pressure in the delivery line can be detected and, due to the detected pressure, the pumping powers of the primary pumps can be readjusted, with the individual pumping capacities always having the same share of the total pumping capacity in order to comply with a color formulation.
  • the device according to the invention is connected via the mixer to a device which conducts polymer melt, in particular an extruder or a melt line.
  • a method of dosing liquid colors and feeding the liquid colors and / or functional additives in a polymer melt wherein the liquid colors are each supplied by a primary pump to a mixer, are mixed in the mixer and then with a pressure of not more than 20 bar, preferably not more than 10 bar, more preferably not be fed more than 5 bar of the polymer melt.
  • the inventive method is provided in particular for operating the device according to the invention.
  • the method according to the invention it is possible to supply a color mixture to a polymer melt only with the primary pumps conveying the liquid colors, without the need for further feed pumps for feeding in the color mixture. It is therefore particularly preferable for the liquid substances to be conveyed only by means of the primary pumps.
  • the primary pumps can be operated independently of each other with different pump powers, whereby the setting of predefinable color formulations is possible.
  • the ratio of the different pump powers is kept constant throughout the feeding of a color formulation.
  • 1 shows an embodiment of the device according to the invention
  • 2 shows a further embodiment of a mixing device of a device according to the invention.
  • FIG. 1 the structure of a first embodiment of the inventive device 1 is shown schematically.
  • the device 1 has six tanks 2.1, 2.2, ... 2.6, in which different liquid paint or a detergent are kept.
  • the tanks 2.1, 2.2,... 2.6 are pressure-tight and in each case fluidically connected to a primary pump 3.1, 3.2,.
  • the device 1 further comprises a paint mixing device 4, the six valves 5.1, 5.2, ... 5.6 with valve inlets 6.1, 6.2 ... 6.6 and valve outlets 7.1, 7.2, ... 7.6 and a collecting block 10 has.
  • the valves 5.1, 5.2, ... 5.6 are connected via the valve outlets 7.1, 7.2, ... 7.6 by means of small volumes 18.1, 18.2, ... 18.6 with the collecting block 10.
  • the collecting block 10 has a collecting space 19, which is fluidically connected to a mixer 8, wherein the mixer 8 in this embodiment is a static mixer 8.
  • the mixer 8 is followed by a discharge line 9, to which a pressure sensor 11 is arranged and which terminates in a connection 14.
  • the device 1 can be connected to a pick-off system, in particular a polymer melt-carrying device.
  • the device 1 further comprises a control unit 14, which is connected to data lines 15 to the primary pumps 3.1, 3.2, ... 3.6 and the pressure sensor 11.
  • the colors stored in the tanks 2.1, 2.2,... 2.6 are conducted by the primary pumps 3.1, 3.2,... 3.6 into the collecting space 19 of the collecting block 10. Connected between these are the valves 5.1, 5.2,... 5.6, which are designed as check valves in this embodiment, so that only when the primary pumps 3.1, 3.2,... 3.6 are open are the valves 5.1, 5.2,. When the primary pumps 3.1, 3.2, ... 3.6 are switched off, the valves 5.1, 5.2, ... 5.6 are closed, so that the tanks or the tanks in The primary pumps 3.1, 3.2, ... 3.6 integrated in the tanks can be replaced or the colors reserved in the respective tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 can not be used for the current color formulation.
  • the valves 5.1, 5.2, ... 5.6 thus also prevent liquid colors from running back into unused sections.
  • connection between the outlets 7.1, 7.2,... 7.6 of the valves 5.1, 5.2... 5.6 has only a very small volume which can be flowed through, only a small amount of old paint can enter the color space when the color formulation is changed. which is then still in an unused smallest volume 18.1, 18.2, ... 18.6.
  • the colors and the resulting color mixture are driven only by the primary pumps 3.1, 3.2 ... 3.6, wherein the merged into the collection chamber 19 color mixture is fed into the mixer 8, whereby the color mixture is further mixed homogeneously.
  • the thus homogeneously mixed color mixture passes through the discharge line and the terminal 14 to a pickup system, in particular a polymer melt for a melt spinning process.
  • the color formulation provided can be monitored, wherein, when the pressure is changed, all the pumps in operation are operated according to a predefinable color mixture composition with a constant ratio to each other in the pumping power.
