CH622886A5

CH622886A5 - Solids metering (dosing) pump

Info

Publication number: CH622886A5
Application number: CH454077A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Seifert
Original assignee: Wilhelm Seifert
Priority date: 1976-04-21
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2617374A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Feststoff-Dosierpumpe für die dosierte Förderung von Feststoffen aus einem Füllbereich in einen nassen oder trockenen Abgabebereich. The invention relates to a solids metering pump for the metered delivery of solids from a filling area into a wet or dry delivery area.

Bei dem Dosierfüllbereich handelt es sich z.B. um einen Bereich, in dem sich die Feststoffe unter einem bestimmten Druck befinden. Der Druck kann z.B. Atmosphärendruck sein. Im Abgabebereich können sich Flüssigstoffe und/oder Feststoffe und/oder Gasstoffe befinden, bzw. während der Feststoff-Dosierung hereingebracht werden. The dosing filling area is e.g. around an area where the solids are under a certain pressure. The pressure can e.g. Be atmospheric pressure. Liquids and / or solids and / or gasses can be in the dispensing area, or can be brought in during the solids metering.

Bei einer Feststoff-Dosierpumpe ist es erforderlich, dass eine dosierte Förderung irgendeines Feststoff-Aufgabegutes von einem Dosierfüllbereich erfolgt, in dem der Feststoff für die anschliessende Förderung in einer bestimmten, varüerbaren Menge aufgenommen werden kann, wobei der Feststoff aus einem Dosierfüllbereich in einen nassen oder trockenen Abgabebereich mit variierbarer Fördergeschwindigkeit zwecks zusätzlicher Dosiermöglichkeiten abgegeben werden kann. Dieser Abgabebereich kann sich in einem nassen oder trockenen Zustand befinden, und es können weitere, verfahrenstechnische Operationen unter Druck oder Vakuum bzw. auch drucklos durchgeführt werden. Der Druck im Abgabebereich kann im Vergleich zum Druck im Dosierfüllbereich unterschiedlich oder gleich sein. Es ist jedoch notwendig, dass aus dem Dosierfüllbereich und dem Abgabebereich keine Feststoffe nach aussen entweichen können; d.h. zur Atmosphäre hin müssen die beiden Bereiche abgedichtet sein. Ebenso wird gefordert, dass während der Dosierung und Förderung der Feststoffe eine Verklebung s der Teile der Feststoff-Dosierpumpe und eine Anhäufung von Feststoffen in der Dosierpumpe, die nicht mehr entfernbar sind, vermieden wird. In the case of a solids metering pump, it is necessary that any solids feed is metered from a metering filling area in which the solids can be taken up in a specific, variable amount for the subsequent conveying, the solid from a metering filling area into a wet or dry delivery area with variable conveying speed for the purpose of additional metering options. This delivery area can be in a wet or dry state, and further process engineering operations can be carried out under pressure or vacuum or even without pressure. The pressure in the dispensing area can be different or the same as compared to the pressure in the metering filling area. However, it is necessary that no solids can escape to the outside from the metering filling area and the dispensing area; i.e. the two areas must be sealed off from the atmosphere. It is also required that, during the metering and conveying of the solids, the parts of the solid metering pump and the accumulation of solids in the metering pump, which cannot be removed, are avoided.

In der Verfahrenstechnik ist es bekannt, für die dosierte Förderung von Flüssigstoffen Dosierpumpen in den verschiede-m nen Bauarten zu verwenden. Für die dosierte Förderung von Feststoffen sind sogenannte Schüttel- und Vibrationsrinnen, Spiral- und Schneckensysteme mit und ohne Rohr-Ummante-lung sowie pneumatische Fördersysteme mit Rohr-Ummante-lung, Becherwerke, Förderbänder und Zellenradschleusen be-i5 kannt. In process engineering it is known to use metering pumps in various designs for the metered delivery of liquids. So-called shaking and vibrating troughs, spiral and screw systems with and without tube sheathing as well as pneumatic conveying systems with tube sheathing, bucket elevators, conveyor belts and cellular wheel locks are known for the metered conveyance of solids.

