DE2548876A1 - Dosierventil fuer zaehfluessige stoffe - Google Patents

Description

München, den Σ I. jjkt. 1975

DALE ELECTRONICS, INC. in Columbus, Nebraska/V.St.A.

Dosierventil für zähflüssige Stoffe

Die Erfindung betrifft ein Dosierventil für zähflüssige Stoffe, in dessen Gehäuse ein von oben nach unten durchgehender Flüssigkeitskanal und mindestens ein fernbetätigtes Absperrorgan zur Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes in dem Kanal vorgesehen sind.

Die bekannten Dosierventile dieser Art sind sehr teuer in der Herstellung und trotzdem nicht sehr zuverlässig. So haben Ventile mit kugelförmigem Absperrorgan den Nachteil, daß auf dem Ventilsitz befindliche Fremdkörper das einwandfreie Schließen beeinträchtigen. Auch können Kugelventile die Flüssigkeit nach dem Absperren nicht ansaugen, um das lästige Nachlaufen bzw. Tropfen zu verhindern.

Dr.Hk/Du.

Bei einigen bekannten Dosierventilen sind die Steuerschieber in Richtung des Flüssigkeitskanals angeordnet, aber diese Schieberarten sind extrem kostspielig. Ferner sind sie ebenfalls für Verschmutzung anfällig und arbeiten nicht immer in wirksamer Weise.

Der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein fernbetätigtes Zumeßventil zu schaffen, das verhältnismäßig billig in der Herstellung, einfach zu bedienen und zuverlässig im Gebrauch ist und mit dem das Nachlaufen der Flüssigkeit weitgehend vermeidbar ist.

In dem neuen Dosierventil befinden sich drei übereinander angeordnete, unabhängig voneinander betätigbare Schieber, und zwar sind der obere und der untere Schieber als Sperrschieber ausgebildet, während der mittlere Schieber einen

Pumpenschieber darstellt, dessen Pumpenglied mehr oder weniger tief in den Flüssigkeitskanal eingeführt werden kann.

Das neue Dosierventil eignet sich insbesondere zum Zumessen genau festgelegter Mengen zähflüssiger Stoffe wie öl. Fett, Epoxyharz, Klebstoff oder Gießharz. Durch geeignete Betätigung der verschiedenen Schieber läßt sich erreichen, daß

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beim Absperrvorgang die Flüssigkeit aus der Dosieröffnung zurückgesaugt wird, wodurch das Nachlaufen mit Sicherheit verhindert wird.

Ein Ausftihrungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Dosierventils,

Fig. 2 ein Teilschnitt, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 ein Teilschnitt, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Sperrschiebers,

Fig. 5 die Seitenansicht des Pumpenschiebers

und
Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen der Reihenfolge der Betätigungen des Dosierventils.

Das dargestellte Dosierventil 10 besitzt ein etwa prismatisches Gehäuse 12 mit der Oberseite 14, der Unterseite 16, der Vorderseite 18, der Rückseite 20 und den Schmal-

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Seiten 22 und 24. In dem Ventilgehäuse 12 sind horizontale Bohrungen 26, 28 und 30 vorgesehen, die vertikal übereinander zwischen den Schmalseiten 22 und 24 verlaufen. Die Bohrungen 26 und 30 sind an ihrem einen Ende mit Ringschultern 32 und 36 versehen.

In den Bohrungen 26 und 30 befinden sich Buchsen 38 und 42, deren Ringflansche 44 und 48 an den Schultern 32 bzw. 36 anliegen. Die Bohrung 28 ist an ihrem einen Ende mit einer AusSenkung versehen, die in einer Ringschulter 34 endet. In die Aussenkung ist eine Buchse 45 eingesetzt, die eine Mittelöffnung 47 aufweist. Ferner befindet sich im schmalen Teil der Bohrung 28 eine Buchse 46. Vorzugsweise sind die Buchsen 38 und 42 mit Reibungssitz in die Bohrungen 26 und 30 eingesetzt; es können jedoch auch O-Ringe zur Abdichtung verwendet werden.

In den Buchsen 38 und 42 befinden sich längs verlaufende Bohrungen 52 bzw. 56. Zwei seitliche Löcher 58 und 60 der Buchse 38 stehen in Verbindung mit der Bohrung 52; ebenso stehen zwei seitliche Löcher 66 und 68 mit der Bohrung 56 der Buchse 42 in Verbindung.

Ein vertikal verlaufender Kanal 70 geht durch von der Oberseite 14 des Ventilgehäuses 12 bis zur Unterseite 16. Die Löcher 58, 60, 66 und 68 sind so angeordnet, daß sie mit dem Kanal 70 fluchten; dasselbe gilt für die Bohrung 28.

