<Desc/Clms Page number 1>
Dosiergerät
Die Erfindung betrifft ein Dosiergerät zum dosierten Ausgeben einer einstellbaren Flüssigkeitsmenge mit einem am Boden eines Vorratsgefässes angeordneten Dosierzylinder, dessen Kolben aus einer untersten Lage bis in eine oberste Lage im Zylinder hin-und hergeht und nach der Füllung des Zylinders mit Flüssigkeit eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge aus einem mit einem Auslassventil versehenen Auslass ausgibt, wobei die Lage des Kolbens an einer äusseren Anzeigevorrichtung angezeigt wird und über eine Pumpe in einer ersten Stellungeines Zweiwegehahnes Flüssigkeit in den Zylinder und in einer zweiten Stellung dieses Hahnes Flüssigkeit aus dem Zylinder zu einem Auslassventil gefördert wird.
Derartig ausgebildete Dosiergeräte sind bereits bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in erster Linie als Flüssigkeit Bitumen auszugeben und aufzuspritzen. Bei der Verwendung z. B. des sogenannten Impakt-Verfahrens zur Umhüllung von kleinen Teilchen mit Bitumen ist es bedeutsam, dass zum Erreichen einer bestimmten Schichtstärke auf diesen Teilchen jeweils einer Charge vorbestimmten Gewichtes eine vorbestimmte Menge an flüssigem Bitumen aufgespritzt wird. Der Erfindung liegt nun die Hauptaufgabe zugrunde, die genaue Dosierung der einzuspritzenden Bitumenmengen durch ein Dosiergerät zu lösen, das auch zum dosierten Ausgeben von schwer verflüssigbaren Materialien oder solchen Materialien sich eignet, die erst bei einer bestimmten, über der Raumtemperatur liegenden Temperatur flüssig werden, wie dies z. B. bei Bitumen der Fall ist.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemässe Dosiergerät auch für andere Flüssigkeiten und für andere Zwecke anwendbar ist.
Die vorerwähnte Aufgabe wird nun gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Zweiwegehahn über ein Leitungssystem mit der ven der Pumpe zum Auslassventil führenden Leitung und mit einem Raum un- terhalbder untersten Stellung des Kolbens verbunden ist, wobei zwischen dem Auslassventil und dem Eingang zum Zylinder ein Überdruckventil vorgesehen ist.
Es ist von wesentlicher Bedeutung, dass das Auslassventil unabhängig vom Zweiwegehahn öffenbar und schliessbar ist und bei grosser Leistung der ständig umlaufenden Pumpe Flüssigkeitsmengen in beliebiger Sprühzeit ausgebbar sind.
Der grosse Vorteil dieser erfindungsgemässen Konstruktion besteht darin, dass die Umschaltung zwischen der ersten Halbperiode und der zweiten Halbperiode des Arbeitsvorganges (Auffüllen des Dosierzylinders und Ausgeben der Flüssigkeit durch Sprühen) beliebig lange dauern kann. Zunächst wird das Auslassventil geschlossen, ohne dass die Pumpe stehen zu bleiben braucht und ohne dass der Zweiwegehahn gleichzeitig gedreht werden muss. Das Auslassventil kann deshalb ganz exakt schliessen. Die Pumpe kann dauernd weiterlaufen und das Zweiwegeventil kann beliebig lange nach dem Auslassventil gedreht werden.
Dasgleichetrifftzufürdas Wiederauffüllendes Messzylinders ; die Pumpe läuft dauernd weiter. Der Zweiwegehahn wird zu beliebiger Zeit gedreht und erst, wenn daran anschliessend das Auslassventil wieder ge- öffnetwird, wird die im Dosierzylinder befindliche Flüssigkeitsmenge ausgegeben. Diese Unabhängigkeit des Auslassventils vom Zweiwegehahn ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Dosiergerätes.
<Desc/Clms Page number 2>
Ausserdem ist es ein grosser Vorteil, dass die Flüssigkeitspumpe dauernd umlaufen kann, ohne dass sie gebremst zu werden braucht und für jede neue Dosierung wieder neu anlaufen muss.