Bei den oben genannten, bekannten Anordnungen besteht die Möglichkeit der Dosierung und Förderung von Feststoffen und auch die dosierte Förderung von Feststoffen in Flüssigstoffbereiche hinein. Hierzu lässt man beispielsweise die Feststoffe io dosiert in die Flüssigstoffe hineinfallen. Es herrscht hierbei stets in allen Bereichen der gleiche Atmosphärendruck und es findet, wenn Fest- und Flüssigbereiche sich direkt oder nicht direkt berühren, stets eine Verklebung, Verpackung bzw. ein unerwünschter Aufbau von Feststoffen statt. Es kann nie eine konti-25 nuierliche oder auch eine intervallmässig dosierte Förderung von Feststoffen in einen Bereich, sei er trocken oder nass, mit einem höheren oder niedrigerem Systemdruck gegenüber dem Dosierfüllbereich vorgenommen werden. With the known arrangements mentioned above, there is the possibility of metering and conveying solids and also metered conveying of solids into liquid areas. For this purpose, for example, the solids are dropped into the liquids in a metered manner. There is always the same atmospheric pressure in all areas and, when solid and liquid areas come into direct or non-direct contact, there is always an adhesion, packaging or an undesirable build-up of solids. Continuous or even intermittently dosed conveying of solids into an area, be it dry or wet, with a higher or lower system pressure compared to the dosing filling area can never be carried out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich-30 tung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Feststoffe dosiert kontinuierlich oder intervallmässig aus einem Füllbereich in einen anderen nassen oder auch trockenen Abgabebereich gefördert werden können, wobei der Abgabebereich druckmässig gleich, höher oder tiefer liegen kann, als der Do-35 sierfüllbereich. Die Erfindung hat sich ferner die Aufgabe gestellt, eine Feststoff-Dosierpumpe so weiterzubilden, dass keine Verklebung und Verpackung bzw. kein Aufbau von Feststoffen an den Berührungsstellen beider Bereiche stattfindet, wobei im Abgabebereich mit den zugeführten, dosierten Feststoffen wei-4o tere verfahrenstechnische Operationen mit oder ohne weitere zusätzliche Stoffe stattfinden können. The invention is based on the object of developing a device of the type mentioned at the outset such that solids can be metered continuously or at intervals from a filling area into another wet or dry delivery area, the delivery area being equal, higher or lower in terms of pressure can than the do-35 fill area. The invention has also set itself the task of further developing a solids metering pump so that no bonding and packaging or build-up of solids takes place at the points of contact between the two areas, with further process engineering operations being carried out in the dispensing area with the metered solids supplied or can take place without additional substances.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. The object is achieved according to the invention by the features contained in the characterizing part of patent claim 1.

45 Wichtig hierbei ist, dass der Vorkolben in Bewegungsrichtung des Hauptkolbens beweglich ausgebildet ist, und zwar so, dass der Abstand zwischen Haupt- und Vorkolben verändert werden kann. An der dem Hauptkolben fern liegenden Stirnfläche ist der Nebenkolben vorzugsweise mit einer balligen Dich-50 tung versehen, wobei er vorzugsweise bei einer Drehbewegung um die lineare Bewegungsachse und bei gleichzeitiger Verkleinerung des Abstandes zwischen Haupt- und Vorkolben die Dosierförderkammer auf das Volumen Null (bei Abstand Null) bringt, und zwar so, dass insbesondere durch die Drehbewegung 55 in der Dosierförderkammer keine Feststoffreste oder sonstige Stoffe zurückbleiben, und auch keine Feststoffe oder sonstigen Stoffe bei der Rückbewegung wieder mitgenommen werden. 45 It is important here that the pre-piston is designed to be movable in the direction of movement of the main piston, in such a way that the distance between the main and pre-piston can be changed. On the end face remote from the main piston, the secondary piston is preferably provided with a spherical seal, preferably the metering delivery chamber to a volume of zero (at a distance) with a rotary movement about the linear movement axis and at the same time reducing the distance between the main and preliminary pistons Zero), in such a way that, in particular due to the rotary movement 55, no solid residues or other substances remain in the metering conveying chamber, and also no solids or other substances are taken back during the return movement.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass man Feststoffe dosiert aus einem trockenen so Dosierfüllbereich in einen nassen oder trockenen Abgabebereich kontinuierlich fördern kann, wobei die Drücke gleich, höher oder auch tiefer sein können, ohne dass die Drücke der beiden Bereiche sich ausgleichen können. Es kann also der verfahrenstechnisch notwendige Druck in dem Abgabebereich 65 während des fortlaufenden, dosierten Hineinförderns von Feststoffen beibehalten werden. The advantages achieved by the invention are, in particular, that solids can be metered continuously from a dry metering / filling area into a wet or dry dispensing area, the pressures being the same, higher or lower without the pressures of the two areas being equalized can. The process-technically necessary pressure in the discharge area 65 can thus be maintained during the continuous, metered conveying of solids.

Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der vorzugsweise kontinuierlichen Dosierförderung die geförderten Feststoffe an der Another advantage is that with the preferably continuous metering, the conveyed solids at the

3 622 886 3,622,886

Feststoffeintrittstelle in den Abgabebereich infolge Benetzung III legt sich auch die ballig gestaltete und kompressible Dich-mit den dort evtl. befindlichen Flüssigstoffen sich nicht aufbau- tung 12 genauso an die Dichtung 11 mit der Aufgabe an, alle en können, bzw. dort keine Verklebung oder Verpackung statt- Stoffe aus dem Dichtungsbereich zu entfernen. Durch die Drehfinden kann. bewegung und durch die Balligkeit und Kompressibilität der Solids entry point into the discharge area as a result of wetting III, the spherically designed and compressible seal - with the liquids there possibly not 12 - also attaches itself to the seal 11 with the task of everyone, or there being no gluing or Packaging instead of removing substances from the sealing area. Through the shooting can find. movement and through the crowning and compressibility of the

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass verfahrenstechnische 5 Dichtungen 14 und 12 wird erreicht, dass keine Stoffreste Fest-Flüssigstoff-Produktions-Abläufe gegenüber den bisheri- zurückbleiben beim Auffahren auf die Stirnfläche A des Hauptgen chargenweisen bzw. ansatzweisen Herstellungsmethoden kolbens 6 bzw. Dichtung 11.7 stellt einen Anschlagring für den nun produktionsmässig kontinuierlich gestaltet werden können, Hauptkolben 6 dar. Der Hauptkolben 6 bewegt sich in dem wobei entsprechend der notwendigen Verfahrenstechnik der Dosierrohr 6 und besitzt eine Bohrung, in der sich die zylindri-kontinuierliche Herstellungsablauf unter Druck oder Vakuum H, sehe Verjüngung des Vorkolbens 8 bewegen kann und abge-wie bei der ansatzweisen Herstellungsmethode erfolgen kann. dichtet wird durch das Dichtungselement 15. Die Dosierförder- Another advantage is that procedural seals 14 and 12 ensure that no residues of solid-liquid production processes remain compared to the previous batches or batch production methods of piston 6 or seal 11.7 when they hit the end face A of the main gene represents a stop ring for the main piston 6, which can now be produced continuously in terms of production. The main piston 6 moves in accordance with the necessary process engineering of the metering tube 6 and has a bore in which the cylindri-continuous production sequence under pressure or vacuum H, see taper of the preliminary piston 8 can move and can be done as in the batch production method. is sealed by the sealing element 15. The metering conveyor

Werden für den verfahrenstechnischen Produktionsablauf kammer 4 wird begrenzt durch die Stirnflächen A (des Haupt- Are chamber 4 for the procedural production process is limited by the end faces A (the main

mehrere verschiedenartige Feststoffe benötigt, so können die kolbens) und B (des Vorkolbens) und durch das Dosierrohr 5. if several different types of solids are required, the pistons) and B (of the preliminary piston) and through the metering tube 5.

Feststoff-Dosierpumpen parallel zueinander oder hintereinan- Für die Abdichtung zwischen den Bereichen und der Umwelt der geschaltet werden. ,5 sorgen die Dichtungselemente 15,16,13 sowie die Dichtungen Solid dosing pumps in parallel or in series for sealing between the areas and the environment. , 5 ensure the sealing elements 15, 16, 13 and the seals

Zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung 11 und 12. Der Hauptkolben 6 und der Vorkolben 8 sind werden anhand der Zeichnung näher erläutert. natürlich an einen entsprechenden Antrieb anzulenken. Two embodiments of the present invention 11 and 12. The main piston 6 and the preliminary piston 8 are explained in more detail with reference to the drawing. of course to be linked to an appropriate drive.

