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PATENTANSPRÜCHE
1. Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage, zum Beimischen einer vorgegebenen Menge eines flüssigen Katalysators und/oder Bindemittels zu einer abgemessenen Sandmenge, mit Schaltungsmitteln zur automatisch ablaufenden Programmsteuerung, gekennzeichnet durch eine im Zuleitungssystem (4) der zu fördernden Flüs sigkeit angeordnete Zahnrad-Dosierpumpe (12, 14, 19), deren Drehwinkelbewegung ein Mass für die geförderte Flüssigkeitsmenge ist, wobei die Dosierpumpe (12, 14, 19) Mittel (10, 11) zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale umfasst und wobei deren Antriebsmotor (12) über die Programmsteuermittel (13) schaltbar ist.
2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierpumpe (12, 14, 19) mit ihrer Dosierkammer (14) abströmseitig über ein umsteuerbares Ventil (6) sowohl mit einer Rücklauf-Leitung (5) als auch mit der Zumischleitung (7) in Strömungsverbindung steht.
3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) über eine Steuerleitung (15) mit den Programmsteuermitteln (13) in Wirkungsverbindung steht.
4. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammer (14) der Dosierpumpe (12, 14, 19) anströmseitig direkt oder über eine Durchlauferhitzerstufe (3) mit einem Flüssigkeitsreservoir (1) in Strömungsverbindung steht.
5. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale eine mit der Dosierpumpe (12, 14, 19) umlaufende Drehwinkel-Mess Scheibe (11) umfassen, die mit einem photooptischen oder magnetischen Abtastkopf (10) zusammenwirkt.
6. Dosiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel-Mess-Scheibe (11) auf die Welle (16) des Motors (12) der Dosierpumpe (12, 14, 19) aufgeflanscht ist.
7. Dosiereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkel-Mess-Scheibe (11) eine Loch- oder Schlitzscheibe ist.
8. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtastkopf(10) über eine Steuerleitung (17) und der Motor (12) über eine Steuerleitung (18) mit den Programmsteuermitteln (13) in Wirkungsverbindung stehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage, zum Beimischen einer vorgegebenen Menge eines flüssigen Katalysators und/oder Bindemittels zu einer abgemessenen Sandmenge, mit Schaltungsmitteln zur automatisch ablaufenden Programmsteuerung.
Bei bekannten Kernsand-Aufbereitungsanlagen werden abgemessene Sandmengen mit möglichst genau dosierten Zusatzmengen flüssiger Katalysatoren und/oder Bindemitteln nach einem automatisch ablaufenden Programm vermischt.
Hierbei werden die flüssigen Katalysatoren und Bindemittel mit Pneumatik-Zylindern zugeteilt, wobei sich die Flüssigkeitsmengen mit berührungslosen Schaltern unterschiedlich dosieren lassen, welche Schalter auf den Pneumatik-Zylindern befestigt sind und sich anhand kalibrierter Skalen auf die gewünschte Menge einstellen lassen. Die einzelnen Programme können dabei über Zeitrelais und Repetierschalter chargenweise wiederholt werden.
Anlagen dieser Art weisen eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf, die insbesondere den dosierenden Pneumatik Zylindern zuzuschreiben sind. Nachteilig ist insbesondere, dass die Pneumatik-Zylinder jeweils zwischen den Dosierungshüben einen Ansaugehub durchführen müssen, was einer kontinuierlichen Arbeitsweise und einer freien Programmierung entgegensteht. Ferner ist nachteilig, dass eine Neubestimmung der Dosierungsmengen jeweils einen langwierigen Eichungsprozess verlangt. Zudem benötigen die Pneumatik-Zylinder eine relativ teure Installation und neigen zu ungenauen Dosierungen infolge Luftblasen über der Flüssigkeitssäule im Dosierzylinder, welche Luft über Undichtstellen im System angesaugt wird.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage der vorgenannten Art zu schaffen. welche die Nachteile der vorbekannten Anordnungen vermeidet und insbesondere eine beliebig und augenblicklich einstellbare konstant bleibende Dosierung, eine kontinuierliche Arbeitsweise und eine freie Programmierung gestattet und sich zudem durch eine robuste Bauweise auszeichnet.
Dies wird bei einer Dosiereinrichtung der vorgenannten Art erfindungsgemäss erreicht durch eine, im Zuleitungssystem der zu fördernden Flüssigkeit angeordnete Zahnrad Dosierpumpe, deren Drehwinkelbewegung ein Mass für die geförderte Flüssigkeitsmenge ist, wobei die Dosierpumpe Mittel zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale umfasst und wobei deren Antriebsmotor über die Programmsteuermittel schaltbar ist.
