Verfahren zum Abfüllen von Druckflüssigkeiten und Einrichtimg zur Ausübung des Verfahrens
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist ein Verfahren zum Abfüllen von Druckflüssigkeiten und eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Unter Druckflüssigkeiten sind vorwiegend Flüssiggase verstanden, d. h. Gase, die unter Druck bei Raumtemperatur flüssig sind, die aber bei Druckminderung, zum Beispiel beim Ausströmen in die Atmosphäre, in die gasförmige Phase eintreten. Solche Druckflüssigkeiten sind zum Beispiel flüssige Kohlensäure oder Difluordichlormethan und ähnliche Stoffe, die weitgehende Verwendung für die Herstellung von Aerosolflüssigkeiten gefunden haben.
Unter Druckflüssigkeit wird ferner eine beliebige Mischung aus einem Flüssiggas und einem andern Stoff, vorwiegend einer Flüssigkeit, verstanden, zum Beispiel eine Mischung aus 75 Volumprozent Kölnischwasser und 25 Volumprozent Difluordichlor- methan.
Die Schwierigkeit beim Abfüllen solcher Druckflüssigkeit liegt im folgenden:
Die Druckflüssigkeiten bilden in ihren Druckbehältern ein Gemisch von Flüssigkeit und gesättigtem Dampf, d. h. der untere Teil des Druckbehälters ist mit Flüssigkeit, der obere Teil mit dem gesättigten Dampf der Druckflüssigkeit angefüllt. Leitet man nun eine solche Druckflüssigkeit in die Abfüllmaschine und ist diese nur ein wenig wärmer als die Druckflüssigkeit, so kommt es unweigerlich zu Dampfbildung. Ist dieses in dem dosierenden Teil der Abfüllmaschine der Fall, zum Beispiel in der Dosierungspumpe, so ist es klar, dass gewichtsmässig nicht die eingestellte Menge gefördert wird, was schwere Störungen, insbesondere bei der Herstellung von Aerosolflüssigkeiten mit sich bringt.
Man hat versucht, dieser Schwierigkeit Herr zu werden, indem man die Druckflüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Druckabfüllmaschine durch ein Kühlsystem trieb. Dort wurde sie so stark abgekühlt, dass die Verdampfungsgefahr bei Kontakt mit wärmeren Maschinenteilen aufgefangen wurde. Ein solches Kühlsystem ist aber teuer und kompliziert die ganze Anlage.
Dem erfindungsgemässen Verfahren liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Schwierigkeiten unter Ausnutzung eines physikalischen Prinzipes in einfachster Weise zu beseitigen.
Es wurde schon erwähnt, dass die Druckflüssigkeiten in den Druckbehältern ein Gemisch von Flüssigkeit und gesättigtem Dampf bilden. Bekannte Druckflüssigkeiten haben zum Beispiel einen Dampfdruck von 2,5 atü bei 20O C. Würden diese Druckflüssigkeiten unter einem Druck von zum Beispiel 10 atü stehen, so ist es klar, dass bei 200 C eine Verdampfung nicht mehr eintreten kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Abfüllen von Druckflüssigkeiten ist dadurch gekennzeichnet, dass die abzufüllende Druckflüssigkeit, bevor sie in eine Dosierungspumpe gelangt, durch eine Vorpumpe unter einen Druck gesetzt wird, der über dem Dampfdruck liegt, der der Temperatur entspricht, welche in der Dosierungspumpe herrscht, worauf der flüssige Anteil der Druckflüssigkeit durch die Vorpumpe in die Dosierungspumpe gefördert wird.
Die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine Dosierungspumpe für die abzufüllende Druckflüssigkeit und eine der Dosierungspumpe vorgeschaltete Vorpumpe aufweist, welch letztere sowohl zum Unterdrucksetzen der Druckflüssigkeit wie auch zur nachherigen Förderung des flüssigen Anteils derselben in die Dosierungspumpe dient.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt; im Zu sammenhang damit wird das erfindungsgemässe Verfahren, ebenfalls beispielsweise, erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung und
Fig. 2 eine Einzelheit.
