DE2329737A1

DE2329737A1 - Vorrichtung, insbesondere messvorrichtung

Info

Publication number: DE2329737A1
Application number: DE2329737A
Authority: DE
Inventors: Bjoern-Olow Johansson
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1973-06-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: SE364112B; AU470706B2; FR2190224A5; AU5564173A; IT989282B; JPS4964464A; NL171839C; CA984669A; GB1402373A; JPS5731086B2; NL7307954A; US3818805A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Zylinder und einem darin zwischen zwei Endlagen hin- und herbewegbaren Kolben und mit einer ringförmigen Dichtungseinrichtung an jedem seiner Enden, wobei der Zylinder wenigstens eine Öffnung an jeder Seite des Kolbens aufweist, welche als Einlaß und Auslaß für Flüssigkeit dient. Der Kolben kann innerhalb des Zylinders entweder durch eine damit verbundene Kolbenstange oder mittels Flüssigkeit hin- und herbewegt werden, welche dem Zylinder zugeführt wird, indem der Flüssigkeitsdruck abwechselnd auf die eine oder die andere Seite des Kolbens wirkt.

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Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Bereichen, u. a. zum Messen von Flüssigkeiten verwendet worden (beispielsweise PR-PS 1 595 934). Innerhalb der Lebensmittelindustrie wurden sie jedoch in einem relativ geringen Aus maß verwendet, weil sie schwierig zu reinigen sind. Insbesondere ist es schwierig, ein zufriedenstellendes Reinigen

en der Kolbenabdichteinrichtung und der Ausnehmung/dafür in dem Kolben zu erhalten. Ein zufriedenstellendes Reinigen hat bislang das Entfernen des Kolbens aus dem Zylinder erfordert.

Bezüglich des Reinigens ist es weiterhin ein Wunsch, daß die Vorrichtung eine von verschiedenen verbundenen Einheiten in einer Anlage bildet, die so angeordnet ist, daß sie in einer solchen Weise gereinigt werden kann, so daß dieselbe Heinigungsflüssigkeit ihrerseits durch alle Anlageneinheiten gedrückt wird. Zum Erfüllen dieses Wunsches mittels einer bekannten Vorrichtung einer hier in Rede stehenden Art muß das Reinigen so durchgeführt werden, daß der Kolben seine Hin- und Herbewegung wie im normalen Betrieb fortführen kann, wobei die Vorrichtung von der Reinigungsflüssigkeit anstatt der Meßflüssigkeit durchströmt wird. Wie angedeutet ist, wird die Kolbenabdicht-einrichtung dann nicht wirksam ge-

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reinigt, und weiterhin wird aufgrund der Kolbenbewegungen die Strömung der Reinigungsflüssigkeit durch die Vorrichtung und damit durch die gesamte Anlage unterbrochen. Hierdurch wird es schwierig oder unmöglich, andere Einheiten der Anlage wirksam zu reinigen, welche mit der Vorrichtung verbunden sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Ausschaltung dieser Nachteile der bekannten Vorrichtungen der beschriebenen Art.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zylinder der Vorrichtung auf seiner Innenseite zwei axial getrennte ringförmige Zonen aufweist, in welchen der Zylinder längs eines wesentlichen Teiles seines Umfanges einen größeren Durchmesser aufweist als die Kolbenabdichteinrichtung, wobei eine der Zonen in Verbindung mit einer der Zylinderöffnungen steht und die andere Zone zwischen der ersten Zone und der anderen Zylinderöffnung angeordnet ist. Dabei weist der Kolben zwischen seiner Dichtungseinrichtung wenigstens eine Ausnehmung auf, deren axiale Erstreckung größer als der Abstand zwischen den Teilen der ringförmigen Zonen

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ist, welche am nächsten zueinander angeordnet sind, v/obei die Einrichtung, welche während der normalen Hin- und Herbewegung des Kolbens den Kolben daran hindert, sich soweit in Richtung zu der einen ringförmigen Zone zu bewegen, daß die KοIbenausnehmung damit in Verbindung gelangt, so einstellbar ist, daß eine Kolbenbewegung dieser Art zu einer Lage gestattet ist, in welcher die beiden Kolbenabdichtungseinrichtungen gegenüber den entsprechenden ringförmigen Zonen angeordnet sind und die Kolbenausnehmung diese beiden Zonen miteinander verbindet, so daß Flüssigkeit neben dem Kolben innerhalb des Zylinders strömen kann.

