Dosiermaschine für flüssiges Treibgas
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist eine Dosiermaschine für flüssiges Treibgas mit einem hydraulisch beaufschlagten Arbeitszylinder und einem mit diesem gekuppelten Dosierzylinder für das Treibgas, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Verhinderung des Zusammenfallens des Druckes in der während des Nachfülltaktes aus dem hydraulisch beaufschlagten Arbeitszylinder abströmenden Hydraulik-Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung den Druck der abströmenden Hydraulik Flüssigkeit auf einer solchen Höhe hält, dass das in den Dosierzylinder mit Druck einströmende flüssige Treibgas nicht plötzlich unter seinen Dampfdruck fallen und Dampf bilden kann.
Dosiermaschinen für flüssiges Treibgas finden vorwiegend in der Aerosolindustrie Verwendung, die sich mit der Herstellung von Druck- und Sprühpackungen befasst. Die Dosierpumpen werden dabei ausschliesslich durch einen Pneumatikzylinder angetrieben, dessen Kolben sich auf und ab bewegt. Dabei gehen zwei Takte vor sich, erstens der Fülltakt, bei dem der mit dem Dosierzylinder verbundene Aerosolbehälter mit Treibgas gefüllt wird, und der Nachfülltakt, bei dem die Dosierpumpe wieder neues Treibgas aufnimmt. Bei den pneumatisch betriebenen Dosierpumpen hat sich folgende, unliebsame Erscheinung gezeigt: wenn der Kolben des Luftzylinders nach oben gehen soll, muss er durch darunter einströmende Pressluft gehoben werden. Gleichzeitig wird die über dem Kolben liegende Zylinderseite entlüftet.
Da der pneumatische Kolben mit dem Kolben der Dosierpumpe verbunden ist, geht auch deren Kolben hoch, so dass Treibgas in die Dosierpumpe einströmen kann. Es ergibt sich somit die Tatsache, dass die Oberseite des Pneumatikzylinders infolge Enlüftung drucklos ist, während die Unterseite des Treibgaszylinders durch das einströmende Treibgas Druck erhält.
Jetzt schiesst das Kolbenpaar wie ein Geschoss nach oben. Über dem einströmenden Treibgas bildet sich ein Hohlraum, in den sofort Dämpfe einströmen, die sich aus dem flüssigen Treibgas entwickeln. Der Erfolg dieser unangenehmen Erscheinung ist, dass die Dosierpumpe nur teilweise mit tlflssigem l reirgas, zum andern 1 eil aber mit Dämpfen angefüllt ist, wodurch es keine genaue Dosierung geben kann. Man war in der Industrie gezwungen, umständliche Vorrichtungen und Apparate zu schaffen, um dieser Verdampfungsgefahr zu begegnen.
Die Dosiermaschine nach der Erfindung vermeidet diese Missstände in überraschend einfacher Weise. Anhand der Zeichnung wird anschliessend die Erfindung beispielsweise erläutert.
Gemäss der Zeichnung sind auf einer Grundplatte 19 zwei Säulen 40 und 40' montiert, die das Joch 2 tragen.
Auf diesem Joch sitzt ein Hydraulikzylinder, dessen Kolbenstange 3 durch Zusammenschrauben mit der Kolbenstange 4 des Dosierzylinders 6 verbunden ist. Der Kolben 7 des Dosierzylinders besitzt Abdichtungsmanschetten 10, einen Stützring 11 für diese, einen Druckring 9 für diese und eine Spannmutter 8. Der Dosierzylinder 6 ist in den oben hohlen Zylinderflansch 13 eingeschraubt.
Beide Teile sind durch die Dichtung 12 abgedichtet. Am Pneumatikzylinder befindet sich noch die Skala 5. Die verstellbare Brücke 14 kann durch die Klemmschrauben 15 auf den Säulen 40 und 40' festgeklemmt werden.
Wenn man die Klemmung löst, kann sie durch die Verstellspindel 16 und die Verstellmutter 17, die auf der Spindelhülse 18 sitzt, gehoben oder gesenkt werden. Das flüssige Treibgas befindet sich in dem Treibgastank 41 und strömt über die Leitung 42, den Treibgashahn 21 und das Rückschlagventil 20 in das Innere des Zylinderflansches 13 und in den Dosierzylinder 6. Durch Heben oder Senken der Brücke 15 kann unter Zuhilfenahme der Skala das gewünschte Füllvolumen eingestellt werden.
