DD239180A1

DD239180A1 - Verfahren und vorrichtung zum abfuellen von fluessigkeiten

Info

Publication number: DD239180A1
Application number: DD27855885A
Authority: DD
Inventors: Paul Kryslak; Bernhard Hesse; Werner Kochmann; Reinhard Niess; Walter Steinke; Klaus Buchholz; Rolf-Dieter Werner; Bodo Tragsdorf
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1986-09-17

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfuellen von Fluessigkeiten schwankender Dichte, wie z. B. Pflanzenschutzmittel, in bestimmten vorgegebenen Gewichtsmengen und die zur Durchfuehrung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung. Ziel ist es, den technisch-oekonomischen Aufwand zu verringern, die Produktionsgeschwindigkeiten zu erhoehen, Produktverluste zu vermeiden sowie den Arbeits- und Gesundheitsschutz zu verbessern. Die Aufgabe besteht darin, durch volumetrische Messung eine Abfuellung in bestimmten vorgegebenen Gewichtsmengen zu ermoeglichen. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass die abzufuellende Fluessigkeit in ein Vorratsgefaess gelangt, in dem die Dichte gemessen wird. Die Fluessigkeit wird dabei auf einer konstanten Temperatur gehalten. Waehrend dem Fuellen der Dosierkammern, die auf ein bestimmtes Volumen geeicht sind, wird die in dem Vorratsgefaess ermittelte Dichteabweichung durch Volumenkorrektur mittels in ihrer Eintauchtiefe verstellbarer Verdraengerkoerper ausgeglichen. Anschliessend wird die Fluessigkeit in die bereitgestellten Gebinde gefuellt. Fig. 1

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüssigkeit in ein Vorratsgefäß gelangt, in dem die Dichte gemessen wird, und anschließend in auf ein bestimmtes Volumen geeichte Dosierkammern strömt und dabei ständig auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, und ausgehend von der in der Vorratskammer gemessenen Dichte in jeder Dosierkammer die Dichteunterschiede durch Volumenkorrektur ausgeglichen werden.

Zuerst werden eine bzw. mehrere Dosierkammern gefüllt und die Flüssigkeit laut dann in die nachfolgenden Dosierkammern über, wobei die aus der letzten bzw. den letzten Dosierkammern überlaufende Flüssigkeit in eine Meßkammer gelangt und bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes der Zulauf aus dem Vorratsgefäß gesperrt wird, und die sich in der Meßkammer befindende Flüssigkeit wieder in die letzte bzw. letzten Dosierkammern zurückgeführt wird.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung besteht aus einem Vorratsgefäß, daß über eine Leitung mit einem Gefäß verbunden ist, das aus einer Meßkammer und mehreren Dosierkammern besteht, wobei die einzelnen Dosierkammem eine unterschiedliche Höhe besitzen.und nach dem Überlaufprinzip angeordnet sind. Jede Dosierkammer besitzt einen am Boden angeordneten Ablauf und in jeder Dosierkammer ist ein in seiner Eintauchtiefe verstellbarer Verdrängerkörper angeordnet, wobei die Verdrängerkörper über einen gemeinsamen Hebelarm mit einem Schubantrieb verbunden sind. In dem Vorratsgefäß ist ein Gerät zum Messen der Dichte angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel ausführlich erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