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Am oberen Ende des Kanals 70 ist ein Einlaufstutzen 72 angebracht, der in Verbindung mit einem Vorratsbehälter 74 gebracht werden kann. Die zu dosierende Flüssigkeit kann dem Stutzen 72 entweder mit Überdruck oder unter der Wirkung der Schwerkraft zugeführt werden. In Anbetracht der hohen Viskosität der zu fördernden Stoffe wird man im allgemeinen Überdruck anwenden. Am unteren Ende des Ventilgehäuses 12 befindet sich eine Austrittsdüse 76, die in Verbindung mit dem Kanal 70 steht. Die ganze Anordnung ist an einem Halter 75 befestigt.

In der Bohrung 52 ist ein zylindrischer Schieber 78 längsverschiebbar. Der Schieber 78 ist zwischen seinen Enden und 84 mit einer Ringnut 80 versehen. Auf Wunsch kann der Schieber 78 mit O-Ringen gegen die Innenwand der Buchse 38 abgedichtet werden. Der Schieber 78 hat an seinem einen Ende 84 einen Haken 88 zur Verbindung mit der Kolbenstange 90 eines pneumatischen Zylinders 92.

Ein dünner Schieber 94 ist in der Öffnung 47 der Buchse 45 und der Bohrung der Buchse 46 verschiebbar. An seinem einen Ende verbreitert er sich; das verbreiterte Ende wird von der AusSenkung der Bohrung 28 aufgenommen. An diesem Ende ist der Schieber 94 mit einem Haken 96 zur Verbindung mit der Kolbenstange 100 eines pneumatischen Zylinders 102 versehen. Das stirnseitige Ende des dünnen Schiebers 94 ist mit 106 bezeichnet.

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In der Bohrung 56 ist ein zylindrischer Schieber 108 verschiebbar, der ebenso wie der Schieber 78 mit einer Ringnut 110 zwischen seinen Enden 112 und 114 versehen ist. Gegebenenfalls sind auch hier O-Ringe zur Abdichtung vorgesehen. Am rückwärtigen Ende 114 des Schiebers 108 befindet sich ein Haken 118 zur Verbindung mit der Kolbenstange 120 eines pneumatischen Zylinders 122.

Die Schmalseite 24 des Ventilgehäuses 12 ist mit einem Deckel 124 versehen, der z. B. mit Schrauben 126 befestigt ist. In dem Deckel 124 befinden sich Löcher 128 und 13o, die mit den Bohrungen 52 bzw. 56 in Verbindung stehen. Diese Löcher dienen zur Entlüftung und lassen auch das Auftreten von Leckstellen in den Bohrungen 52 und 54 erkennen. In den Deckel 124 ist eine Schraube 132 derart mit Gewinde eingesetzt, daß ihr inneres Ende in die Bohrung 54 ragt. In der Bohrung 54 befindet sich ein Führungsstopfen 134. Zur Festlegung der Lage des inneren Endes der Schraube 132 bezüglich der Bohrung 54 und des Schiebers 94 ist eine Gegenmutter 136 auf die Schraube 132 aufgeschraubt.

An der Schmalseite 22 des Ventilgehäuses 12·ist ein Deckel 138 mit Schrauben 140 od. dgl. befestigt. Der Deckel 138 ist mit in Vertikalrichtung fluchtenden Aussparungen 142, 144 und 146 versehen, die zur Aufnahme der Kolbenstangen 90, 100 und 120 der pneumatischen Zylinder 92, 102 und 122

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dienen. Diese Zylinder sind an dem Deckel 138 z. B. mit Schrauben 139 befestigt (Fig. 3).

Es genügt, den Zylinder 92 im einzelnen zu beschreiben. Er weist eine Kammer 148 auf, deren beide Enden mit Lufteinlaßstutzen 150 und 152 in Verbindung stehen. Auf der Kolbenstange 92 sitzt ein Kolben 154, der sich dichtend gegen die innere Wandfläche der Kammer 148 legt. Die Kolbenstange 90 trägt Stoßdämpfer 156 und 160 zur Dämpfung des Aufschlags auf die Stirnwände 158, 162 der Zylinderkammer und zur Hubbegrenzung. Die Betätigung der Zylinder 92, 102 und 122 wird beispielsweise von einem Zeitgeber in Halbleiterbauweise mit einstellbaren Verzögerungen gesteuert .

Die Steuerung der drei Schieber ergibt sich aus Fig. 6 bis ,8. Wenn der zu dosierende Stoff dem Vorratsbehälter 74 unter Überdruck zugeführt wird, gelangt der zähflüssige Stoff bis zum oberen Ende des Kanals 70. Fig. 6 zeigt die Lage der Schieber in der Füllstellung. Die Ringnut 80 des Schiebers 78 stlmmit in diesem Falle mit der Öffnung 70 überein, so daß die Flüssigkeit vorbeiströmen kann. Der Schieber 94 ist ganz zurückgezogen und behindert den Fluß nicht, während der Schieber 1O8 sich in der Sperrstellung befindet, d. h. die Ringnut 110 stimmt nicht mit dem Kanal 70 überein. Das zu dosierende Material kann also den Kanal

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70 und die Bohrung 54 zwischen der Buchse 46 und dem Stopfen 134 ausfüllen und bis zum Schieber 108 gelangen, aber nicht weiter.