Es zeigen: Fig. 2 zeigt in Verbindung mit Fig. 3 die jeweiligen Stellun- 2 shows in connection with FIG. 3 the respective positions

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, gen I bis V von Haupt- und Vorkolben 6 und 8 für eine Hin- 1 shows a longitudinal section through a first embodiment, gen I to V of main and preliminary pistons 6 and 8 for a rear

Fig. 2 ein Schema der Arbeitsweise, ;o und Herbewegung (eine Bewegungsfrequenz). Stellung I: do- Fig. 2 is a schematic of the mode of operation, o and movement (a movement frequency). Position I: do-

Fig. 3 die Zeit-Weg-Kur ve der Kolbenbewegungen, sierte Füllung der Dosierförderkammer 4 ; anschliessend Hinbe- Figure 3 shows the time-course cure of the piston movements, proper filling of the metering delivery chamber 4; afterwards

Fig. 4 Schema einer zweiten Ausführungsform. wegung in Stellung II, wo die Feststoffabgabe an den Abgabebereich erfolgt. Nach Abgabe bewegt sich der Vorkolben 8 auf Fig. 4 schematic of a second embodiment. Movement to position II, where the solids are delivered to the delivery area. After delivery, the preliminary piston 8 moves up

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Feststoff-Dosierpumpe mit den Hauptkolben 6 zu in die Stellung III unter gleichzeitiger einem Dosier-Füll-Bereich 1, z.b. unter Atmosphärendruck und 25 Drehung zwecks Beseitigung von Reststoffen zwischen den mit einem Abgabebereich 9. Dieser Bereich kann auch als Flächen A und B (Abstand gleich Null). Von Stellung III Fig. 1 shows in longitudinal section a solids metering pump with the main piston 6 in position III while simultaneously a metering-filling area 1, z.b. under atmospheric pressure and 25 rotation for the purpose of removing residues between those with a delivery area 9. This area can also be called areas A and B (distance equal to zero). From position III

verfahrenstechnischer Operationsraum bzw. -Kammer ausgebil- bewegen sich Haupt- 6 und Vorkolben 8 (nun eine zusammen- procedural operating room or chamber, the main piston 6 and the preliminary piston 8 (now one together

det werden mit entsprechender Werkzeugausstattung. Das aus hängende Bewegungseinheit) zusammen nach Stellung IV. det with appropriate tooling. The hanging movement unit) together according to position IV.

Feststoffen bestehende Aufgabegut 3 wird über den Trichter 2 Dann bewegt sich der Hauptkolben 6 alleine zurück in seine der Dosierförderkammer 4 zugeführt. Die Dosierförderkammer 30 Ausgangslage (wie in Stellung I). Die jetzige Stellung V ist Feed material 3 consisting of solids is fed via the funnel 2. The main piston 6 then moves alone back into the metering delivery chamber 4. The metering feed chamber 30 starting position (as in position I). The current position V is

4 befindet sich in dem zylindrischen Dosierrohr 5. In dem identisch mit Stellung I. Während dieser Bewegung entsteht die 4 is located in the cylindrical metering tube 5. In the same as position I. During this movement the

Dosierrohr 5 kann sich in Längsrichtung des Dosierrohres der Dosierförderkammer wiederum in ihrer ursprünglichen Form Metering tube 5 can in turn in the longitudinal direction of the metering tube of the metering delivery chamber in its original form

Hauptkolben 6, abgedichtet durch die Dichtungselemente 15 wie in Stellung I. Main piston 6, sealed by the sealing elements 15 as in position I.

