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Dosier- und Zumischvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Zumischvorrichtung gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Das Dosieren von Stoffen bereitet häufig vor allem hinsichtlich der
Regelbarkeit und Genauigkeit Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn das Dosiergut
einem Stoffstrom, beispielsweise einem Flüssigkeitsstrom, automatisch zugemischt
werden soll und ferner dann, wenn die Gefahr besteht, daß aufgrund der gegebenen
Druckverhältnisse ein Teil der Flüssigkeit zurückströmt und in die Dosiervorrichtung
selbst gelangt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine
Dosier- und Zumischvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine gleichmäßige,
genaue, automatische und regelbare Dosierung gewährleistet; ferner soll durch die
Erfindung die Gefahr eines Rückstromes des Stoffstromes in die Dosiervorrichtung
beseitigt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Dosier- und Zumischvorrichtung
besteht insbesondere darin, daß durch die Verwendung eines drehbaren Dosierkörpers
genaue, kontinuierliche und automatische Dosierungen ermöglicht werden. Die Drehbarkeit
ermöglicht einen kontinuierlichen Antrieb, der leicht regelbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist äußerst variabel und vielseitig
einsetzbar. Sie ist sowohl für feste als auch für flüssige Stoffe verwendbar.
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Vorteilhafte Formen des drehbaren Dosierkörpers und Anordnungen der
Ausnehmungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet. Die Zylinderform sowie
die zylindrische Ringform ergeben gute Umfang und Seitenführungsmöglichkeiten und
große Laufflächen, wodurch der Verschleiß kleingehalten werden kann.
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Die Ausnehmungen können ohne großen Aufwand im Zylinder- oder Ringmantel
untergebracht werden. Besonders einfach ist der Dosierkörper dann herstellbar, wenn
er ein Vollzylinder oder ein Vollring ist, weil dann die Ausnehmungen einfach radiale
Sackbohrungen sein können. Durch Änderung der Anzahl der Ausnehmungen ergibt sich
eine weitere Möglichkeit der Variation der Dosierleistung.
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Vorteilhafte Anordnungen der Zufuhr- und Abgabestation sind in den
Ansprüchen 5 und 6 angegeben. Durch diese Anordnung kann die Aufnahme sowie die
Abgabe des Dosiergutes durch den Dosierkörper unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgen.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Zufuhr- und Abgabestation sind in den
Ansprüchen 7 bis 9 gekennzeichnet. Hierdurch kann eine gute großflächige Passung
erzielt werden, wodurch die Gefahr,
daß Stoffanteile zwischen die
relativ zueinander bewegbaren Teile geraten, verringert wird.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen
lo bis 12 gekennzeichnet, wodurch einfache Lagerungs- und Antriebsmöglichkeiten
gegeben sind.
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Um Druckmittel zur Erhöhung der Dosierleistung oder zur Verbesserung
der Regelbarkeit oder zur Ermöglichung einer zlfriedenstellenden Zumischung, beispielsweise
bei Gegendruck vom Zumischmedium her, anwenden zu können, ist gemäß einer zweckmäßigen
Ausgestaltung der Erfindung der Spalt zwischen den Laqerscheiben Verbindungsteilen
und den sowie den Seitenflächen des Dosierkörpers druckdicht abgedichtet. Hierdurch
wird zu großer Druckmittelverlust vermieden.
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Um das Zuführen des Dosiergutes zu erleichtern, ist auf das Zuführrohr
ein Trichter montierbar.
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Um die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Zumischvorrichtung verwenden
zu können, weist das Abgaberohr einen Zumischanschluß auf.
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Zur Vermeidung eines Rückstromes des Mediums, dem bestimmte Stoffe
zugemischt werden sollen, kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das
Abgabe rohr mit einem Absperrorgan oder einem Rückschlagventil versehen sein.
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Zweckmäßige Ausbildungen eines solchen Ventiles sind in den Ansprüchen
17 und 18 gekennzeichnet.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zur Zuführung von Druckmittel
im oben bereits erwähnten Zusammenhang ist in den Ansprüchen 19 und 20 gekennzeichnet.