Die Wartezeiten zwischen dem Einsprühen und Wiederauffüllen des Dosierungszylinders und die Wartezeit zwischen dem Auffüllen des Dosierungszylinders und der Abgabe der dosierten Flüssigkeitsmenge können beliebig lang gewählt werden. Wenn der Zweiwegehahn und das Auslassventil gleichzeitig betätigt werden müssten, dann würden sich Ungenauigkeiten dadurch ergeben, dass das Auslassventil vielleicht schon etwas geöffnet hat, wenn der Zweiwegehahn noch nicht ganz umgestellt ist. Bei der erfindungsgemässen Konstruktion können sich derartige Überschneidungen während der Betätigung der Ventile nicht ergeben, was ein bedeutender Vorteil ist.
Durch die Anordnung des Zylinder-Kolben-Aggregates innerhalb des mit der betreffenden Flüssigkeit gefüllten Vorratsgefasses ist es nun möglich, auch hochviskose Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten, die sich bei einer Temperaturabnahme erhärten, in dosierten Mengen auszugeben, denn es ist die ganze eigentliche Dosiereinrichtung von der betreffenden Flüssigkeit umgeben. Falls nun das auszugebende Material, z. B. Bitumen, nur bei einer bestimmten Temperatur flüssig ist, so ergibt sich, dass damit das ganze Dosiergerät, einschliesslich des Vorratsgefässes, auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird und damit alle Verkrustungen und Ablagerungen verhütet werden, die sich sonst bei einer derartigen Dosierungseinrichtung bilden können.
Aus diesem Grunde ist es auch von Vorteil, wenn der ganze Zylinder und damit der Kolben in seiner untersten und obersten Stellung unterhalb der Bitumenoberfläche angeordnet ist, die sich in dem Gefäss befindet.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass der Zylinder am Boden einen Anschlag aufweist, gegen den der Kolben in seiner untersten Stellung im Abstand vom Zylinderboden anliegt. In diesem Fall ist es dann zweckmässig, wenn der Leitungsanschluss vom Überdruckventil aus durch die seitliche Wand des Zylinders unterhalb der untersten Stellung des Kolbens hindurchführt.
Ferner ist es gemäss der Erfindung vorteilhaft, wenn unterhalb der obersten Stellung des Kolbens im Zylinder mindestens ein Durchbruch, vorzugsweise mehrere Durchbrüche in Form von Schlitzen vorgesehen sind. Diese Schlitze dienen dazu, bei Ankunft des Kolbens in seiner obersten Stellung die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit aus dem Zylinder austreten zu lassen. Besonders dann, wenn sich in der Flüssigkeit Schaum bildet, ergibt sich hiedurch der Vorteil, dass durch ein weiteres Fördern der Pumpe nach Ankunft des Kolbens in seiner obersten Stellung dieser Schaum durch die Schlitze nach aussen gedrückt wird. so dass nun der Zylinder vollständig mit Flüssigkeit ohne jeden Schaumeinschluss gefüllt ist, wodurch eine genaue Dosierung erzielt wird.
Ferner ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass der Kolben in seiner untersten Lage durch mindestens einen Umlaufkanal überbrückt und damit die betreffenden Räume miteinander verbunden sind. Zur Erklärung dieses Merkmals sei auf folgendes hingewiesen.
Wenn der Ausschaltmechanismus für die Ausgabe der Flüssigkeit aus irgendeinem Grund versagt, besteht die Gefahr, dass der Dosierungskolben infolge der Unterdruckbildung beschädigt wird. Ferner besteht noch die weit grössere Gefahr, dass wegen eines Defektes an der Ausschaltung immer die gesamte Menge der im Dosierzylinder befindlichen Flüssigkeit eingesprüht wird, ohne dass die Anlage automatisch stehen bleibt. Zur Vermeidung dieser beiden Gefahren ist diese Umlaufleitung angeordnet, die bei der unteren Endstellung des Dosierkolbens ein Umströmen des Kolbens ermöglicht.
Dadurch kann kein Unterdruck unterhalb des Kolbens entstehen und beim Wiederfüllen des Dosierzylinders wird nicht der Dosierkolben nach oben gedrückt, sondern verharrt in seiner unteren Endstellung, so dass eingedrückte Flüssigkeit über den Umlaufkanal in den oberen Teil des Dosierungszylinders gelangt und eine Beschädigung nicht eintritt.