  • the color mixing device 4 shows schematically a further embodiment of a color mixing device 4 according to a device 1 according to the invention.
  • the color mixing device 4 according to FIG. 2 only differs in some elements from the embodiment according to FIG the differences between the two embodiments received.
  • the color mixing device 4 comprises 6 valves 5.1, 5.2, ... 5.6 with Valve Inlets 6.1, 6.2, ... 6.6. and valve outlets 7.1, 7.2, ... 7.6.
  • the valves 5.1, 5.2, ... 5.6 are designed in this embodiment as pneumatically actuated valves with electrical pilot control.
  • the valves 5.1, 5.2,... 5.6 are followed by a collecting block 10 having a collecting space 19, wherein the collecting space 19 is connected to a dynamic mixer 8, which is driven by a motor 16.
  • a purge valve 12 is arranged, which can redirect the flow of liquid from the mixer into a washing. If the collecting space and the mixer 8 are flushed with a flushing liquid from one of the tanks 2.1, 2.2,... 2.6, the dirty flushing liquid is diverted into the flushing tank 17 so that the flushing liquid does not enter a removal system. Furthermore, there is a pressure sensor 11 on the discharge line 9. According to the present invention can be dispensed with a further pump for feeding liquid colors and / or flowable additives in a polymer melt. In addition, it prevents colors or additives from running back into unused ports or accumulating in dead spaces, which could lead to carryover of paint or additives if the recipe was changed later.

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Description

Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren und/oder Einspeisen flüssiger Farben und/oder Funktionsadditive Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dosieren und/oder Einspeisen von Flüssigkeiten, insbesondere fließfähigen Farb- und/oder Funktionsadditiven, mit einer Mehrzahl von Tanks und den Tanks zugeordneten Primärpumpen. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Dosieren und Einspeisen flüssiger Farben in eine Polymerschmelze bekannt. Diese Vorrichtungen umfassen in der Regel eine Mehrzahl von Tanks, in denen die Farben vorgehalten werden. Den Tanks sind eine oder mehrere Primärpumpen zum Fördern der Farben zugeordnet. Die von der mindestens einen Primärpumpe geförderten Farben werden von einer Sekundärpumpe über eine Einspeiseleitung in eine Polymerschmelze eingeleitet.
Aus der WO 2009/037118 ist bspw. eine Anordnung zum Dosieren und Einspeisen flüssiger Farben bekannt, bei der die flüssigen Farben mittels einer Dosierpumpe aus den Tanks gefördert werden. Das Dosieren der flüssigen Farben erfolgt über ein zwischen den Tanks und der Dosierpumpe angeordnetes Verteilerventil. In der Anordnung ist ferner eine Förderpumpe vorgesehen, die der Dosierpumpe nachgeschaltet ist und die von der Dosierpumpe geförderte Farben einer Polymerschmelze mit geeignetem Druck zuführt.
Aus der WO 2009/037118 ist auch bekannt, dass die in den Tanks vorgehaltenen Farben jeweils von einer Dosierpumpe gefördert werden, wobei jeder Dosierpumpe ein Verteilerventil vorgeordnet ist. Die Farben werden in einem Verteilerblock zusammengeführt, wobei die zusammengeführten Farben von einer Förderpumpe zu einem Mischer geführt werden, in dem die Farben homogen gemischt werden und von dem die gemischten Farben zu einem Abnehmersystem geführt werden. Bei den bekannten Anordnungen ist es immer notwendig, eine Primärpumpe zum Dosieren der Farben zu verwenden und eine Sekundärpumpe zum Einspeisen der gemischten Farbe in ein Abnehmersystem.