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Falls eine Dosierung und Zumischung in kalter Umgebung erforderlich
ist, ist die Einrichtung bzw. der Dosierkörper kühlbar.
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Um auch schmelzbare Stoffe dosieren und zumischen zu können, ist die
Einrichtung bzw. der Dosierkörper heizbar. Zur Einhaltung bestimmte Temperaturen
können auch Heiz- und Kühleinrichtungen vorgesehen werden.
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Zur Erhöhung der Zuführrate des Dosiergutes und damit zur Erhöhung
der Dosiergeschwindigkeit ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen,
das zu dosierende Gut mit Druck zuzuführen.
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Um eine einwandfreie Zufuhr sowie auch Abgabe des Dosiergutes zu
gewährleisten, ist der Durchmesser der Ausnehmungen oder Sackbohrungen größer als
der Innendurchmesser des Zuführrohres, jedoch kleiner als der des Abgaberohres.
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Geeignete Materialien für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind im
Anspruch 24 angegeben.
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Um den Verschmutzungsgrad oder eventuelle Verstopfungen im Bereich
des Abgaberohres und des Rückschlagventiles leicht erkennen zu können, ist gemäß
einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Abgaberohr als Schauglas ausgebildet
und aus einem durchsichtigen Material, beispielsweise einem durchsichtigen Kunststoff,
gebildet.
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Besonders zweckmäßige Anordnungen von Ausnehmungen im Dosierkörper
sind im Anspruch 26 gekennzeichnet.
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Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung, in der ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert werden Die in der beigefügten
Zeichnung beispielhaft dargestellte Dosier- und Zumischvorrichtung besteht im wesentlichen
aus drei Teilen, und zwar einer Zufuhrstation2, der eigentlichen Dosiervorrichtung
4 und einer Abgabestation 6. Auf der Zufuhrstation
ist ein Trichter
8 montiert. Die Dosiervorrichtung 4 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen
Dosierkörper lo, der innerhalb eines hohlzylindrischen Verbindungsteiles 12, 14,
das ein Rohr 16 der Zufuhrstation 2 und ein Rohr 22 der Abgabestation 6 verbindet,
drehbar angeordnet ist. Der Dosierkörper lo weist ferner zwei Wellenstummel 24 und
26 auf, die in Lagerschalen 28 und 30 mit Hilfe von Gleitdichtungen 32 und 34 angeordnet
sind.
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Die Lagerschalen 28 und 30 sind an den mit 36, 38 bzw. 40 und 42 bezeichneten
und weiteren nicht dargestellten Stellen, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben,
an den Stirnflächen des Verbindungsteiles 12, 14 befestigt. Mit Hilfe von Ringdichtungen
44 und 46 sind die Spalte zwischen den relativ zueinander bewegten Flächen druckdicht
gegen die Umgebung aus Gründen, die weiter unten näher erläutert werden, abgedichtet.
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Im Dosierkörper lo sind beispielhaft zwei Sackbohrungen 48 und 50
gestrichelt eingezeichnet. Die Sackbohrung 48 befindet sich in der gezeigten Stellung
des Dosierkörpers in Ausrichtung mit dem Zufuhrrohr 16, während sich die Sackbohrung
50 in Ausrichtung mit dem Abgaberohr 22 befindet. Die Sackbohrungen sind als einander
gegenüberliegend dargestellt. Eine diametrale Anordnung ist auch möglich. Hinsichtlich
der Zahl der Sackbohrungen besteht ein weiterer Freiheitsgrad. Der lichte Durchmesser
der Ringe 16 und 22 ist vorzugsweise nun so gewählt, daß der lichte Durchmesser
des Rohres der Zufuhrstation gleich oder kleiner als der Durchmesser der Sackbohrung
ist, und daß der lichte Durchmesser der Bohrung des Rohres 22 der Abgabestation
gleich oder größer als der Durchmesser der Sackbohrung 50 ist. Hierdurch ist eine
einwandfreie Zufuhr und Abgabe des Dosiergutes gewährleistet.
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Die Abgabestation 6 weist außer dem Abgaberohr 22, wie dargestellt,
ein Rückschlagventil 52, 54 auf , das aus einem kugelförmigen Ventilkörper 52 und
einem ringförmigen Ventilsitz 54 besteht, der am unteren Ende des Abgaberohres 22
ausgebildet ist.