Das Anzeigegerät kann beliebig ausgebildet sein und beispielsweise eine gerade oder eine kreisförmi- geSkalaod. dgl. aufweisen. Auch die Übertragung der Bewegung des Kolbens zum Anzeigegerät kann in vielfacher Weise gelöst werden, jedoch ist gemäss der Erfindung auf jeden Fall eine formschlüssige Verbindung mit Hilfe eines Gestänges und/oder Zahnrädern und/oder Ketten vorteilhaft, so dass also das Anzeigegerätbzw. dessen Anzeiger zwangsläufig der Bewegung des Kolbens folgt. Dieses Anzeigegerät kann dazu benutzt werden, um die gewünschte Dosiermenge festzustellen.
Sobald also der Zeiger des Dosier- gerätes an einem vorbestimmten Punkt angekommen ist, der einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge ent-
EMI2.1
anzubringen, die bei Ankunft des Zeigers an einer vorbestimmten und verstellbaren Stellung das Schliessen des Auslassventiles bewirkt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an der Anzeigevorrichtung ein Kontakt angebracht ist, der bei Berühren mit dem Zeiger einen Stromkreis schliesst, durch den dann wieder das Auslassventil betätigt wird.
<Desc/Clms Page number 3>
Sofern die Pumpe weiterläuft, also kontinuierlich arbeitet, wird nach Schliessen des Auslassventiles die Pumpe auf den Zylinder geschaltet und füllt diesen wieder solange, bis der Kolben in seiner obersten Stellung angelangt ist. Während dieser Zeit muss der Zweiwegehahn in der Lage verbleiben, inderer beim Ausgeben bereits war, und dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Umstellung des Zweiwegehahns nach Schliessen des Auslassventils in seine zweite Stellung mit Verzögerung erfolgt.
Um sicherzugehen, dass diese Umstellung erst erfolgt, wenn der Kolben in seiner obersten Stellung angelangt ist, kann die Anordnung auchso getroffen werden, dass erst durch diese Bewegung, d. h. durch die Ankunft des Kolbens in seiner obersten Stellung und/oder durch Ankunft des Zeigers der Anzeigevorrichtung in der NullStellung, das Umschalten des Zweiwegehahnes erfolgt. Auch hier kann noch eine Verzögerung eingebaut werden, um nämlich über diesen Zeitpunkt hinaus Flüssigkeit in den Zylinder zu fördern, so dass jeglicher Schaum, der sich im Zylinder befindet, durch die unterhalb des Kolbens angeordneten Durchbrüche hinausgedrückt wird und sich damit nur Flüssigkeit im Zylinder befindet.
Die Ankunft des Kolbens in seiner obersten Stellung und/oder die Ankunft des Zeigers in seiner NullStellung kann auch dazu benutzt werden, um nunmehr bei einer vollautomatischen Dosierung das Auslassventil sofort oder mit Verzögerung zu öffnen. Diese Verzögerung entspricht auch der Verzögerung der Um- schaltung des Zweiwegehahnes und hat den Zweck, sicherzustellen, dass der Zylinder stets ganz mit Flüssig-
EMI3.1
jeglicheter eingebaut sein, der beispielsweise im Zusammenhang mit der Füllung eines Behälters schaltbar ist, so dass erst nach Schliessen des Behälters das Auslassventil geöffnet werden kann. In diesem Fall kann dieser Sicherheitsschalter über die Tür betätigt werden.
Um das richtige Niveau in dem Gefäss aufrechtzuerhalten, ist es zweckmässig, eine an sich bekannte und beliebige Niveauregelungsvorrichtung vorzusehen.
Abgesehen vom Zylinder und Kolben, die ja im Vorratsgefäss unterhalb dem Flüssigkeitsniveau angeordnet sind, kann es noch zweckmässig sein, auch die Pumpe und gegebenenfalls auch den Zweiwegehahn innerhalb dieses Vorratsgefässes anzuordnen, um zu verhindern, dass sich irgendwo Ablagerungen oder Rückstände bilden, die bei schwer verflüssigbaren Materialien zu Verstopfungen führen könnten.
In den Zeichnungen sind schematisch Ausführungsbeispieleder Erfindung dargestellt. Es zeigenFig. l einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Schaltplan einer zweiten Aus- führungsform.