Mit 1 ist in Fig. 1 der Zylinder einer Vorpumpe bezeichnet, in welchem ein an sich bekanntes Verbundkolbensystem axial verschiebbar angeordnet ist.
Dasselbe besteht aus dem Luftpumpenkolben 2, der Kolbenstange 3 und dem Förderpumpenkolben 4.
Die zum Betrieb der Vorpumpe erforderliche Pressluft tritt durch die Ein und Ausströmöffnung 5 ein und aus. Von dem nicht gezeichneten Druckbehälter für die Druckflüssigkeit geht die Rohrleitung 6 über ein in der Pfeilrichtung sich öffnendes Rückschlagventil 7 zu dem unter dem Förderkolben 4 liegenden Förderpumpenraum 8 des Zylinders 1. Wenn der Pressluftraum 9 des Zylinders 1 nicht unter Pressluft steht und entlüftet ist, kann die Druckflüssigkeit durch die Leitung 6 und über das Rückschlagventil 7 in den Förderpumpenraum 8 eintreten, wo durch den Eigendruck der Druckflüssigkeit das Verbundkolbensystem 2, 3, 4 nach oben gedrückt wird. Die in den Förderpumpenraum 8 eintretende Druckflüssigkeit verdampft zum Teil. Dies ist klar, denn der Gesamtraum, der der Flüssigkeit zur Verfügung steht, wird in dem Masse grösser, wie der Kolben 4 sich dem obern Totpunkt nähert.
Infolgedessen bildet sich sowohl in dem nicht gezeichneten Druckbehälter für die Druckflüssigkeit, wie in der Zuleitung von Druckbehälter zur Vorpumpe, wie schliessllch auch in der Vorpumpe selbst, eine gewisse Menge an gesättigtem Dampf. Das Volumen des Förderpumpenraumes 8 ist bei oberer Totpunktstellung des Kolbens 4 grösser als das Volumen des Förderpumpenraumes 10 bei oberer Totpunktstellung des Kolbens 16 der noch zu beschreibenden Dosierungspumpe. Es sei in dem Ausführungsbeispiel als doppelt so gross angenommen. Die im Förderpumpenraum 8 befindliche Dampfmenge spielt keine schädliche Rolle, denn sie wird durch die nachfolgende erfindungsgemässe Unterdrucksetzung der Druckflüssigkeit zur Kondensation gebracht.
Der Übertritt der Flüssigkeit erfolgt von der Vorpumpe zur Dosierungspumpe durch eine am Fuss beider Pumpen angebrachte Rohrleitung 11 über ein in der Pfeilrichtung sich öffnendes Rückschlagventil 12, wobei nach dem Vorerwähnten nur Flüssigkeit, nicht aber Gas in die Dosierungspumpe eintritt. Je nach der abzufüllenden Druckflüssigkeit und den in der Einrichtung herrschenden Temperaturen ist der erforderliche Verflüssigungsdruck von Fall zu Fall verschieden. Die Einstellung des gewünschten Verflüssigungsdruckes im Förderpumpenraum & geschieht in sehr einfacher Weise durch Regelung des Druckes der Pressluft, die durch Ein und Ausströmöffnung 5 in den Pressluftraum 9 zwecks Arbeitsleistung eintritt.
Die hierzu benötigten Regelvorrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da es sich um konventionelle Mittel, zum Beispiel ein dem Kompressor nachgeschaltetes Reduzierventil, handelt, wobei selbstverständlich vor dem Reduzierventil ein höherer oder gleicher Druck, als in der Einrichtung benötigt wird, herrschen muss. Die Pressluft im Pressluftraum 9 kann das Verbundkolbensystem nur so weit hinunterdrücken, als bis die eingestellte Füllung des Förderpumpenraumes 10 der Dosierungspumpe erreicht ist, d. h. bis die weiter hinten näher erläuterte Kolbenstange 17 der Dosierungspumpe zum Anliegen an der Anschlagspindel 20 kommt. Der Überschuss der Flüssigkeit verbleibt im Förderpumpenraum 8 des Zylinders 1 der Vorpumpe.