Zahnrad-Dosierpumpen sind bekanntermassen von grosser Robustheit und gestatten eine hohe Genauigkeit und Konstanz der geförderten Flüssigkeit. Zudem lassen sich die Drehwinkel in elektrische Impulse umwandeln, die dem momentanen Durchfluss proportional sind, was eine präzise Mengensteuerung erlaubt.
Um hierbei der Anlaufverzögerung beim Starten des Motors der Dosierpumpe Rechnung zu tragen, kann die Ausbildung zweckmässig so sein, dass die Dosierpumpe mit ihrer Dosierkammer abströmseitig über ein umsteuerbares Ventil sowohl mit einer Rücklauf-Leitung als auch mit der Zumischleitung in Strömungsverbindung steht. Hierbei ist es zweckmässig, wenn das Ventil über eine Steuerleitung mit den Programmsteuermitteln in Wirkungsverbindung steht.
Ferner ist es zweckmässig und auf einfache Art durchführbar, wenn die Dosierkammer oder Dosierpumpe anströmseitig direkt oder über eine Durchlauferhitzerstufe mit einem Flüssigkeitsreservoir in Strömungsverbindung steht.
Für eine zweckmässig hohe Messimpulsrate pro Volumeneinheit ist es vorteilhaft, wenn die Mittel zur Erzeugung elektrischer, der Drehwinkelbewegung proportionaler Signale eine mit der Dosierpumpe umlaufende Drehwinkel Mess-Scheibe umfassen, die mit einem photooptischen oder magnetischen Abtastkopf zusammenwirkt, wobei dann vorteilhaft die Drehwinkel-Mess-Scheibe auf die Welle des Motors der Dosierpumpe aufgeflanscht wird und ferner die Drehwinkel-Mess-Scheibe eine Loch- oder Schlitzscheibe ist.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Abtastkopf über eine Steuerleitung und der Motor über eine Steuerleitung mit den Programmsteuermitteln in Wirkungsverbindung stehen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung, welche in schematischer Darstellung eine erfindungsgemässe Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage zeigt, näher erläutert.
Gemäss der Darstellung umfasst die Dosiereinrichtung einen Behälter 1, der als Reservoir eines Katalysators oder eines Binders dient, welche Flüssigkeit über eine Zuleitung 2, gegebenenfalls einen Durchlauferhitzer 3 und über ein Zulei
tungssystem 4 mit einer Dosiereinrichtung 9, einem Mischer 8 der Kernsand-Aufbereitungsanlage zuzuführen ist.
Die Dosiereinrichtung 9 besteht im wesentlichen aus einer Zahnrad-Dosierpumpe, welche die eigentliche Dosierkammer 14 und den Motor 12 umfasst. Im Betrieb wird bei dieser Dosierpumpe 12, 14, 19 die Flüssigkeit durch abgeschlossene, zwischen der Gehäusewandung der Kammer 14 und den Zähnen eines mit geringstem Spiel ineinandergreifenden Zahnräderpaares 19 entstehende Kammern transportiert, wodurch eine Zwangsführung der Flüssigkeit eintritt.
Anordnungen dieser Art sind als Zahnrad-Olpumpen bekannt und bewährt und haben den Vorteil hoher Genauigkeit bei kleinen Durchflusswerten.
Die Drehwinkelbewegung kann dabei direkt an den Zahnrädern induktiv berührungslos durch die Gehäusewandung hindurch erfasst werden oder über eine auf der Motorwelle 16 aufgeflanschte Drehwinkel-Mess-Scheibe 11 in Form beispielsweise einer Loch- oder Schlitzscheibe, die mit einem Abtastkopf 10 photooptisch oder magnetisch (induktiv) zusammenwirkt.
Die Ausgangsfrequenz der so gewonnenen elektrischen Impulse ist dem momentanen Durchfluss proportional, wobei die so gewonnene Information über eine Steuerleitung 17 einer Programmsteuereinheit 13, welche ein Microprozessor sein kann, zugeführt ist.
Die Auswertung des Mess-Signals kann dabei analog oder digital erfolgen.
Bei einer digitalen Auswertung werden die Impulse der umlaufenden Scheibe 11 gezählt und mit einer voreingestellten, der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge entsprechenden Impulsrate verglichen. Mit der Erreichung der voreingestellten Impulsrate gibt der Microprozessor 13 über die Steuerleitung 18 einen Steuerimpuls ab, der den Motor 12 und damit die Dosiereinrichtung stoppt.
Bei einer analogen Auswertung kann die dem momentanen Durchfluss entsprechende Impulsfrequenz der Drehwinkel-Mess-Scheibe 11 in einem Frequenz-Analogwandler in ein durchflussproportionales Gleichstrom- bzw. Gleichspannungssignal umgewandelt und mit einer vorgegebenen Volumeneinheit pro Zeiteinheit verglichen werden, um den gewünschten Stopp-Impuls zu erhalten.