Mit 10 ist ein geschlossenes Vorratsgefäss bezeichnet, das beispielsweise zylindrisch sein kann und dann eine Umfangswand 11, einen Boden 12 und einen Deckel 13 aufweist. Auf dem Boden 12 ist ein Zylinder 15 mit dem unteren Ende abgedichtet befestigt, in dem sich ein Kolben 16 hin-und herbewegen kann, der gegen die Innenwand des Zylinders durch Kolbenringe 17 abgedichtet ist. Am unteren Ende des Zylinders, beispielsweise am Boden 12 des Gefässes, ist ein Begrenzungsanschlag 20 angeordnet. Wenn sich der Kolben 16 in seiner untersten Lage befindet, die in Fig. l strichpunktiert eingezeichnet wurde, sind die beiden Zylinderkammern zu beiden Seiten des Kolbens durch mindestens einen Umlaufkanal 22 überbrückt.
Das Gefäss 10 ist durch eine nicht dargestellte Niveau-Regelung stets auf einem Niveau 25 ge- halten, so dass alle unter diesem Niveau liegenden Teile in die Flüssigkeit eingetaucht sind. Angedeutet ist zum Zwecke der Regelung ein unterer Einlauf 26 und ein oberer Ablauf 27. Soweit zur Verflüs - sigung eines Materials noch irgendwelche Heizeinrichtungen notwendig sind, so können diese in beliebi - ger Form am Vorratsgehäuse angebracht werden. Da diese an sich jedoch bekannt sind, sind sie in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Innerhalb der Flüssigkeit befindet sich ein Filter 30, der über eine Leitung 31 mit einem Zwei wegehahn 33 verbunden ist. Von diesem Zweiwegehahn, der in den Zeichnungen in seiner zweiten Stellung gezeichnet ist, führt eine Leitung 35 zu einer Pumpe 36, von der eine Leitung 37 zu einer Düse 40 führt, wobei vor der Düse ein Auslassventil 42 angeordnet ist.
Eine weitere Leitung 44 führt vom Zweiwegehahn zu einer Stelle 46 oberhalb des Auslassventils, wobei diese Leitung 44 über ein Leitungsstück 48 mit dem Zylinder an einer solchen Stelle verbun - den ist, dass sich der Einlass dieses Leitungsstückes 48 unterhalb des Kolbens 16 in seiner untersten Lage befindet.
An dem Kolben ist eine rohrartige Kolbenstange 50 angebracht, die auf einer Führungsstange 52 eines Aufsatzes 54 auf dem Deckel 13 des Gefässes geführt ist.
Mit der Kolbenstange ist eine Kette 56 verbunden, die über eine Ketten- oder Führungsrolle 57 läuftundmitihremende 61 an einer Trommel 60 einer als Ganzes mit 62 bezeichneten Anzei- gevorrichtung verbunden ist Diese Trommel ist an einem Träger 65 drehbar angeordnet, der entsprechen-
<Desc/Clms Page number 4>
de Mengenanzeigen, wie beispielsweise 1, 2 und 3 l aufweist. Zusammen mit der Trommel 60 dreht sich ein Zeiger 67, der bei Ankunft des Kolbens in seiner obersten Lage die in Fig. 1 dargestellte NullStellung einnimmt.
Im folgenden soll nun. ohne auf das automatische Arbeiten der Anlage einzugehen, der Vorgang beim Ausgeben von dosierten Mengen beschrieben werden.
Es sei angenommen, dass sämtliche Teile in der in den Zeichnungen dargestellten Lage sind. Der Zweiwegehahn ist in seiner zweiten Stellung und wenn nun die Pumpe arbeitet, so wird Flüssigkeit aus dem Zylinder 15 über die Leitung 48,44 und die Pumpe 36 dem offenen Auslassventil 42 und damit auch der Düse 40 zugeführt und an irgendeinen Behälter oder beispielsweise eine körnige Materialcharge abgegeben, die mit der Flüssigkeit besprüht wird. Durch die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Zylinder 15 senkt sich der Kolben 16 ab und dreht dabei die Trommel 60 und den Zeiger 67.
EMI4.1
zw.ventil geschlossen und damit sichergestellt, dass die gewünschte Menge an Flüssigkeit ausgegeben ist. Wenn nun die Pumpe weiterläuft und der Zweiwegehahn in seiner zweiten Stellung verbleibt, so drückt die Pumpe die Flüssigkeit unter Druck in die Leitung 37.