Bei dem bekannten Stand der Technik stellt sich auch das Problem ein, dass nach einem Tankwechsel mit Farbenaustausch bzw. bei einem Rezepturwechsel, bei dem einige zuvor benutzte Farben nicht mehr benötigt werden, die in den Leitungen befindlichen Farbreste die nachfolgende Farbrezeptur stören. Mit Farbrezeptur ist die genaue Zusammensetzung des aus den gemischten flüssigen Farben entstehenden Farbgemisches gemeint. Die gleiche Problematik stellt sich auch bei fließfähigen Funktionsadditiven, z. B. Geruchsstoffen, bei einem Rezepturwechsel. Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll eine Vorrichtung angegeben werden, deren Aufbau mit weniger Komponenten ausgeführt ist und bei der eine Rezepturänderung ohne Verschleppung der Färb- oder Funktionsadditive stattfindet.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patenansprüchen einzeln aufge- führten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden. Insbesondere werden die Aufgaben durch eine Vorrichtung zum Dosieren und/oder Einspeisen von Flüssigkeiten, insbesondere flüssiger Farben umfassend eine Mehrzahl von Tanks, eine Mehrzahl von den Tanks zu- geordneten Primärpumpen und eine Farbmischvorrichtung gelöst. Die Farbmischvorrichtung weist eine Mehrzahl von Ventilen mit Ventileinläs- sen und Ventilauslässen, einen mit den Ventilauslässen über Kleinstvolumina auf seiner Einlassseite verbundenen Sammelraum in ei- nem Sammelblock, einen mit dem Sammelraum verbundenen Mischer und eine mit dem Mischer verbundene Abgabeleitung auf, wobei die Primärpumpen jeweils mit einem Ventileinlass verbunden sind. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch geeignet, um andere flüssige Stoffe einem Abnehmersystem dosiert zuzuführen. Dabei sind mit Flüssigkeiten alle Arten von fließfähigen Stoffen, insbesondere Farben und/oder Funktionsadditive, wie Geruchsstoffe, gemeint. Ganz besonders bevorzugt wird eine Mischung aus flüssiger Farbe und mindestens einem Funktionsadditiv mit der Vorrichtung gefördert. Bevorzugt sind die Primärpumpen mit den Ventileinlässen direkt verbunden. Damit ist gemeint, dass sich lediglich eine Leitung zwischen den Primärpumpen und den Ventileinlässen befindet und somit insbesondere keine weitere Pumpe zur Förderung der Farben oder Additive. Die Tanks können unterschiedliche flüssige Farben, Funktionsadditive oder eine Spüllösung zum Spülen der Vorrichtung vorhalten. Jede der vorgehaltenen Flüssigkeiten wird von jeweils einer Primärpumpe gefördert. Es ist bevorzugt, dass die Primärpumpen in den Tanks integriert sind, so dass bei einem Wechsel der Tanks auch die Primärpumpen aus- getauscht werden. Jede in einem Tank integrierte Primärpumpe ist über jeweils einen Ventileinlass der Ventile mit der Farbmischvorrichtung verbunden, bevorzugt lösbar verbunden, so dass die Tanks mit den Primärpumpen wahlweise an die Farbmischvorrichtung angeschlossen werden können.
In der Farbmischvorrichtung ist den Ventilen ein Sammelblock mit einem Sammelraum nachgeordnet, wobei die Ventilauslässe mit dem Sammel- räum jeweils über Kleinstvolumina verbunden sind. Dies können sehr kurze Leitungen sein, bevorzugt aber Anordnungen ohne Leitungen mit ganz geringen Volumina zwischen Absperrorganen der Ventile und Sammelraum.. Im Betrieb gelangen somit die flüssigen Farben bei geöffnetem Ventil und bei fördernder Primärpumpe über die Kleinstvolumina in den gemeinsamen Sammelraum. Die in dem Sammelraum befindlichen Farben gelangen in einen Mischer, wo sie homogen durchmischt werden. Der Sammelblock ist somit eine Einheit, in der der Sammelraum angeordnet ist, wobei dem Sammelblock die einzelnen Farben zugeführt werden und von dem die zumindest teilweise gemischten Farben abgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der Mischer in dem Sammelblock angeordnet. Von dem Mischer werden die Farben einer Abgabeleitung zugeführt. Über einen die Abgabeleitung abschließenden Anschluss werden die gemischten Farben einem Abnehmersystem zugeführt, bevor- zugt einer Polymerschmelze.
Die Farbmischvorrichtung ist auch für sich allein, das heißt unabhängig von den Tanks und den Primärpumpen, ein wichtiger Teil der Erfindung und kann zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen.