Über einen Handschalter oder einen Zeitschalter kann dann der Motor 12 und damit die Dosiereinrichtung 9 wieder eingeschaltet werden. Um dabei einen mit der Anlaufverzögerung verbundenen Messfehler zu vermeiden, arbeitet die Dosiereinrichtung 9 über eine eingestellte Zeit, beispielsweise 2 bis 4 Sekunden, in einem By-Pass. Hierfür ist die Dosierkammer 14 abströmseitig über ein umsteuerbares Ventil 6 sowohl mit einer Rücklauf-Leitung 5 als auch mit der Zumischleitung 7 verbunden, wobei das Ventil 6 über eine Steuerleitung 15 ebenfalls mit dem Microprozessor 13 in Wirkungsverbindung steht, um das Ventil 6 taktrichtig umzuschalten.
Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit eine Dosiereinrichtung für eine Kernsand-Aufbereitungsanlage, die allen zu stellenden Anforderungen gerecht wird. Insbesondere lässt sich eine frei und augenblicklich wählbare Dosierung unabhängig der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit einstellen, wobei eine optimale Mengenkonstanz bei einfachster Konzeption der ganzen Dosiereinrichtung erreicht wird.
Somit ist die Dosiereinrichtung frei programmierbar und über ein breites Anwendungsspektrum einsetzbar. Zudem lässt sich die erfindungsgemässe Dosiereinrichtung in bestehende Kernsand-Aufbereitungsanlagen nachträglich einbauen.
Die erfindungsgemässe Dosiereinrichtung ist für alle Arten Kernsandsysteme, beispielsweise Furanharz bzw. Fenolharz, Hot-box, Cold-box, Wasserglas mit Härter, Wasserglas C02 u. dgl. verwendbar.
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PATENT CLAIMS
1. Dosing device for a core sand processing plant, for admixing a predetermined amount of a liquid catalyst and / or binder to a measured amount of sand, with circuit means for automatically running program control, characterized by a liquid metering pump arranged in the feed system (4) of the liquid to be conveyed (12, 14, 19), the angular movement of which is a measure of the amount of liquid conveyed, the metering pump (12, 14, 19) comprising means (10, 11) for generating electrical signals proportional to the angular movement and the drive motor (12) is switchable via the program control means (13).
2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the dosing pump (12, 14, 19) with its dosing chamber (14) on the outflow side via a reversible valve (6) both with a return line (5) and with the admixing line (7 ) is in flow connection.
3. Dosing device according to claim 2, characterized in that the valve (6) via a control line (15) with the program control means (13) is operatively connected.
4. Metering device according to claim 1, characterized in that the metering chamber (14) of the metering pump (12, 14, 19) is in flow connection directly or via a flow heater stage (3) with a liquid reservoir (1) in flow connection.
5. Dosing device according to claim 1, characterized in that the means for generating electrical signals proportional to the rotation angle movement comprise a rotation angle measuring disk (11) rotating with the dosing pump (12, 14, 19) and having a photo-optical or magnetic scanning head ( 10) interacts.
6. Metering device according to claim 5, characterized in that the angle of rotation measuring disc (11) on the shaft (16) of the motor (12) of the metering pump (12, 14, 19) is flanged.
7. Dosing device according to claim 5 or 6, characterized in that the angle of rotation measuring disc (11) is a perforated or slotted disc.
8. Dosing device according to claim 1, characterized in that the scanning head (10) via a control line (17) and the motor (12) via a control line (18) are operatively connected to the program control means (13).
The present invention relates to a metering device for a core sand processing plant, for adding a predetermined amount of a liquid catalyst and / or binder to a measured amount of sand, with circuit means for automatically running program control.
In known core sand processing plants, measured amounts of sand are mixed with the most precisely metered addition amounts of liquid catalysts and / or binders according to an automatically running program.
Here, the liquid catalysts and binders are allocated with pneumatic cylinders, whereby the quantities of liquid can be dosed differently with contactless switches, which switches are attached to the pneumatic cylinders and can be set to the desired quantity using calibrated scales. The individual programs can be repeated in batches using time relays and repeater switches.
Systems of this type have a number of shortcomings, which are particularly attributable to the metering pneumatic cylinders. It is particularly disadvantageous that the pneumatic cylinders have to carry out an intake stroke between the metering strokes, which prevents continuous operation and free programming. A further disadvantage is that redetermining the dosage amounts requires a lengthy calibration process. In addition, the pneumatic cylinders require a relatively expensive installation and tend to inaccurate dosing due to air bubbles over the liquid column in the dosing cylinder, which air is sucked in via leaks in the system.