Bei Reinigen einer so konstruierten Vorrichtung wird der Kolben an einem Ende des Zylinders anhalten, wobei Flüssigkeit an ihm vorbei gedrückt wird. Ein starker Strom von Reinigungsflüssigkeit kann damit kontinuierlich durch die Vorrichtung gedruckt werden, so daß die beiden Kolbenabdichtungseinrichtungen wirksam gewaschen und die anderen Einheiten in der gleichen Anlage, die in einer Reihe mit der Vorrichtung verbunden sind, ebenfalls wirksam gereinigt werden.

Der Zylinder und der Kolben können erfindungsgemäß in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten

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Ausführungsfonn weist der Zylinder eine ringförmige Ausnehmung in jeder der Zonen auf, während der Kolben eine Anzahl von sich axial erstreckenden Ausnehmungen aufweist, die gleichmäßig um seinen Umfang verteilt sind. Als Alternative kann gewünschtenfalls der Kolben mit einer Ausnehmung versehen sein, die sich um seinen gesamten Umfang erstreckt, wobei der Zylinder in diesen Zonen mit axial sich erstreckenden Ausnehmungen versehen ist, die gleichmäßig um den Zylinderunfang verteilt sind. V/eitere Ausbildungen sind selbstverständlich innerhalb des Erfindungsgedankens möglich, wobei ein wesentlicher Teil der Kolbenabdichteinrichtung in den ringförmigen Zonen innerhalb des Zylinders unbedeckt sind und der Kolben immer innerhalb des Zylinders geführt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine der Zylinderöffnungen in der Ausnehmung der ersten ringförmigen Zone angeordnet.

Die einstellbare Einrichtung zum Begrenzen der Kolbenbewegung in eine Richtung innerhalb des Zylinders kann in unterschiedlicher Weise in Abhängigkeit davon konstruiert sein, welche Anordnung zum Antreiben des Zylinders verwendet wird. Wenn der Kolben so angeordnet ist, daß er von dem Druck der Flüssig·

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keit angetrieben ist, die dem Zylinder zugeführt wird, kann diese Einrichtung ein Teil umfassen, welches eine axial bewegbare ϊ/and innerhalb des Zylinders bildet und gegen die Innenseite des Zylinders abdichtet. Diese V»and kann an eine Druckkammer angrenzen, welche so anreordnet ist, daß sie mit einer Mediumquelle, vorzugsweise mit einer Flüssigkeitsquelle verbindbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeipiel an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 ein Strangschema, wobei eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Teil davon ist;

Pig. 2 und 3 Längsschnitte durch die Vorrichtung gemäß Erfindung und

Pig« 4 eine Schnittanseht gemäß der Linie IV - IV in Pig. 2.

In Pig. 1 ist ein Zylinder 1 und ein Kolben 2 gezeigt, der darin zwischen zwei Endlagen hin- und herbewegbar ist. Eine

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Einlaßleitung 3 und eine Auslaßleitung 4 führen auf einer Seite des Kolbens in den Zylinder bzw. aus dem Zylinder, und eine'Einlaßleitung 5 und eine Auslaßleitung 6 führen in den Zylinder bzw. aus dem Zylinder auf der anderen Seite des Kolbens. Die beiden Einlaßleitungen 3 und 5 führen von einer gemeinsamen Leitung 7 und die beiden Auslaßleitungen 4 und 6 öffnen sich in eine gemeinsame Leitung 8. In den Einlaß- und Auslaßleitungen sind Absperrventile 9 bis 12 angeordnet, die über Verbindungen 13 bis 16 mit einer gemeinsamen Steuereinheit 17 verbunden sind. Die Leitung 7, die den Einlaßleitungen gemeinsam ist, ist mit einem Behälter 18 verbunden. Eine Pumpe 19 in der Leitung 7 ist so angeordnet, daß sie Flüssigkeit aus dem Behälter 18 in und durch den Zylinder 1 pumpt.