— Fig. 1: die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung

— Fig. 2: die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1

— Fig.3: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Vorrichtung besteht aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten Vorratsgefäß, das über eine Leitung 1, in die ein Absperrventil eingebaut ist, mit einem Gefäß 2 verbunden ist. In dem Vorratsgefäß ist ein Gerät zum Messen der Dichte der abzufüllenden Flüssigkeit angeordnet. Das Gefäß 2 hat die Form eines Rechtecks und ist in eine Meßkammer 3 und 10 Dosierkammem 4,4' untergliedert, wobei die Dosierkammem 4,4' in zwei Reihen zu je 5 Stück angeordnet sind. Das Gefäß kann auch eine andere geometrische Form aufweisen, z. B. rund sein, wobei die einzelnen Kammern dann kreisförmig angeordnet sind.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzen die einzelnen Dosierkammem 4,4' eine unterschiedliche Höhe, so daß jeweils die zwei vorderen gefüllt werden und die Flüssigkeit dann in die beiden nächsten Dosierkammem 4,4' überläuft. Auf diese Weise werden alle 10 Dosierkammem gefüllt, bis die Flüssigkeit aus den beiden letzten Dosierkammem 4,4' in die Meßkammer 3 überläuft. Die Meßkammer 3 ist über einen Rücklauf 10, in dem ein Absperrventil eingebaut ist, mit der letzten Dosierkammer 4,4' verbunden. In jeder Dosierkammer 4,4' ist ein Verdrängerkörper 7, T zum Ausgleich der Dichteunterschiede der abzufüllenden Flüssigkeit angeordnet, der über einen Hebelarm 8,8' mit einem Schubantrieb 9,9' verbunden ist. Die Verdrängerkörper 7, T jeweils 5 hintereinanderliegender Dosierkammem 4,4' sind an einem gemeinsamen Hebelarm 8, 8' befestigt (Fig.2). Jeder Hebelarm 8, 8' ist mitttels eines elektrischen Schubantriebes 9, 9' „Klimact" in vertikaler Richtung verstellbar, um die Eintauchtiefe der Verdrängerkörper 7,7'entsprechend der in der Vorratskammer gemessenen Dichte zu regulieren (Fig. 3). In jeder Dosierkammer 4,4' befindet sich am Boden 5,5' ein Ablaufe, 6', der mit einem Kugelhahn mit pneumatischem Stellantrieb abgesperrt werden kann. Die Hähne sind so gestaltet, daß sie bei Tasterbetätigung gleichzeitig öffnen bzw. schließen. Die Schaltung für den Zulauf aus dem Vorratsgefäß und für den Ablauf 6,6' sind gegeneinander verriegelt. Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folgender:

Auf einer Rollenbahn unterhalb der Dosierkammer 4,4' wird eine Palette mit 10 leeren 30l-Kanistern abgesetzt. Die mit dem Ablauf 6,6'der Dosierkammem 4,4'verbundenen Entleerungsschläuche werden in die Kanisteröffnung eingeführt. Zuerst wird durch Tasterbetätigung der Zulaufhahn zum Vorratsgefäß geöffnet und dieses mit der abzufüllenden Flüssigkeit gefüllt. Beim Erreichen des maximalen Füllstandes wird der Hahn in der Zulaufleitung geschlossen. Der Füllstand wird mittels Sprudelstandsmessung überwacht. In der Zuführleitung der Flüssigkeit zum Vorratsgefäß ist ein Wärmetauscher zwischengeschaltet, der eine Temperaturkonstanz der abzufüllenden Flüssigkeit auf 20⁰C gewährleistet. Dazu ist in die Warmwasserzufuhr zum Wärmetauscher ein Regelorgan eingebaut, das über die Temperatur im Vorratsgefäß geregelt wird. In dem Vorratsgefäß wird die Dichte der abzufüllenden Flüssigkeit gemessen.

Anschließend werden der Hahn zwischen dem Vorratsgefäß und dem Gefäß 2 sowie der Hahn zwischen der Meßkammer 3 und der letzten Dosierkammer 4,4' durch Tasterbetätigung geöffnet. Die Flüssigkeit fließt durch hydrostatischen Ablauf vom Vorratsgefäß durch die Leitung 1 in die auf ein Volumen von 3Ol geeichten Dosierkammem 4,4'. Der Ablauf 6, 6'der Dosierkammem 4,4' ist dabei verschlossen. Das Füllen der Dosierkammem 4,4' erfolgt so, daß zuerst jeweils die vordere Dosierkammer 4,4'der beiden Reihen gefüllt wird und die Flüssigkeit dann in die nachfolgenden Dosierkammem 4,4'überläuft. Die aus den beiden letzten Dosierkammem 4,4' überlaufende Flüssigkeit gelangt in die Meßkammer 3. Die im Vorratsgefäß gemessene Dichte der Flüssigkeit wird mit einem Sollwert verglichen und aus der ermittelten Differenz die erforderliche Eintauchtiefe für die Verdrängerkörper 7, T bestimmt. Über eine Steueranlage werden die Verdrängerkörper 7, T mittels eines elektrischen Schubantriebes „Klimact" 9,9' und die Hebelarme 8,8' in ihrer Eintauchtiefe so verstellt, daß die in den Dosierkammem 4,4' bestehenden Dichteunterschiede durch Volumenkorrektur ausgeglichen werden.