Dieser Überschuss dient zusammen mit der beim nächsten Spiel in den Förderpumpenraum 8 einströmenden Druckflüssigkeit erneut zur Befüllung dieses letzteren.
Die Dosierungspumpe weist nebst andern Teilen einen Zylinder 13 mit der Ein und Ausströmöffnung 14 für die Pressluft und einen Hauptkolben 15 auf. Dieser bildet mit dem Dosierungskolben 16 und der Kolbenstange 17 ebenfalls ein Verbundkolbensystem. Die Kolbenstange 17 setzt sich noch oberhalb des Hauptkolbens 15 fort und ragt aus dem Zylinderdeckel 18 und aus der Stopfbüchse 19 heraus. In Fig. 1 ist die Kolbenstange 17 in einer Position dargestellt, wie sie gerade an der Anschlagspindel 20 zum Anliegen kommt. Die Anschlagspindel 20 ist mittels des Drehknopfes 21 leicht verstellbar. Sie ist drehbar im Joch 22, das von den nur teilweise gezeichneten Säulen 23 und 23' getragen wird, angeordnet. Das übrige Gestell der Einrichtung ist, da konventionell, nicht gezeichnet. Von der Dosierungspumpe führt ein Zuleitungsrohr 24 zum Füllkopf 25.
Dieser besitzt in seinem Innern den Ventilteller 26, der auf seiner dem Zuleitungsrohr 24 zugekehrten Fläche mit einer nicht gezeichneten Dichtungsscheibe, zum Beispiel aus synthetischem Kautschuk, versehen ist. Durch die Schraubenfeder 27 wird der Ventilteller 26 und die darauf befindliche Dichtungsscheibe dicht gegen das untere Ende des Zuleitungsrohres 24 gepresst, wodurch ein Abschluss in Richtung auf die Dosierungspumpe zu erzielt wird, solange der Druck im Förderpumpenraum 10 nicht stärker als die Kraft der Schraubenfeder 27 ist. Der Füllkopf 25 besitzt die Einführöffnung 28, die innen mit einem nicht gezeichneten Dichtungsring versehen ist, der zum Beispiel aus synthetischem Kautschuk besteht und einen kreisringförmigen Querschnitt hat.
In diese Einführ öffnung 28 wird der Ventilstutzen 29 eines nicht näher dargestellten Rückschlagventils des zu befüllenden Aerosolbehälters 30 eingeführt. Dieser steht auf einem Tisch 31, der mittels der Kolbenstange 32 von dem Kolben 33 des Zylinders 34 gehoben wird, wenn durch Drücken des Knopfes 35 des Lufteinlassventils 36 Pressluft vom nicht gezeichneten Luftkompressor durch die Leitung 37 in den Zylinder 34 strömen kann. Bei dem Lufteinlassventil 36 handelt es sich um ein konventionelles Dreiwege-Pressluftventil. Ein solches Ventil verbindet, je nach Schaltstellung, den Pressluftraum des Zylinders 34 einmal mit der Pressluftleitung 37, ein anderes Mal mit einem nicht dargestellten Auslass, durch den die Pressluft, die ihre Arbeit im Zylinder 34 geleistet hat, in die Atmosphäre abströmen kann.
Sobald man den Knopf 35 nicht mehr drückt, erfolgt der Rücklauf des Kolbens 33 durch Expansion der vorher gespannten Schraubenfeder 36'. Die Einrichtung wird zweckmässig durch ein Fussventil gesteuert. In einem solchen Fussventil (nicht gezeichnet) befinden sich die beiden pneumatischen Ventile 38 und 39 (Fig. 2).
38' und 39' sind zwei Druckknöpfe, die durch die nicht gezeichneten Pedalplatte heruntergedrückt werden. Die Ventile 38 und 39 wirken wie folgt: Die Zuleitung 40 zu den Ventilen 38 und 39 ist mit dem vorerwähnten Luftkompressor verbunden. Die Ableitung 14' des Ventils 38 ist mit der Ein und Ausströmöffnung 14 des Zylinders 13 der Dosierungspumpe verbunden. Die Ableitung 5' des Ventils 39 ist mit der Ein und Ausströmöffnung 5 des Pressluftraumes 9 des Zylinders 1 der Vorpumpe verbunden.