Bei der Plüssigkeitsmessung arbeitet die Anordnung in der folgenden Weise:

Mittels der Pumpe 19 wird Flüssigkeit konstant in die Einlaßleitungen 3 und 5 gepumpt. Beim Starten wird das Einlaßventil 9 offen und das Einlaßventil 11 mittels der Steuereinrichtung 17 geschlossen gehalten. Gleichzeitig wird das Auslaßventil 12 offen und das Auslaßventil 10 geschlossen gehalten. Durch den Druck der Flüssigkeit, die in den Zylinder

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eintritt, wird der Kolben 2 abwärts bewegt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wobei Flüssigkeit, die unterhalb dem Kolben vorhanden ist, durch die Leitung 3 und weiter durch die Leitung 8 herausgedrückt wird. Wenn der Kolben 2 seine untere Lage erreicht, wird dies in einer geeigneten Weise, beispielsweise mechanisch, elektrisch oder magnetisch (nicht gezeigt), abgefühlt, wobei ein Signal zu der Steuereinheit 17 übermittelt wird, welche die Ventile 9 und 12 schließt und die Ventile 10 und 11 öffnet. Durch den Druck der Flüssigkeit unterhalb des Kolbens 2 wird letzterer sich nun innerhalb des Zylinders aufwärts bewegen, wobei Flüssigkeit durch die Leitung 4 und weiter durch die Leitung 8 herausgedrückt wird. In einer entsprechenden V/eise wird abgefühlt, wenn der Kolben seine obere Endlage erreicht, und die Ventile 10 und 11 werden wieder geschlossen; danach werden die Ventile 9 und 12 geöffnet. Der Kolben bewegt sich in dieser Weise innerhalb des Zylinders 1, und Flüssigkeit wird durch die Leitung 8 abgeführt.

In Fig. 2 und 3 ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung im einzelnen gezeigt. Am Boden ist die Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Steuern der Länge des Kolbenhubes in dem Zylinder versehen, und an dem oberen Abschnitt weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Anordnen des Kolbens

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in einer besonderen Lage auf, wenn die Vorrichtung gereinigt werden soll.

Die Einrichtung zum Steuern der Länge des Kolbenhubes umfaßt eine Stange 20, die sich in den Zylinder 1 durch seine untere Endwand 21 erstreckt. Die Stange 20 ist axial innerhalb des Zylinders bewegbar und kann in einer gewünschten Lage zwecks Begrenzens der Abwärtsbewegung des Kolbens 2 angeordnet werden. Eine Dichtung 22 ist zwischen dem Kolben 20 und der Zylinderendwand 21 vorgesehen.

An dem oberen Ende ist der Zylinder 1 mit einer Endwand 23 versehen, die darin axial bewegbar ist. Eine Dichtung ist zwischen dieser Endwand und der Innenseite des Zylinders 1 vorgesehen. Die Endwand 23 weist ein Teil 23a mit einem kleineren Durchmesser auf als die Innenseite des Zylinders, wobei sich dieses Teil in den Zylinder erstreckt und die Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 begrenzt. Auf der gegenüberliegenden Seite grenzt die Wand 23 an eine Druckkammer 25 an, die mit einer Kappe 26 versehen ist, welche auf dem Zylinder mittels einer Schraubenverbindung 26a befestigt ist. Ein Pührungsbolzen 27, der mit der Endwand 23 verbunden ist, erstreckt sich durch eine Öffnung der Kappe 26. Die Druckkammer 25 weist eine Öffnung 28 auf, welche über eine Leitung 29 mit einer Flüssigkeitsquelle in Verbindung

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steht, die schematisch bei 30 gezeigt ist. In der Leitung ist ein Absperrventil 30a vorgesehen, das mit der Steuereinheit 17 der Vorrichtung verbunden ist. Wenn das Ventil 30a geschlossen ist, ist eine bestimmte Flüssigkeitsmenge in der Druckkammer 25 vorhanden, wobei die Endwand 23 daran gehindert wird, sich in die Druckkammer zu bewegen. Wenn das Ventil 30a geöffnet ist, verschiebt ein Überdruck im Zylinder 1 die Endwand 23 einwärts in die Druckkammer, wobei die darin vorhandene Flüssigkeit durch die Leitung 29 in die Flüssigkeitsquelle 30 zurückgedrückt wird.