Das Pumpenaggregat 43 für die Hydraulikflüssigkeit besitzt einen Manometer 33, eine Dmckregulierschraube 34, einen Druckknopf 35 zur Druckkontrolle, eine Ausgangsleitung 44, eine Rücklaufleitung 45, einen Rücklaufeingang 36 und einen elektrischen Anschluss 37 für den mit der Pumpe gekuppelten Motor 46. Der Drehschieber 31 mit Handhebel 32 hat zwei Stellungen. In der Stellung A tritt die Hydraulikflüssigkeit, z.B. öl, unter Druck durch die Leitung 47 in den Hydraulikzylinder 1 ein und bewegt dadurch den Kolben 7 nach unten.
Dadurch wird das im Dosierzylinder 6 befindliche flüssige Treibgas durch die Leitung 48 in den Füllkopf 29 getrieben, der mittels des Flansches 30 auf der Grundplatte 49 befestigt ist. Auf der Säule 22 ist ein Support 23 verschiebbar angebracht. Mittels eines Kniehebelgelenkes 24 und des Andrückhebels 25 kann der Andruckteller 26 die Aerosoldose 27 in das Mundstück 28 des Füllkopfes 29 pressen. Dadurch wird das auf der Schulter 27' der Aerosoldose sitzende Aerosolventil (nicht sichtbar) druckdicht mit dem Füllkopf 29 verbunden. Im Füllkopf 29 ist ein Überdruckventil eingebaut, das sich erst unter dem Druck der durch die Leitung 48 strömenden Flüssigkeit öffnet. Erst durch dieses öffnen kann das Treibgas durch das Aerosolventil in die Aerosoldose 27 gelangen.
Der Support 23 kann durch die Klemmschraube 38 in der gewünschten Höhe auf der Säule 22 festgeklemmt werden. In der zweiten Stellung des Schalthebels 32 des Drehschiebers 31, d.h. in der gestrichelt gezeichneten Stellung B, tritt folgendes ein: der hydraulische Zylinder 1 wird über den Handhebel 32 und dem Verteilerstück 39 mit dem Rücklaufeingang 36 und dadurch mit dem ölbehälter 50 verbunden. Dadurch wird der obere Raum des Zylinders 1 drucklos, und da vom Treibgastank 41 flüssiges Treibgas unter Druck in den unteren Raum des Zylinders 6 strömt, wird das Kolbenpaar der beiden Zylinder gehoben, und das Hydrauliköl wird in den Ölbehälter 50 getrieben.
Wird die Leitung 47 so bemes sen. dass beim Rücklauf des Hydrauliköles eine Bremsung eintritt, die das Hochschnellen des Kolbenpaares der Zylinder 1 und 6 verhindert, so kann sich im unteren Zylinderraum des Dosierzylinders 6 kein Gas bilden, so dass der Zylinder völlig mit flüssigem Treibgas angefüllt wird und damit eine absolute Genauigkeit der Abfüllmenge erreicht wird. Eine enge Leitung 47 bedeutet allerdings auch, dass das Hydrauliköl auf dem Hinweg zum Zylinder 1 gebremst wird, was sich aber nicht sehr schädlich auswirkt, weil ja das Hydrauliköl unter hohem Druck, z.B. 80 Atm., durch diese Leitung strömt.
Um aber auch diese letzte Schwierigkeit zu beseitigen, kann man die Leitung 47 so gross machen, dass praktisch keine Bremsung eintritt. Um aber dennoch den Bremseffekt zu erzielen, wird z.B. in die Leitung 47 ein Bremselement 51 eingebaut. Dieses Element ist so gestaltet, dass es in der Richtung des ausgezogenen Pfeiles das Hydrauliköl ohne Querschnittsverringerung durchlässt, während in der Richtung des gestrichelt gezeichneten Pfeiles eine Querschnittsveränderung eintritt. Diese Querschnittsverringerung kann fest eingestellt sein, sie kann aber auch unter Zuhilfenahme einer nicht gezeichneten Drosselschraube variiert werden.
Die Querschnittsbemessung der Leitung 47, sofern kein Bremselement 51 vorhanden ist, oder die Einstellung des Bremselementes 51 geschieht derart, dass dadurch der Druck des abströmenden Hydrauliköles (gestrichelter Pfeil) auf einer solchen Höhe gehalten wird, dass das in den Dosierzylinder 6 mit Druck einströmende flüssige Treibgas nicht plötzlich unter seinen Dampfdruck fallen und Dampf bilden kann.