Bei Erreichen eines entsprechenden Füllstandes in der Meßkammer 3 wird der Zulauf aus dem Vorratsgefäß gesperrt und der Hahn für den Rücklauf 10 aus der Meßkammer 3 geschlossen. Es erfolgt ein optisches Signal, wenn alle Hähne geschlossen und die Dosierkammem 4,4' gefüllt sind.

Danach werden durch Tasterbetätigung über einen pneumatischen Stellantrieb gleichzeitig alle Ablaufhähne der Dosierkammem 4,4' und der Zulaufhahn zum Vorratsgefäß geöffnet. Die sich in den einzelnen Dosierkammem 4,4' befindende

Flüssigkeitsmenge wird in die unter den Dosierkammern 4,4' stehenden 301-Kanister entleert. Während dem Abfüllen der Kanister wird gleichzeitig das Vorratsgefäß wieder bis zu seinem maximalen Stand gefüllt. Nach der Beendigung des Abfüllens der Kanister werden durch erneute Tasterbetätigung die Ablaufhähne der Dosierkammern 4,4' geschlossen und über ein Zeitrelais verzögert die Ablaufhähne zwischen dem Vorratsgefäß und dem Gefäß 2 sowie der Meßkammer 3 und der letzten Dosierkammer 4,4' geöffnet. Die Palette mit den gefüllten Kanistern wird über eine Rollenbahn unter dem Automaten herausgezogen und die Kanister werden verschlossen. Damit ist ein Füllzyklus beendet und der nächste kann in der beschriebenen Art und Weise wieder beginnen.

Alle Steuer- und Schaltvorgänge können wahlweise manuell oder automatisch durchgeführt werden. Die gesamte Anlage kann über einen Mikroprozessor vollautomatisch gesteuert werden.

Wie das folgende Beispiel zeigt, können durch das erfindungsgemäße Verfahren beim Abfüllen flüssiger Komponenten schwankender Dichte Materialeinsparungen bis zu 1,7% vom Sollgewicht erzielt werden.

Eine wäßrige Ethephon-Formulierung mit 330g/l Ethephon soll in einer Menge von 35,5kg in 30l-Kanister abgefüllt werden.

Bedingt durch eine unterschiedliche Wirkstoffqualität schwankt die Dichte zwischen 1,18 und 1,20g/cm³.

Bei einer Abfüllung ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens würde sich beim Abfüllen eine Abweichung von 0,6kg (entspricht 1,7%) vom Sollgewicht ergeben. Die bestehenden Dichteunterschiede müssen in diesem Fall durch eine Volumenkorrektur von 0,51 ausgeglichen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Abfüllen von Flüssigkeiten in verschiedenen Größenordnungen geeignet, also nicht nur, wie im Beispiel angegeben, auf Gebinde mit einem Volumen von 3Ol beschränkt.