Die Ventile 38 und 39 sind ebenfalls Dreiwege-Pressluftventile, die in der vorerwähnten Weise arbeiten.
Beide Ventile 38, 39 sind so eingerichtet, dass wenn die nicht gezeichnete Pedalplatte auf die Knöpfe 38' und 39' drückt, das Ventil 38 Luft durchlässt, während das Ventil 39 einerseits keine Luft durchlässt und anderseits den Pressluftraum 9 entlüftet. Als Folge dieser Ventileinstellung kann die Druckflüssigkeit in den Förderpumpenraum 8 einströmen, während die sich im Förderpumpenraum 10 befindende Flüssigkeit infolge der Einwirkung der Pressluft auf den Hauptkolben 15 und damit auf den Dosierkolben 16 durch den Füllkopf 25 in den Aerosolbehälter 30 gepresst wird, indem der Ventilteller 26 unter der Einwirkung des Druckes nachgibt.
Sobald der Druck im Förderpumpenraum 10 bei auf bekannte Weise erfolgender Umschaltung der Ventile 38 und 39 geringer wird (siehe weiter hinten), drückt die Schraubenfeder 27 den Ventilteller 26 kräftig gegen das untere Ende des Zuleitungsroh res 24, das dadurch druckdicht abgeschlossen wird.
Hebt man den Fuss von der nicht gezeichneten Pedalplatte, so dass diese zum Beispiel durch eine nicht gezeichnete Schraubenfeder nach oben gehoben wird, so wird der Druck von den beiden Knöpfen 38' und 39' entlastet.
Jetzt geht der umgekehrte Vorgang vor sich, nämlich: Das Ventil 38 lässt keine Pressluft durch und entlüftet gleichzeitig den Pressluftraum 13a des Zylinders 13. Hingegen lässt das Ventil 39 Pressluft durch, die in den Pressluftraum 9 einströmt und das Verbundkolbensystem (2, 3 und 4) nach unten drückt, wobei der in dem Förderpumpenraum 8 befindliche Gasanteil der Druckflüssigkeit so stark komprimiert wird, dass die Dämpfe, die sich möglicherweise gebildet haben, kondensiert werden. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit über das Rückschlagventil 12 in den Förderpumpenraum 10 des Zylinders 13 der Förderpumpe getrieben. Die beiden Rückschlagventile 7 und 12 verhindern, dass Flüssigkeitsmengen in unerwünschter Weise zurücktreten könnten.
Durch die Anschlagspindel 20 kann die gewünschte Füllmenge genau eingestellt werden, wozu man neben der Anschlagspindel 20 zweckmässigerweise eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Skala des Inhaltes vom Förderpumpenraum 10 anbringt.
Die Einrichtung nach dem beschriebenen Beispiel hat den grossen Vorteil, dass sie ganz ohne elektrisch angetriebene Teile und dadurch ohne Funkenbildung arbeitet. Steuerung und Antrieb erfolgen ausschliesslich durch in einem Nebenraum erzeugte Pressluft, so dass Explosionen von Druckflüssigkeiten, zum Beispiel infolge Austretens derselben aus einer undichten Rohrverbindung, ausgeschlossen sind. Die Arbeitsweise ist durch Fortfall komplizierter Hubeinstellungen, wie etwa durch veränderliche Kurbelgetriebe, ausserordentlich einfach.