Nachdem das Ventilgehäuse gefüllt ist, werden die Schieber in die Stellung der Fig. 7 gebracht. Der Schieber 78 gelangt hierbei in die Sperrstellung, während der Schieber 108 in die Öffnungsstellung gelangt. Dann wird der Schieber 9 4 aus der Stellung der Fig. 6 nach rechts verschoben und drückt dadurch das Material aus dem unteren Ende des Kanals 70 heraus. Durch das Ausfahren des Schiebers 94 aus der Buchse 46 in die Bohrung 94 wird also ein Volumen des flüssigen Materials ausgegeben, das gleich dem Volumen des in die Bohrung 54 eingeführten Schiebers 94 ist. Diese Ausfahrbewegung des Schiebers 94 wird durch die Stellschraube 132 begrenzt, wodurch die zu dosierende Materialmenge präzise eingestellt werden kann.

Nachdem durch einmalige oder wiederholte Betätigung der verschiedenen Schieber gemäß Fig. 7 die gewünschte Materialmenge aus dem Kanal 70 ausgegeben wurde, muß dafür gesorgt werden, daß die Materialausgabe gesperrt wird, ohne daß etwas von der zähen Flüssigkeit nachläuft. Zu diesem Zweck bleibt gemäß Fig. 8 der Schieber 78 geschlossen und der Schieber 108 bleibt zunächst offen. Nun wird der Schieber 94 nach links in Fig. 8 zurückgezogen und erzeugt dadurch

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einen leichten Unterdruck, durch den das Material im unteren Bereich des Kanals 70 zurückgezogen wird. Nachdem der Schieber 94 in seiner linken Endstellung angekommen ist, wird schließlich der Schieber 108 geschlossen, damit kein weiteres Material aus dem unteren Ende des Kanals 70 abtropfen kann. Anschließend kann ein neuer Arbeitszyklus beginnen.

Wie man sieht, wirkt der Schieber 94 ähnlich wie eine Pumpe, um anfänglich das Material aus dem Kanal 70 auszustoßen und dann eine gewisse Menge desselben zurückzuziehen, damit kein Nachlauf stattfinden kann, der eine ungenaue Dosierung bewirken würde. Die beschriebene Anordnung ist von bestimmten Abmessungen und der Viskosität weitgehend unabhängig und hat somit einen großen Anwendungsbereich. Erforderlichenfalls kann auch das ganze Ventilgehäuse erwärmt werden, um Materialien mit besonders niedriger Viskosität besser verarbeiten zu können.

Dadurch, daß die Schieber sich quer zu dem Flüssigkeitskanal 70 bewegen, suchen sie etwa mitgeführtes fremdes Material abzuscheren und gewährleisten dadurch, daß eine präzise Dosierung stattfindet. Die Anordnung ist billig herzustellen, zuverlässig im Betrieb und erfordert weit geringere Wartung als bekannte Dosiervorrichtungen dieser Art.

Claims (8)

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1.) Dosierventil für zähflüssige Stoffe, in dessen Gehäuse ein von oben nach unten durchgehender Flüssigkeitskanal und mindestens ein fremdbetätigtes Absperrorgan zur Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes in dem Kanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in drei quer zu dem Flüssigkeitskanal (70) verlaufenden, diesen schneidenden Bohrungen (26, 28, 30) des Ventilgehäuses (12) mit zur Betätigung dienenden Kolbenstangen (90) verbundene Schieber (78, 94, 1Ο8) verschiebbar sind, daß der obere und der untere Schieber als Sperrschieber (52, 56) mit je einer Ausnehmung (80, 110) zum Durchlaß der Flüssigkeit in einer bestimmten Stellung des betreffenden Schiebers ausgebildet sind und daß der mittlere Schieber als Pumpenschieber (94) ausgebildet ist, der in seiner einen Stellung den Flüssigkeitskanal freigibt und ihn in seiner anderen Stellung verengt.

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2. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mittleren Bohrung (28) ein einstellbarer Anschlag (132) zur Begrenzung des Hubes und des Pumpenschiebers (94) angeordnet ist.

3. Dosierventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine den Pumpenschieber (94) umgebende Stopfbuchse (46).

4. Dosierventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Stopfbuchse durchragende Teil des Pumpenschiebers (94) nadelartig ausgebildet ist.

5. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Bohrung (26, 30) über Entlüftungsöffnungen (128, 130) mit der Atmosphäre verbunden sind.

6. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (90) an ihren freien Enden je einen Kolben (154) tragen, der in einer doppeltwirkenden Zylinderkammer (148) verschiebbar ist und daß beiderseits des Kolbens Stoßdämpferkissen (156, 160) vorgesehen sind.

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7. Dosierventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Stoßdämpferkissen (156) an der Stirnwand der Zylinderkammer und das andere Stoßdämpferkissen (160) auf der Kolbenstange (90) angebracht ist.

8. Dosierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sperrschieber mit Dichtungen beiderseits des Flüssigkeitskanals (70) versehen sind.

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