Neben der bereits genannten Materialeinsparung wird durch dieses Verfahren eine beträchtliche Steigerung der Arbeitsproduktivität erreicht. Gleichzeitig können jetzt mehrere Gebinde mit großer Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit abgefüllt werden. Reklamationen der Kunden bzw. der Transporteinrichtungen wegen Über- oder Unterfüllung der Gebinde werden somit ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Verbesserung des Arbeits- und Gesundheitsschutzes für das Bedienungspersonal.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten schwankender Dichte in bestimmten vorgegebenen Gewichtsmengen, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit in ein Vorratsgefäß gelangt, in dem die Dichte gemessen wird und anschließend in auf ein bestimmtes Volumen geeichte Dosierkammern strömt und dabei ständig auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, und ausgehend von der in der Vorratskammer gemessenen Dichte in jeder Dosierkammer die Dichteunterschiede durch Volumenkorrektur ausgeglichen werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zuerst eine bzw. mehrere Dosierkammern gefüllt werden und die Flüssigkeit dann in die nachfolgenden überläuft, wobei die aus der letzten bzw. den letzten Dosierkammern überlaufende Flüssigkeit in eine Meßkammer gelangt und bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes der Zulauf aus dem Vorratsgefäß gesperrt wird, und die sich in der Meßkammer befindende Flüssigkeit wieder in die letzte bzw. letzten Dosierkammern zurückgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Vorratsgefäß in dem ein Dichtemeßgerät angeordnet ist, über eine Leitung (1) mit einem Gefäß (2) verbunden ist, das aus einer Meßkammer (3) und mehreren Dosierkammern (4,4') besteht, wobei die einzelnen Dosierkammern (4,4') eine unterschiedliche Höhe besitzen und nach dem Überlauf prinzip angeordnet sind, und jede Dosierkammer (4,4') einen am Boden (5,5') angeordneten Ablauf (6, 6') besitzt, und in jeder Dosierkammer (4,4') ein in seiner Eintauchtiefe verstellbarer Verdrängerkörper (7, T) über einen Hebelarm (8,8') mit einem Schubantrieb (9,9') verbunden sind.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten schwankender Dichte, wie z. B. Pflanzenschutzmitteln, in bestimmten vorgegebenen Gewichtsmengen und die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Flüssigkeiten werden nach dem offenen- bzw. Luftdruck-, dem Überdruck-, dem Vakuum- oder dem Gegendruckfüllverfahren abgefüllt. Die Zusammensetzung der Flüssigkeit bestimmt im wesentlichen, welches dieser genannten Verfahren angewendet wird.

Die Abfüllung einer bestimmten Flüssigkeitsmenge in die Gefäße kann nach drei Meßverfahren erfolgen, dem Abfüllen nach Maß, Höhe oder Gewicht. Die Abfüllung nach der Höhe ist die in der Praxis am häufigsten angewendete Methode. Im Gegensatz dazu stellt die Abfüllung von Flüssigkeiten nach Gewicht eine seltene Ausnahme dar. Bei manchen Flüssigkeiten ändert sich die Dichte sehr stark mit der Temperatur, wie z. B. bei einigen Ölen. In diesem Fall ist das Wägen der Flüssigkeiten genauer als das volumetrische Abmessen. Die an sich selten verwendeten Waagen für Flüssigkeiten arbeiten meist als Bruttowaagen mit Taraausgleich (Lueger, Lexikon derTechnik, DVA Stuttgart 1967, Band 8, S. 3-5). Flüssige Pflanzenschutzmittel werden bisher in der Regel auf volumetrisch arbeitenden Abfüllanlagen abgefüllt. Pflanzenschutzformulierungen sind jedoch Flüssigkeiten mit Dichteschwankungen, so daß bei der volumetrischen Abmessung Verpackungseinheiten gleichgroßen Inhaltes, aber unterschiedlicher Gewichtsmengen entstehen. Die Dichteschwankungen können durch Temperaturschwankungen des zu dosierenden Gutes, insbesondere bei starker Abhängigkeit der Dichte von der Temperatur, durch Änderung der Zusammensetzung und anderer Einflußgrößen zustande kommen.

Insbesondere treten kann Probleme auf, wenn der Verkauf der Flüssigkeiten nach Gewicht erfolgen muß. Dabei kommt es häufig zu erheblichen Differenzen im Nettogewicht, die einerseits zu Reklamationen der Kunden führen und andererseits entstehen bei Überschreitungen des zulässigen Toleranzgewichtes dem Verkäufer Nachteile. Aus der Praxis ist es bekannt, in diesen Fällen die Abfüllung der Flüssigkeiten über kontinuierlich arbeitende Dosierwaagen vorzunehmen. Diese Arbeitsweise ist jedoch technisch-ökonomisch sehr aufwendig, erfordert zusätzliche Arbeitskräfte bzw. einen erhöhten Steuerungs- und Regelungsaufwand und führt zu geringeren Produktionsgeschwindigkeiten.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Aufwand zu verringern, die Produktionsgeschwindigkeiten zu erhöhen, Produktverluste entweder für den Kunden oder für den Produzenten zu vermeiden und den Arbeits- und Gesundheitsschutz zu verbessern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten schwankender Dichte zu schaffen, das durch volumetrische Messung eine Abfüllung in bestimmten vorgegebenen Gewichtsmengen ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zu entwickeln.