Nachdem der Arbeiter, der die Einrichtung bedient, durch Drehung der Anschlagspindel 20 den gewünschten Hub und damit das gewünschte Abfüllvolumen eingestellt hat, hat er nichts weiter zu tun, als den Aerosolbehälter 30 auf den Teller 31 zu setzen und den Knopf 35 zu drükken, wodurch der Aerosolbehälter 30 mit dem Ventilstutzen 29 in die Einfuhröffnung 28 des Füllkopfes 25 druckdicht eingeführt wird. Nunmehr betätigt er das Pedal, wodurch die im Förderpumpenraum 10 befindliche Menge der Druckflüssigkeit in den Aerosolbehälter 30 gepresst wird. Lässt er nunmehr den Knopf 35 sowie die Pedalplatte los, so sinkt der Teller 31 in seine Ausgangsstellung zurück und der gefüllte Aerosolbehälter 30 kann nunmehr entnommen werden.
Gleichzeitig hat sich in der schon beschriebenen Weise der Förderpumpenraum 10 der Dosierungspumpe erneut mit Druckflüssigkeit gefüllt, und zwar genau mit derjenigen Menge, die mittels der Anschlagspindel 20 eingestellt wurde. Das Spiel kann nunmehr von neuem beginnen.
Es ist vorteilhaft, den Durchmesser des Hauptkolbens 13 wesentlich grösser als den des Dosierkolbens 16 zu machen. Beträgt das Verhältnis der beiden Kolbenflächen beispielsweise 4:1 und hat die durch die Öffnung 14 einströmende Pressluft einen Druck von zum Beispiel 10 atm, so wird im Förderpumpenraum 10 ein Druck von 40 atm erzeugt, der eine rasche Füllung des Aerosolbehälters 30 erlaubt.
Anstatt der im dargestellten Ausführungsbeispiel intermittierend arbeitenden Vorpumpe kann man auch eine kontinuierlich arbeitende Pumpe, vom Betrieb der Dosierpumpe unabhängige, also dauernd laufende Kolbenpumpe, Rotationspumpe oder Membranpumpe, als Vorpumpe verwenden. In einem solchen Fall muss die kontinuierlich arbeitende Vorpumpe mit einer Rücklaufvorrichtung, zum Beispiel einem sogenannten Bypass, versehen sein, damit die über die eingestellte Dosierungsmenge hinaus geförderte Flüssigkeit in dem vor der Vorpumpe liegenden Raum zurückfliessen oder ausweichen kann. Auch diese Pumpen müssen selbstverständlich die Druckflüssigkeit einem solchen Druck aussetzen, dass keine Dampfbildung eintreten kann, die zu einer ungenauen Dosierung führen würde.
Wie schon vorerwähnt, sind nur Teile der Pressluftanlage in den Fig. 1 und 2 dargestellt, nämlich die Dreiwege-Pressluftventile 36, 38 und 39, ferner die Ein und Ausströmöffnungen 5 und 14. Nicht gezeichnet, da konventionell, sind der Kompressor, das Reduzierventil am Kompressor, die Pressluftleitung vom Kompressor zu den drei Dreiwege-Pressluftventilen 36, 38 und 39 und schliesslich die bei Pressluftanlagen vorgesehenen Drosselventile, die gestatten, Lufteinlass- und -auslass über die Ein und Ausström öffnungen 5 und 14 so zu regeln, dass die beiden Verbundkolbensysteme mit der für das Abfüllen geeigneten Geschwindigkeit arbeiten. Nur angedeutet sind die Pressluftleitungen von den Dreiwege-Pressluftventilen 38 und 39 zu den Ein und Ausströmöffnungen 5 und 14.
Nicht gezeichnet ist ferner der Behälter für die Druckflüssigkeit und die Verbindung dieses Behälters über ein Absperrventil mit der Leitung 6, da solche Vorrichtungen in der Technik dem Fachmann bekannt sind.
Process for filling pressure fluids and equipment for carrying out the process
The subject of the present patent is a method for filling pressure fluids and a device for carrying out the method.
Pressure fluids are primarily understood to mean liquefied gases, i. H. Gases that are liquid under pressure at room temperature, but which enter the gaseous phase when the pressure is reduced, for example when flowing out into the atmosphere. Such pressure fluids are, for example, liquid carbonic acid or difluorodichloromethane and similar substances, which have found extensive use for the production of aerosol fluids.
Pressure fluid is also understood to mean any mixture of a liquid gas and another substance, primarily a liquid, for example a mixture of 75 percent by volume cologne and 25 percent by volume difluorodichloromethane.