Erfindungsgemäß wird auch die gemischte Farbe nur von den Primärpumpen gefördert. Eine zusätzliche Pumpe zum Einspeisen in ein Abnehmersystem ist nicht notwendig. Durch die Verwendung von Kleinstvolumina zwischen den Ventilauslässen und dem Sammelraum wird die Menge an Farbe minimiert, die sich bei einem Wechsel der Tanks bzw. bei einer geänderten Farbrezeptur, insbesondere bei einem geschlossenen Ventil, in der Leitung zwischen geschlossenem Ventilauslass und Sammelraum befindet. Dadurch wird die Beeinflussung einer nachfolgenden Farbrezeptur durch in diesen Räumen befindliche Farbe ver- hindert. Insbesondere wird durch das unmittelbare Anordnen der Ventilauslässe an dem Sammelraum gänzlich auf Räume verzichtet, in denen sich Flüssigkeit ungewollt bei einigen Betriebszuständen ablagert. Durch die Verwendung von Ventilen wird verhindert, dass Flüssigkeit unbeabsichtigt von dem Sammelraum und/oder den Kleinstvolumina in die die Primärpumpen und die Ventileinlässe verbindende Leitungen gelangt. Eine weitere Ursache für das ungewollte Verändern der Farberezeptur ist somit beseitigt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Kleinstvolumina ein durchströmbares Volumen von jeweils höchstens 60 cm3 [Kubikzentimeter], bevorzugt höchstens 10 cm3, besonders bevor- zugt höchstens 1 cm3 auf. Ganz besonders bevorzugt sind die Kleinstvolumina nahezu Null. In diesem Fall begrenzen die Absperrorgane der Ventile den Sammelraum, was man beispielsweise mit in den Sammelblock eingeschraubten Ventilen erreichen kann. Durch das Verschließen nicht benutzter Ventilauslässe sehr nahe am Sammelraum wird die Menge der in eine Farbrezeptur ungewollt gelangten Farbe gering gehalten.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Ventile in Reihe liegend an den Sammelblock angeschlossen. Nach einer alternati- ven, bevorzugten Ausführungsform sind die Ventile sternförmig an den Sammelblock angeschlossen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Ventilauslässe in dem Sammelblock angeordnet. In diesem Fall sind die Ventile bevorzugt durch Einschraubventile gebildet, die in entsprechende Bohrungen in dem Sammelblock eingeschraubt sind. Die Kleinstvolumina stellen somit das durchströmbare Volumen der Bohrungen zwischen Ventilauslass und Sammelraum dar, welche unmittelbar ineinander übergehen können. Das Volumen der Kleinstvolumina kann somit nahezu auf Null verringert werden. In diesem Fall wird ein Kleinstvolumen durch das den Sammelraum durchströmende Farbgemisch gespült und ein in dem Kleinstvolumen befindlicher Farbrest ge- langt schnell in das Farbgemisch, wodurch die Farbverschleppung zeitlich sehr begrenzt ist. Bei einem Spülvorgang wird der Farbrest von einer Spülflüssigkeit beseitigt. Vorteilhaft zum Überwachen der Betriebsbedingungen ist die Zuordnung eines Drucksensors zu der Abgabeleitung zum Messen des Drucks in der Abgabeleitung.
Um eine Reinigung der Farbmischvorrichtung zu ermöglichen, ist es be- vorzugt, dass ein Spülventil in der Abgabeleitung angeordnet ist. Eine in einem der Tanks vorgehaltene Spülflüssigkeit kann somit zum Spülen des Ventils, der Kleinstvolumina, des Sammelraums, des Mischers und der Abgabeleitung eingesetzt werden, wobei die Spülflüssigkeit einem Spülbehälter zugeführt werden kann.
Der Mischer ist bevorzugt als dynamischer Mischer mit einem separaten Antrieb ausgebildet, wobei alternativ der Mischer als statischer Mischer ausgeführt sein kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Ventile elektrisch und/oder pneumatisch steuerbar. Somit ist es also möglich, den Zustand der Ventile aktiv zu beeinflussen. Die Ventile werden bevorzugt entweder in einer voll geöffneten Stellung oder in einer geschlossenen Stellung betrieben. Die Dosierung der dem Sammelraum zugeführten Farbmengen erfolgt somit nur durch die von den Primärpumpen bereitgestellten Pumpleistungen.
Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Ventile passiv ausgeführt sind. Damit ist gemeint, dass die Ventile in der Art eines Rückschlagventils funktionieren und bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckes, bspw. beim Betreiben der Primärpumpe vollständig geöffnet sind und bei Unter- schreiten des vorgebbaren Druckes, bspw. bei ausgeschalteter Primärpumpe vollständig geschlossen sind.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- tung ist in der Abgabeleitung eine Sekundärpumpe zur Einspeisung der Flüssigkeiten in ein nachgelagertes Abnehmersystem angeordnet. Diese Sekundärpumpe ist in der Lage, die gemischten Flüssigkeiten mit einem Druck von bis zu 300 bar einzuspeisen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um- fasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit mit mindestens einem der folgenden Elemente verbunden ist:
- mindestens ein Ventil,
- mindestens eine Primärpumpe,
- ein Drucksensor,
- ein Mischer,
- ein Spülventil. Die Steuereinheit kann somit alle wesentlichen Elemente der Vorrichtung überwachen und/oder steuern. So kann bspw. der Druck in der Abgabeleitung erfasst werden und aufgrund des erfassten Drucks die Pumpleistungen der Primärpumpen nachgeregelt werden, wobei zum Einhalten einer Farbrezeptur, die einzelnen Pumpleistungen immer den gleichen Anteil an der Gesamtpumpleistung haben.
Besonders bevorzugt ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über den Mischer mit einer Polymerschmelze führenden Einrichtung, insbesondere einem Extruder oder einer Schmelzeleitung, verbunden ist.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird ein Verfahren zum Dosieren von flüssigen Farben und Einspeisen der flüssigen Farben und/oder Funktionsadditiven in eine Polymer schmelze vorgeschlagen, wobei die flüssigen Farben jeweils mittels einer Primärpumpe einem Mischer zugeführt werden, in dem Mischer gemischt werden und anschließend mit einem Druck von nicht mehr als 20 bar, bevorzugt nicht mehr als 10 bar, besonders bevorzugt nicht mehr als 5 bar der Polymerschmelze zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen. Mit dem erfindungsgemä- ßen Verfahren ist es möglich, nur mit den flüssigen Farben fördernden Primärpumpen ein Farbgemisch einer Polymerschmelze zuzuführen, ohne dass weitere Förderpumpen zum Einspeisen des Farbgemischs notwendig sind. Besonders bevorzugt werden daher die flüssigen Stoffe nur mittels der Primärpumpen gefördert.
Vorzugsweise können die Primärpumpen unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Pumpleistungen betrieben werden, wodurch das Einstellen von vorgebbaren Farbrezepturen möglich ist. Das Verhältnis der unterschiedlichen Pumpleistungen wird während des gesamten Einspei- sens einer Farbrezeptur konstant gehalten.
Die für die erfindungsgemäße Vorrichtung offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen und anwenden und umgekehrt.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
Fig. 1: eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2: eine weitere Ausführungsform einer Mischvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 ist der Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung 1 schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist sechs Tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 auf, in denen unterschiedliche flüssige Farbe oder ein Spülmittel vorgehalten sind. Die Tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 sind druckdicht ausgebildet und jeweils mit einer Primärpumpe 3.1, 3.2, ... 3.6 strömungstechnisch verbunden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Farbmischvorrichtung 4, die sechs Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 mit Ventileinlässen 6.1, 6.2 ... 6.6 und Ventilauslässen 7.1, 7.2, ... 7.6 und einen Sammelblock 10 aufweist. Die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 sind über die Ventilauslässe 7.1, 7.2, ... 7.6 mittels Kleinstvolumina 18.1, 18.2, ... 18.6 mit dem Sammelblock 10 verbunden. Der Sammelblock 10 weist einen Sammelraum 19 auf, der mit einem Mischer 8 strömungstechnisch verbunden ist, wobei der Mischer 8 in diesem Ausführungsbeispiel ein statischer Mischer 8 ist. An den Mischer 8 schließt sich eine Abgabeleitung 9 an, an der ein Drucksensor 11 ange- ordnet ist und die in einem Anschluss 14 endet. Über den Anschluss 14 ist die Vorrichtung 1 an ein Abnehmersystem, insbesondere eine Polymerschmelze führende Einrichtung anschließbar. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 14, die mit Datenleitungen 15 mit den Primärpumpen 3.1, 3.2, ... 3.6 und dem Drucksensor 11 verbunden ist.