Gegenüber dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 weist der Zylinder 1 an seiner Innenseite eine ringförmige Ausnehmung 31 auf. Der Kolben 2, welcher in den Ausnehmungen 32 und 33 an den Enden ringförmige Dichtungen 34 und 35 aufweist, wird von dem Teil 23a der Zylinderendwand 23 daran gehindert, während des normalen Betriebes der Vorrichtung die Zone in dem Zylinder 1 zu erreichen, in welcher die Ausnehmung 31 angeordnet ist. Zwischen der Ausnehmung 31 und dem anderen Zylindereirifeß 5 und dem Zylindetauslaß 6 ist eine ähnliche ringförmige Ausnehmung 36 an der Innenseite des Zylinders vorgesehen. Diese Ausnehmung 36 verhindert während des normalen Betriebes der Vorrichtung, wenn der Zylinder 1 mit der horizontalen Ebene einen Winkel bildet, daß Gas, welches

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die Flüssigkeit in den Zylinder begleitet, sich unterhalb des Kolbens ansammelt. Somit werden Gasblasen, wenn sich der Kolben in seiner oberen Endlage befindet, welche möglicherweise in der Flüssigkeit vorhanden sind, unterhalb des Kolbens in der Zylinderausnehmung 36 gesammelt. Wenn sich dann der Kolben abwärts bewegt und die Zylinderausnehraung 36 in Verbindung mit der Zylinderkammer oberhalb des Kolbens gelangt, werden die Gasblasen die Ausnehmung 36 verlassen und die Flüssigkeit durch den Auslaß 4 nach außen bei der nächsten Aufwärtsbewegung des Kolbens begleiten.

Zwischen den Dichtungen 34 und 35 weist der Kolben 2 drei sich axial erstreckende Ausnehmungen 37 auf, welche gleichmäßig um seinen Umfang verteilt sind. Diese Ausnehmungen werden beim Reinigen der Vorrichtung verwendet, welches in der folgenden Weise durchgeführt wird:

Mittels der Steuereinheit 17 werden das Einlaßventil 9 und das Auslaßventil 12 geschlossen, während das Einlaßventil 11 und das Auslaßventil 10 offengehalten werden. Gleichzeitig wird der Mechanismus (nicht gezeigt) für die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 getrennt, und eine Reinigungsflüsigkeit

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wird durch die Einlaßleitung 5 gepumpt. Weiterhin wird das Ventil 30a in der ^eitung 29, welche mit der Druckkammer 25 in Verbindung steht, geöffnet. Der Kolben 2 wird dann zunächst zu seiner oberen Endlage verschoben, wonach aufgrund des Druckes der Reinigungsflüssigkeit er die Zylinderendwand 23 vor sich injiie Druckkammer drückt (siehe Pig. 3). Die darin befindliche Flüssigkeit wird durch die Öffnung 28 und weiterhin durch die Leitung 29 in die Flüssigkeitsquelle 30 gedrückt.

Wenn der Kolben 2 und die Endwand 23 die Lagen erreicht haben, welche aus Fig. 3 ersichtlich sind, befinden sich die Kolbendichtungen 34 und 35 gegenüber den Zylinderausnehmungen 31 bzw. 36, und diese Ausnehmungen stehen miteinander durch die Ausnehmungen 37 in dem Kolben 2 in Verbindung. Gleichzeitig steht die Zylinderkammer unterhalb des Kolbens 2 in Verbindung mit der unteren Zylinderausnehmung 36, so daß Reinigungsflüssigkeit neben dem Kolben innerhalb des Zylinders und durch die Auslaßleitung 4 strömen kann. Ein kontinuierlicher Strom von Reinigungsflüssigkeit strömt somit durch die gesamte Zylinderkammer, wobei die Kolbendichtungseinrichtungen 34 und 35, die in den Zylinderausnehmungen 31 bzw. 36 unbedeckt sind, wirksam gespült werden.