The difficulty in filling such hydraulic fluid lies in the following:
The pressure fluids form a mixture of liquid and saturated vapor in their pressure vessels, i. H. the lower part of the pressure vessel is filled with liquid, the upper part with the saturated vapor of the pressure liquid. If you now lead such a pressure fluid into the filling machine and this is only a little warmer than the pressure fluid, steam will inevitably develop. If this is the case in the metering part of the filling machine, for example in the metering pump, it is clear that the set amount is not conveyed in terms of weight, which causes serious disruptions, particularly in the production of aerosol liquids.
Attempts have been made to overcome this difficulty by forcing the hydraulic fluid through a cooling system before it enters the pressure filling machine. There it was cooled down so much that the risk of evaporation on contact with warmer machine parts was absorbed. Such a cooling system is expensive and complicates the whole system.
The method according to the invention is based on the object of eliminating these difficulties in the simplest possible way using a physical principle.
It has already been mentioned that the pressure fluids in the pressure vessels form a mixture of liquid and saturated vapor. Known hydraulic fluids have, for example, a vapor pressure of 2.5 atmospheres at 20 ° C. If these pressure fluids were under a pressure of, for example, 10 atmospheres, it is clear that at 200 ° C. evaporation can no longer occur.
The method according to the invention for filling pressure fluids is characterized in that the pressure fluid to be filled, before it enters a metering pump, is pressurized by a backing pump which is above the vapor pressure, which corresponds to the temperature that prevails in the metering pump, whereupon the liquid portion of the hydraulic fluid is pumped into the metering pump by the backing pump.
The device for carrying out the method is characterized in that it has a metering pump for the pressure fluid to be filled and a backing pump connected upstream of the metering pump, the latter serving both to pressurize the pressure fluid and to subsequently convey the liquid portion thereof into the metering pump.
An embodiment of the device according to the invention for carrying out the method is shown in the accompanying drawing; in connection therewith, the method according to the invention is explained, likewise for example. Show it:
1 shows a vertical section through the device according to the invention and
Fig. 2 shows a detail.
1 with the cylinder of a backing pump is designated in Fig. 1, in which a known composite piston system is axially displaceable.
The same consists of the air pump piston 2, the piston rod 3 and the feed pump piston 4.
The compressed air required to operate the backing pump enters and exits through the inlet and outlet openings 5. From the pressure vessel (not shown) for the pressure fluid, the pipeline 6 goes via a check valve 7 that opens in the direction of the arrow to the feed pump chamber 8 of the cylinder 1 located under the feed piston 4. If the compressed air chamber 9 of the cylinder 1 is not under compressed air and is vented, it can the hydraulic fluid enter through the line 6 and via the check valve 7 into the feed pump chamber 8, where the composite piston system 2, 3, 4 is pushed upwards by the intrinsic pressure of the hydraulic fluid. The hydraulic fluid entering the feed pump chamber 8 partially evaporates. This is clear, because the total space that is available for the liquid increases as the piston 4 approaches top dead center.
As a result, a certain amount of saturated steam forms both in the pressure vessel (not shown) for the pressure fluid, as well as in the supply line from the pressure vessel to the backing pump, and finally also in the backing pump itself. The volume of the feed pump chamber 8 is greater when the piston 4 is in the upper dead center position than the volume of the feed pump chamber 10 when the piston 16 of the metering pump to be described is in the upper dead center position. It is assumed to be twice as large in the exemplary embodiment. The amount of steam in the feed pump chamber 8 does not play a detrimental role because it is condensed by the subsequent pressurization of the pressure fluid according to the invention.
The transfer of the liquid takes place from the backing pump to the dosing pump through a pipe 11 attached to the foot of both pumps via a check valve 12 that opens in the direction of the arrow, whereby according to the aforementioned only liquid and not gas enters the dosing pump. Depending on the pressure fluid to be filled and the temperatures prevailing in the device, the required condensing pressure is different from case to case. The setting of the desired condensing pressure in the feed pump chamber & happens in a very simple manner by regulating the pressure of the compressed air that enters the compressed air chamber 9 through the inlet and outlet openings 5 for the purpose of work.