Die in den Tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 vorgehaltenen Farben werden von den Primärpumpen 3.1, 3.2, ... 3.6 in den Sammelraum 19 des Sammelblocks 10 geleitet. Dazwischen geschaltet sind die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6, die in dieser Ausführungsform als Rückschlagventile ausgebildet sind, so dass nur bei aktivierten Primärpumpen 3.1, 3.2, ... 3.6 die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 geöffnet sind. Bei abgeschalteten Primärpumpen 3.1, 3.2, ... 3.6 sind die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 verschlossen, so dass ggf. die Tanks bzw. die in den Tanks integrierten Primärpumpen 3.1, 3.2, ... 3.6 ausgetauscht werden können oder die in den entsprechenden Tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 vorgehaltenen Farben nicht für die aktuelle Farbrezeptur eingesetzt werden. Die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 verhindern somit auch, dass flüssige Farben in nicht benutzte Abschnitte zurücklaufen.
Dadurch, dass die Verbindung zwischen den Auslässen 7.1, 7.2, ... 7.6 der Ventile 5.1, 5.2 ... 5.6 nur ein sehr kleines durchströmbares Volumen aufweisen, kann bei einem Ändern der Farbrezeptur nur eine geringe Menge alter Farbe in den Farbraum gelangen, die sich dann noch in einem nicht benutzten Kleinstvolumen 18.1, 18.2, ... 18.6 befindet. Die Farben und das resultierende Farbgemisch werden lediglich von den Primärpumpen 3.1, 3.2 ... 3.6 angetrieben, wobei das in den Sammelraum 19 zusammengeführte Farbgemisch in den Mischer 8 geführt wird, wodurch das Farbgemisch weiter homogen vermischt wird. Das so homogen vermischte Farbgemisch gelangt über die Abgabeleitung und den Anschluss 14 zu einem Abnehmersystem, insbesondere einer Polymer schmelze für einen Schmelzspinnprozess. Durch die Überwachung des Drucks in der Abgabeleitung 19 mit dem Drucksensor 11 kann die zur Verfügung gestellte Farbrezeptur überwacht werden, wobei bei einem Ändern des Drucks alle im Betrieb befindlichen Pumpen gemäß einer vorgebbaren Farbgemischzusammensetzung mit einem konstanten Verhältnis zueinander in der Pumpleistung betrieben werden.
Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Farbmisch- vorrichtung 4 gemäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Farb- mischvorrichtung 4 gemäß Fig. 2 unterscheidet sich nur in einigen Ele- menten gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Im Folgenden wird vor allem auf die Unterschiede der beiden Ausführungsformen eingegangen. Die Farbmischvorrichtung 4 umfasst 6 Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 mit Ventileinlässen 6.1, 6.2, ... 6.6. und Ventilauslässen 7.1, 7.2, ... 7.6. Die Ventile 5.1, 5.2, ... 5.6 sind in dieser Ausführungsform als pneumatisch betätigte Ventile mit elektrischer Vorsteuerung ausgeführt. Den Ventilen 5.1, 5.2, ... 5.6 ist ein Sammelblock 10 mit einem Sammelraum 19 nach- geordnet, wobei der Sammelraum 19 mit einem dynamischen Mischer 8 verbunden ist, der durch einen Motor 16 angetrieben wird. In der dem Mischer 8 nachgeordneten Abgabeleitung ist ein Spülventil 12 angeordnet, das den Flüssigkeitsstrom aus dem Mischer in einen Spülbehälter umleiten kann. Wird der Sammelraum und der Mischer 8 mit einer Spül- flüssigkeit aus einem der Tanks 2.1, 2.2, ... 2.6 durchspült, so wird die schmutzige Spülflüssigkeit in den Spülbehälter 17 umgeleitet, damit die Spülflüssigkeit nicht in ein Abnehmersystem gelangt. Ferner befindet sich ein Drucksensor 11 an der Abgabeleitung 9. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf eine weitere Pumpe zum Einspeisen von flüssigen Farben und/oder fließfähigen Additiven in eine Polymerschmelze verzichtet werden. Zudem wird verhindert, dass Farben oder Additive in nicht benutzte Anschlüsse zurücklaufen oder sich in Toträumen sammeln können, was bei einer später geänderten Rezeptur zu Verschleppungen von Farben oder Additiven führen könnte.