Da dieser Druck grösser als die Einstellung des Überdruckventils 69 ist, so wird diese Flüssigkeit jetzt im Kreislauf durch die Leitung 37, das Überdruckventil 69, die Leitung 44 und den Zweiwegehahn 33 zurück zur Pumpe 36 gefördert. Dann wird der Zweiwegehahn 33 in seine erste Stellung zurückgebracht, so dass die Pumpe 36 jetzt aus der Leitung 31 Flüssigkeit ansaugt und über die Leitung 37, das Überdruckventil 69 und die Leitung 48 in den Zylinder hineindrückt. Damit steigt der Kolben 16 an und die Förderung wird so lange fortgesetzt, bis der Kolben in seiner obersten Stellung und der Zeiger 67 in seiner Null-Stellung angelangt sind.
Es ist zweckmässig, die Förderung über diesen Zeitpunkt hinaus noch etwas auszudehnen, um irgendwelchen im Zylinder befindlichen Schaum durch die Schlitze 15a unterhalb des Kolbens auszustossen und damit sicherzustellen, dass der Zylinder vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Nun wird der Zweiwegehahn 33 wieder in seine zweite Stellung umgestellt, in der dann die Pumpe die Flüssigkeit wieder im Kreislauf durch die Leitung 37, das Überdruckventil 69, die Leitung 44 und den Zweiwegehahn 33 zurück zur Pumpe fördert. Dass zu diesem Zeitpunkt das Auslassventil 42 noch nicht offen ist, ist für die Genauigkeit der Dosierung der Flüssigkeit vorteilhaft. Die Flüssigkeit kann beliebig lange in diesem Kreislauf gefördert werden, so dass irgend eine Beschädigung nicht entstehen kann.
Sobald jedoch das Auslassventil 42 geöffnet wird, schliesst sich das Überdruckventil 69, so dass nun- mehr die Flüssigkeit durch die Pumpe 36 aus dem Zylinder 15 abgezogen und der Düse 40 zugeführt wird.
Der oben beschriebene Vorgang kann ohne Schwierigkeit automatisiert werden, u. zw. auf mechanischem oder elektrischem Wege oder durch eine durch ein Druckmedium betätigte Einrichtung. Im folgenden soll nun rein schematisch auf eine elektrische Automatisierungseinrichtung im Zusammenhang mit Fig. 2 eingegangen werden.
Um das Auslassventil zu schliessen, kann beispielsweise am Träger 65 ein verstellbarer Kontakt 72 angebracht sein, der über ein Relais a einen Schalter Al im Stromkreis einer Schliesswicklung 73 des magnetisch betätigten Auslassventils schliesst, so dass nunmehr das Auslassventil geschlossen wird. Dabei kann in den StromkreisdieserSchliesswicklung noch ein weiterer Schalter 74 angeordnet sein, der in beliebiger, an sich bekannter Weise als Sicherheitsschalter dient und beispielsweise durch die Tür 79 eines Gefässes betätigt wird, in das die Flüssigkeit eingesprüht wird, so dass also nur bei geschlossener Tür der Stromkreis der Schliesswicklung 73 geschlossen ist.
Wie oben beschrieben, wird nach Schliessen des Auslassventils der Zylinder 15 gefüllt und der Kolben 16 inseine oberste Stellung bewegt. Wenn dieser Kolben in seiner obersten Stellung angelangt ist, so schliesst der Zeiger 67 einen weiteren Kontakt 75 am Träger 65, durch den ein Relais b be- tätigt wird. Dieses Relais b kann nun über einen Kontakt Bl den Zweiwegehahn in seine zweite StellungmitHilfeeinerUmschaltwicklung 76 und mit einem Kontakt B2 mit Hilfe einer Öffnungswicklung 77 das Auslassventil öffnen, so dass nun wieder eine dosierte Flüssigkeitsmenge durch die Düse 40 ausgegeben wird. Diese Öffnung erfolgt dabei vorteilhaft, wie bereits erklärt, mit einer gewissen Verzögerung.
Zur weiteren Umschaltung des Zweiwegehahns von der zweiten in die erste Stellung ist noch ein weitererKontakt A2 mit einer entsprechenden Umschaltwicklung 78 vorgesehen, die ebenfalls über das Relais A betätigt wird Auch hier kann eine gewisse Verzögerung vorteilhaft sein. um sicherzustellen, dass die Öffnung des Auslassventils erst nach vollständigem Umschalten des Zweiwegehahns geschieht.