und 16, bewegen und ebenfalls der Vorkolben 8, abgedichtet Fig. 4 zeigt im Querschnitt nur schematisch eine andere durch das Dichtungselement 13. Der Vorkolben 8 besitzt noch 35 geometrische Gestaltung einer Feststoff-Dosierpumpe. Hier beeine ballige Dichtung 12, die sich im eingefahrenen Zustand sitzt der Vorkolben 17 fast die gleiche Gestalt wie der Haupt-gegen die Dichtung 11 der Umhüllung 10 des Abgabebereiches kolben 18 (Unterschied: Bohrung zwecks Aufnahme der Ver-9 anlegt. Der Vorkolben 8 besitzt noch eine ballig ausgestaltete jüngung des Vorkolbens). Der Weg-Zeit-Ablauf erfolgt hier Dichtung 14, die sich in der Stellung III gemäss Fig. 2 auf die genau wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Verjüngung kann auch Stirnfläche A (gemäss Fig. 2) anlegt. Die ballig ausgestaltete 40 entfallen (dann entfällt auch die Bohrung im Hauptkolben ;) und kompressible Dichtung 14 hat die Aufgabe, bei der Dreh- jeder Kolben ist dann für sich an einen Antrieb links bzw. rechts bewegung neben der Längsbewegung von Stellung II nach Stel- angelenkt. and 16, and also the preliminary piston 8, sealed. FIG. 4 shows a cross section only schematically of another through the sealing element 13. The preliminary piston 8 also has a geometric configuration of a solid-state metering pump. Here, a spherical seal 12, which sits in the retracted state, the preliminary piston 17 has almost the same shape as the main piston 18 against the seal 11 of the envelope 10 of the delivery area (difference: bores for the purpose of accommodating the Ver-9. The preliminary piston 8 has another spherical design of the preliminary piston). The path-time sequence takes place here seal 14, which in position III according to FIG. 2 corresponds exactly to that shown in FIGS. 2 and 3. The taper can also create end face A (according to FIG. 2). The spherical 40 is omitted (then the hole in the main piston is also omitted;) and the compressible seal 14 has the task of rotating each piston by a drive to the left or right next to the longitudinal movement from position II to position. articulated.

lung III (gemäss Fig. 2 und 3) die Feststoffe der Dosierförder- Bezugszeichen 19 in Fig. 3 weist auf die die Rückbewegung kammer und auch alle sonstigen Stoffe, die sich im Dosierför- (=a) und Drehbewegung des Vorkolbens 8 darstellende Strek- lung III (according to FIGS. 2 and 3) the solids of the metering conveyor reference numeral 19 in FIG. 3 indicates the return movement chamber and also all other substances which are apparent in the metering feed (= a) and rotary movement of the preliminary piston 8

derkammerbereich innerhalb des Abgabebereiches befinden, so 45 ke hin. derkammerbereich are within the delivery area, so 45 ke out.

herauszudrücken, dass sich keine Stoffe mehr bei der Stellung Auf die Ordinate der Fig. 3 ist mit Position 20 die Zeitstrek- to express that there are no more substances at the position on the ordinate of FIG.

III zwischen Haupt- und Vorkolben befinden. Bei der Stellung ke für eine Hin- und Herbewegung bezeichnet. III are located between the main and the preliminary piston. Denoted at the ke position for a back and forth movement.

C C.

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

622 886 PATENT CLAIMS

1. Solid dosing pump for the dosed delivery of solids from a filling area into a wet or dry delivery area, characterized in that for receiving a predetermined amount of solids following the filling area (1) between a main piston (6) and in its starting position a pre-piston (8), which is arranged in its starting position at a distance from the main piston (6), a chamber (4) is provided, and that the main piston (6) and the pre-piston (8) can be displaced simultaneously, in a straight line and maintaining the distance are to bring the amount of solids in the discharge area (19).

2. Solid dosing pump according to claim 1, characterized in that the volume of the chamber (4) can be changed by changing the said distance to change the amount of solid.

3. Solid dosing pump according to claims 1 and 2, characterized in that in a cylindrical dosing tube (5) which opens into the delivery area (9), the main piston (6) and the pre-piston arranged coaxially to this (8) lying one behind the other are slidably mounted in the axial direction, that between the front end face (A) of the main piston (6) and the rear end face (B), the preliminary piston (8) facing it, the volume-variable chamber (4) is provided, and that the front end section of the preliminary piston (8) protrudes into the delivery area (9) and is larger in diameter than the inside diameter of the metering tube (5).

4. solids metering pump according to claims 1-3, characterized in that the preliminary piston (8) is driven such that after the discharge of the amount of solids from the chamber (4) in the discharge area (9) the front end face (A) of The main piston (6) comes into contact with the rear end face (B) of the pre-piston (8).

5. Solid dosing pump according to claims 1-4, characterized in that the preliminary piston (8) is rotatable.

6. Solid dosing pump according to claims 1-5, characterized in that on the rear end face (B) of the preliminary piston (8) engages a push rod which passes through the main piston (6) coaxially and that main (6) and preliminary piston ( 8) are driven from the same side of the metering tube (5).