Bezugszeichenliste
I Vorrichtung
2, 2.1, 2.2,...2.6 Tank
3, 3.1, 3. , ...3.6 Primärpumpe
4 Farbmischvorrichtung
5, 5.1, 5.2,...5.6 Ventil
6, 6.1, 6.2,...6.6 Ventileinlass
7, 7.1, 7.2,...7.6 Ventilauslass
8 Mischer
9 Abgabeleitung
10 Sammelblock
I I Drucksensor
12 Spülventil
13 Steuereinheit
14 Anschluss
15 Datenleitung
16 Motor
17 Spülbehälter
18, 18.1, 18.2,...18.6 Kleinstvolumen
19 Sammelraum

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Dosieren und/oder Einspeisen von Flüssigkeiten, insbesondere fließfähiger Farben und/oder Funktionsadditive, umfassend eine Mehrzahl von Tanks (2.1, 2.2, ...2.6), eine Mehrzahl von den Tanks (2.1, 2.2,...2.6) zugeordneten Primärpumpen (3.1, 3.2,...3.6) und eine Farbmischvorrichtung (4) mit einer Mehrzahl von Ventilen (5.1, 5.2, ...5.6) mit Ventileinlässen (6.1, 6.2, ...6.6) und Ventilauslässen (7.1, 7.2,...7.6), einem mit den Ventilauslässen (7.1, 7.2,...7.6) über Kleinstvolumina (18.1, 18.2, ...18.6) auf seiner Einlassseite verbundenen Sammelraum (19) in einem Sammelblock (10), einem mit dem Sammelraum (19) verbundenen Mischer (8) und einer mit dem Mischer (8) verbundenen Abgabeleitung (9), wobei die Primärpumpen (3.1, 3.2,...3.6) jeweils mit einem Ventilein- lass (6.1, 6.2, ...6.6) verbunden sind.
Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 1, wobei die Kleinstvolumina (18.1, 18.2, ...18.6) ein durchströmbares Volumen von jeweils höchstens 10 cm3, vorzugsweise höchstens 1 cm3, aufweisen.
Vorrichtung (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Ventilauslässe (7.1, 7.2, ...7.6) in dem Sammelblock (10) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Drucksensor (11) der Abgabeleitung (9) zum Messen des Drucks in der Abgabeleitung (9) zugeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Spülventil (12) in der Abgabeleitung (9) angeordnet ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Mischer (8) als statischer Mischer oder dynamischer Mischer ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Ventile (5.1, 5.2,...5.6) elektrisch und/oder pneumatisch steuerbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Ventile (5.1, 5.2,...5.6) passiv ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei in der Abgabeleitung (9) eine Sekundärpumpe zur Einspeisung der Flüssigkeiten in ein nachgelagertes Abnehmer System angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, die eine Steuereinheit (13) umfasst, wobei die Steuereinheit (13) mit mindestens einem der folgenden Elemente verbunden ist:
- ein Ventil (5.1, 5.2, ...5.6),
- eine Primärpumpe (3.1, 3.2,...3.6),
- ein Drucksensor (11),
- ein Mischer (8),
- ein Spülventil (12)
- eine Sekundärpumpe (20).
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Mischer (8) mit einer Polymerschmelze führenden Einrichtung verbunden ist.
Verfahren zum Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere flüssiger Farben und/oder fließfähiger Funktionsadditive, und Einspeisen derselben in eine Polymerschmelze, wobei die flüssigen Farben oder Funktionsadditive jeweils mittels einer Primärpumpe (3.1, 3.2, ...3.6) einem Mischer (8) zugeführt werden, in dem Mischer (6) gemischt werden und anschließend mit einem Druck von nicht mehr als 20 bar der Polymer schmelze zugeführt werden.
Verfahren nach Patentanspruch 12, wobei die Primärpumpen (3.1, 3.2, ...3.6) unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Pumpleistungen betrieben werden können.
Verfahren nach Patentanspruch 12 oder 13, wobei die flüssigen Farben nur mittels der Primärpumpen (3.1, 3.2,...3.6) gefördert werden.
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