The regulating devices required for this are not shown in the drawing, since they are conventional means, for example a reducing valve downstream of the compressor, whereby, of course, a higher or the same pressure must prevail in front of the reducing valve than is required in the device. The compressed air in the compressed air space 9 can only push the composite piston system down until the set filling of the feed pump space 10 of the metering pump is reached, i.e. H. until the piston rod 17 of the metering pump, explained in more detail below, comes to rest against the stop spindle 20. The excess of the liquid remains in the feed pump chamber 8 of the cylinder 1 of the backing pump.
This excess, together with the pressure fluid flowing into the feed pump chamber 8 during the next game, is used again to fill the latter.
In addition to other parts, the metering pump has a cylinder 13 with the inlet and outlet openings 14 for the compressed air and a main piston 15. This also forms a composite piston system with the dosing piston 16 and the piston rod 17. The piston rod 17 continues above the main piston 15 and protrudes from the cylinder cover 18 and from the stuffing box 19. In FIG. 1, the piston rod 17 is shown in a position in which it comes to rest against the stop spindle 20. The stop spindle 20 can be easily adjusted by means of the rotary knob 21. It is rotatably arranged in the yoke 22, which is supported by the only partially drawn columns 23 and 23 '. The rest of the frame of the facility is not shown because it is conventional. A feed pipe 24 leads from the metering pump to the filling head 25.
This has in its interior the valve disk 26, which is provided on its surface facing the supply pipe 24 with a sealing washer (not shown), for example made of synthetic rubber. The valve disk 26 and the sealing washer located on it are pressed tightly against the lower end of the feed pipe 24 by the helical spring 27, whereby a closure in the direction of the metering pump is achieved as long as the pressure in the feed pump chamber 10 is not greater than the force of the helical spring 27 . The filling head 25 has the insertion opening 28 which is provided on the inside with a sealing ring, not shown, which consists for example of synthetic rubber and has an annular cross section.
The valve connector 29 of a non-return valve, not shown in detail, of the aerosol container 30 to be filled is inserted into this insertion opening 28. This stands on a table 31, which is lifted from the piston 33 of the cylinder 34 by means of the piston rod 32 when compressed air from the air compressor (not shown) can flow through the line 37 into the cylinder 34 by pressing the button 35 of the air inlet valve 36. The air inlet valve 36 is a conventional three-way compressed air valve. Depending on the switching position, such a valve connects the compressed air space of the cylinder 34 once with the compressed air line 37 and another time with an outlet (not shown) through which the compressed air, which has done its work in the cylinder 34, can flow into the atmosphere.
As soon as the button 35 is no longer pressed, the piston 33 returns by expanding the previously tensioned helical spring 36 '. The device is conveniently controlled by a foot valve. The two pneumatic valves 38 and 39 (FIG. 2) are located in such a foot valve (not shown).
38 'and 39' are two push buttons that are pressed down by the pedal plate, not shown. The valves 38 and 39 act as follows: The supply line 40 to the valves 38 and 39 is connected to the aforementioned air compressor. The discharge line 14 'of the valve 38 is connected to the inflow and outflow opening 14 of the cylinder 13 of the metering pump. The discharge line 5 'of the valve 39 is connected to the inflow and outflow opening 5 of the compressed air space 9 of the cylinder 1 of the backing pump.
Valves 38 and 39 are also three-way compressed air valves which operate in the aforementioned manner.
Both valves 38, 39 are set up in such a way that when the pedal plate (not shown) presses the buttons 38 'and 39', the valve 38 lets air through, while the valve 39 on the one hand does not let air through and on the other hand vents the compressed air space 9. As a result of this valve setting, the pressure fluid can flow into the feed pump chamber 8, while the liquid in the feed pump chamber 10 is pressed through the filling head 25 into the aerosol container 30 as a result of the action of the compressed air on the main piston 15 and thus on the metering piston 16 by the valve disk 26 yields under the action of pressure.