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Pur das Reinigen der Leitungen 3 und 6 können alle Ventile 9 bis 12 in der offenen Lage von der Steuereinrichtung 17 während einer Stufe des Reinigungsvorganges gehalten werden.

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, steht jede Kolbenausnehmung 37 über eine Öffnung 38 mit der Ausnehmung 33 für eine Dichtungseinrichtung 35 des Kolbens in Verbindung. Entsprechend (nicht gezeigt) stehen die Kolbenausnehmungen 37 mit der Ausnehmung 32 für die andere Dichtung 34 des Kolbens in Verbindung. Die Ausnehmungen 32 und 33 weisen vorzugsweise einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf.

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Claims

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Ansprüche

Vorrichtung mit einem Zylinder und einem darin hin- und
herbewegbaren Kolben zwischen zwei Endlagen, mit einer ringförmigen Dichtung ah jedem seiner Enden, wobei der Zylinder wenigstens eine Öffnung an jeder Seite des Kolbens aufweist, welche als Einlaß und Auslaß für Flüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) an der Innenseite zwei axial voneinander getrennte ringförmige Zonen
(31, 36) aufweist, in wichen er über einen wesentlichen Teil seines Umfanges einen größeren Durchmesser als die Kolbendichtungen (34, 35) aufweist, daß eine der Zonen (31) in Verbindung mit einer (3, 4) der Zylinderöffnungen in Verbindung steht und die andere Zone (36) zwischen der ersten Zone (31) und der anderen Zylinderöffnung (5, 6) angeordnet ist, daß
der Kolben (2) zwischen den Dichtungen (34, 35) wenigstens
eine Ausnehmung (37) mit einer axialen Erstreckung aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen den Teilen der ringförmigen Zonen (31, 36), welche am nächsten zueinander angeordnet sind, und daß eine Einrichtung (23, 23a),weihe während der normalen Kin- und Herbewegung des Kolbens (2) den Kolben daran hindert, sich soweit in Richtung zu der einen ring-

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förmigen Zone (51) zu bewegen, daß die Kolbenausnehmung (37) in Verbindung mit letzterer gelangt, so einstellbar ist, daß eine Bewegung dieser Art des Kolbens (2) zu einer Lage erlaubt ist, in welcher die beiden Kolbendichtungen (34,

35) gegenüber den entsprechenden ringförmigen Zonen (31,

36) angeordnet sind, und daß die Kolbenausnehmung (37) diese beiden Zonen miteinander verbindet, so daß Flüssigkeit neben den Kuben innerhalb des Zylinders strömen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) eine ringförmige Ausnehmung in jeder der Zonen (31» 36) aufweist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zylinderöffnungen (3, 4) in der einen ringförmigen Zone (31) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) verschiedene, sich axial erstreckende Ausnehmungen (37) aufweist, die gleichmäßig um seinen Umfang verteilt sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Kolbendichtungen in Ausnehmungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenausnehmungen (37) mit den Ausnehmungen (32, 33) für die Kolbendichtungen (34, 35) in Verbindung stehen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Begrenzen der Kolbenbewegungen in der einen Richtung ein Glied umfaßt, welches eine Wand (23) bildet, die axial innerhalb des Zylinders (1) bewegbar und in Dichtungseingriff um seinen Umfang mit der Innenseite des Zylinders ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegbare Wand (23) an eine Druckkammer (25) angrenzt, welche mit einer Mediumquelle (30), vorzugsweise einer Flüssigkeitsquelle verbindbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zylinder so angeordnet ist, daß seine Achse mit der horizontalen Ebene einen Winkel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die andere ringförmige Zone (36) so angeordnet ist, daß sie von beiden Kolbendichtungen (34, 35) während der normalen Hin- und Herbewegung des Kolbens (2) durchquert wird, so daß ein Ansammeln von Gas in dem unteren Teil des Zylinders (1) vermieden ist.

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