It is therefore an object of the present invention to provide a metering device for a core sand processing plant of the aforementioned type. which avoids the disadvantages of the known arrangements and, in particular, permits a constant and constant metering that can be set at any time, continuous operation and free programming, and is also characterized by a robust construction.
In the case of a metering device of the aforementioned type, this is achieved according to the invention by a metering pump gear wheel arranged in the supply system of the liquid to be conveyed, the rotational angle movement of which is a measure of the amount of liquid conveyed, the metering pump comprising means for generating electrical signals proportional to the rotational angle movement and the drive motor thereof is switchable via the program control means.
Gear metering pumps are known to be extremely robust and allow a high level of accuracy and consistency of the liquid conveyed. In addition, the angles of rotation can be converted into electrical impulses that are proportional to the current flow, which enables precise quantity control.
In order to take into account the start-up delay when starting the motor of the metering pump, the design can be expediently such that the metering pump and its metering chamber are in flow connection with a return line as well as with the admixing line via a reversible valve. It is expedient here if the valve is in operative connection with the program control means via a control line.
Furthermore, it is expedient and can be carried out in a simple manner if the metering chamber or metering pump is in flow connection with a liquid reservoir directly or via a continuous-flow heater stage.
For an expediently high measuring pulse rate per volume unit, it is advantageous if the means for generating electrical signals proportional to the rotation angle movement comprise a rotating angle measuring disk rotating with the metering pump, which interacts with a photo-optical or magnetic scanning head, the rotating angle measuring head then advantageously Disk is flanged onto the shaft of the motor of the metering pump and furthermore the angle of rotation measuring disk is a perforated or slotted disk.
It is also advantageous if the scanning head is operatively connected to the program control means via a control line and the motor via a control line.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a metering device according to the invention for a core sand processing plant in a schematic representation.
According to the illustration, the metering device comprises a container 1, which serves as a reservoir of a catalyst or a binder, which liquid via a feed line 2, possibly a continuous-flow heater 3 and via a feeder
tion system 4 with a metering device 9, a mixer 8 of the core sand processing plant.
The metering device 9 consists essentially of a gear metering pump, which comprises the actual metering chamber 14 and the motor 12. In operation, in this metering pump 12, 14, 19 the liquid is transported through closed chambers formed between the housing wall of the chamber 14 and the teeth of a pair of gearwheels 19 which mesh with one another with the least play, as a result of which the liquid is forced to flow.
Arrangements of this type are known and proven as gear oil pumps and have the advantage of high accuracy with small flow values.
The rotation angle movement can be detected directly on the gearwheels inductively through the housing wall or via a rotation angle measuring disk 11 flanged onto the motor shaft 16 in the form of, for example, a perforated or slotted disk that is photo-optically or magnetically (inductively) with a scanning head 10. cooperates.
The output frequency of the electrical pulses obtained in this way is proportional to the instantaneous flow, the information thus obtained being fed via a control line 17 to a program control unit 13, which can be a microprocessor.
The measurement signal can be evaluated analog or digital.
In a digital evaluation, the pulses of the rotating disk 11 are counted and compared with a preset pulse rate corresponding to the amount of liquid to be metered. When the preset pulse rate is reached, the microprocessor 13 emits a control pulse via the control line 18, which stops the motor 12 and thus the metering device.
In the case of an analog evaluation, the pulse frequency of the rotation angle measuring disk 11, which corresponds to the current flow rate, can be converted in a frequency-to-analog converter into a flow-proportional direct current or direct voltage signal and compared with a predetermined volume unit per unit of time in order to obtain the desired stop pulse .
The motor 12 and thus the metering device 9 can then be switched on again via a manual switch or a timer. In order to avoid a measurement error associated with the start-up delay, the metering device 9 operates in a by-pass for a set time, for example 2 to 4 seconds. For this purpose, the metering chamber 14 is connected on the outflow side via a reversible valve 6 both to a return line 5 and to the admixing line 7, the valve 6 also being operatively connected to the microprocessor 13 via a control line 15 in order to switch the valve 6 in clockwise fashion.
The above results in a metering device for a core sand processing plant that meets all requirements. In particular, a freely and instantly selectable metering can be set independently of the viscosity of the liquid to be metered, an optimum quantity constancy being achieved with the simplest conception of the entire metering device.
The dosing device is therefore freely programmable and can be used over a wide range of applications. In addition, the metering device according to the invention can be retrofitted into existing core sand processing plants.
The dosing device according to the invention is for all types of core sand systems, for example furan resin or fenol resin, hot box, cold box, water glass with hardener, water glass C02 and. Like. Usable.