As soon as the pressure in the feed pump chamber 10 is reduced when the valves 38 and 39 are switched in a known manner (see further below), the coil spring 27 presses the valve disk 26 forcefully against the lower end of the feed pipe res 24, which is thereby sealed off in a pressure-tight manner.
If one lifts the foot off the pedal plate, not shown, so that it is lifted upwards, for example by a helical spring, not shown, the pressure from the two buttons 38 'and 39' is relieved.
Now the reverse process takes place, namely: The valve 38 does not let compressed air through and at the same time ventilates the compressed air space 13a of the cylinder 13. On the other hand, the valve 39 lets through compressed air, which flows into the compressed air space 9 and the composite piston system (2, 3 and 4 ) pushes downwards, the gas portion of the pressure fluid located in the feed pump chamber 8 being so strongly compressed that the vapors that may have formed are condensed. At the same time, the liquid is driven via the check valve 12 into the feed pump chamber 10 of the cylinder 13 of the feed pump. The two check valves 7 and 12 prevent quantities of liquid from escaping in an undesirable manner.
The desired filling quantity can be set precisely by means of the stop spindle 20, for which purpose a scale of the contents of the feed pump chamber 10, not shown in FIG. 1, is expediently attached in addition to the stop spindle 20.
The device according to the example described has the great advantage that it works without any electrically driven parts and therefore without sparking. Control and drive are carried out exclusively by compressed air generated in an adjoining room, so that explosions of pressure fluids, for example as a result of them escaping from a leaky pipe connection, are excluded. The method of operation is extremely simple as there are no complicated stroke settings, such as variable crank mechanisms.
After the worker who operates the device has set the desired stroke and thus the desired filling volume by rotating the stop spindle 20, he has nothing more to do than place the aerosol container 30 on the plate 31 and press the button 35, whereby the aerosol container 30 with the valve connector 29 is inserted pressure-tight into the insertion opening 28 of the filling head 25. He now operates the pedal, whereby the amount of pressure fluid located in the delivery pump chamber 10 is pressed into the aerosol container 30. If he now lets go of the button 35 and the pedal plate, the plate 31 sinks back into its starting position and the filled aerosol container 30 can now be removed.
At the same time, in the manner already described, the feed pump chamber 10 of the metering pump has been filled again with pressurized fluid, specifically with the amount that was set by means of the stop spindle 20. The game can now begin again.
It is advantageous to make the diameter of the main piston 13 significantly larger than that of the metering piston 16. If the ratio of the two piston areas is, for example, 4: 1 and the compressed air flowing in through the opening 14 has a pressure of, for example, 10 atm, a pressure of 40 atm is generated in the feed pump chamber 10, which allows the aerosol container 30 to be filled quickly.
Instead of the backing pump, which operates intermittently in the exemplary embodiment shown, a continuously operating pump, independent of the operation of the metering pump, ie continuously running piston pump, rotary pump or diaphragm pump, can also be used as the backing pump. In such a case, the continuously operating backing pump must be provided with a return device, for example a so-called bypass, so that the liquid pumped beyond the set dosage can flow back or escape into the space in front of the backing pump. Of course, these pumps must also expose the hydraulic fluid to such a pressure that no vapor formation can occur, which would lead to inaccurate metering.
As already mentioned, only parts of the compressed air system are shown in FIGS. 1 and 2, namely the three-way compressed air valves 36, 38 and 39, as well as the inlet and outlet openings 5 and 14. The compressor and the reducing valve are not shown because they are conventional on the compressor, the compressed air line from the compressor to the three three-way compressed air valves 36, 38 and 39 and finally the throttle valves provided in compressed air systems, which allow the air inlet and outlet to be regulated via the inlet and outlet openings 5 and 14 so that the two Compound piston systems operate at the speed suitable for filling. The compressed air lines from the three-way compressed air valves 38 and 39 to the inlet and outlet openings 5 and 14 are only indicated.
The container for the pressure fluid and the connection of this container via a shut-off valve to the line 6 are also not shown, since such devices are known to those skilled in the art.