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Andere Ausführungsformen von Rückschlagventilen sind selbstverständlich
möglich. Außerdem kann, wie angedeutet, im unteren Teil der Abgabestation zusätzlich
oder alternativ ein Absperrorgan 56 vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Dosier- und Zumischvorrichtung weist ferner
eine Druckleitung 58 auf, die, wie dargestellt, in das Rohr 22 der Abgabestation
münden kann. Eine andere Möglichkeit besteht, die Druckleitung in den Dosierkörper
lo selbst zu leiten und in die Sackbohrungen münden zu lassen, wie dies vorliegend
bei 60 für die Sackbohrung 50 gestrichelt angedeutet ist. Die Druckleitung steht
mit einer nicht dargestellten Druckquelle in Verbindung.
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An die Welle 24 kann jedes geeignete Antriebsmittel, vorzugsweise
ein Elektromotor, angeschlossen werden.
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Das Rohr 22 oder auch der Teil 62 in Verlängerung des Rohres 22 kann
aus durchsichtigem Material bestehen und sozusagen als Schauglas zur Kontrolle des
Dosiervorganges und Überwachung eventueller Verstopfungen dienen.
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Die in der Zeichnung dargestellte Dosier- und Zumischvorrichtung
kann, wie angedeutet, an eine Leitung 64 angeschlossen sein, durch die eine Flüssigkeit
geschickt wird, der über die Dosier- und Zumischvorrichtung 2, 4, 6 bestimmte Substanzen,
beispielsweise Chemikalien in Granulat- oder Pulverform, zugemischt werden soll
Die erfindungsgemäße Dosier- und Zumischvorrichtung arbeitet wie folgt. Uber den
Trichter und das Rohr 16 der Zuführstation
wird das Dosiergut dem
Dosierkörper lo zugeführt, was beispielsweise durch Zufuhr von Druckmittel unterstützt
werden kann (nicht dargestellt). Der Dosierkörper wird über seine Welle 24 angetrieben,
und seine Sackbohrungen füllen sich mit dem Dosiergut, das umfangsmäßig infolge
der Drehung des Dosierkörpers weitertransportiert wird, so daß die Sackbohrung,
wie für die Bohrung So in der Zeichnung angedeutet, nach einer halben Umdrehung
in Verbindung mit dem Rohr 22 gebracht wird. Das Dosiergut fällt dann aus der Sackbohrung
nach unten heraus in die Abgabestation 6.
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Normalerweise, wenn keine ungünstigen Druck- oder Rückströmungsverhältnisse
vorhanden sind, kann auf das Rückschlagventil verzichtet werden, und das Dosiergut
würde direkt der Flüssigkeit in der Leitung 64 zugemischt werden.
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In vielen Fällen besteht jedoch die Gefahr eines Rückströmens der
Flüssigkeit aus der Leitung 64, so daß ein Rückschlagventil vorgesehen werden muß.
Um auch in diesem Fall ein Zumischen zu ermöglichen, ist die Druckleitung 58 vorgesehen,
über die im Rhythmus der Dosierung bzw. Zuteilung des Dosiergutes Druckmittel in
die Abgabestation eingespeist wird. Durch das Druckmittel wird das Rückschlagventil
geöffnet und das Dosiergut unter Druck der Flüssigkeit zugemischt. Nach Entleerung
der Sackbohrung im Dosierkörper wird die Druckleitung wieder entlüftet und das Rückschlagventil
wieder geschlossen, so daß ein Rückstrom sicher verhindert wird.
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Die Druckmittelzufuhr wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit
und der Anzahl der Dosierbohrungen des Dosierkörpers lo gesteuert.
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Die erfindungsgemäße Dosier- und Zumischvorrichtung kann aus Metall
oder Kunststoff oder jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Ferner
ist es möglich, Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Metall und andere Teile
aus nichtmetallischen Materialien herzustellen.
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Um die Dosierleistung und Dosiergeschwindigkeit ändern zu können,
wird vorzugsweise an die Welle des Dosierkörpers ein hinsichtlich der Geschwindigkeit
regelbarer Elektromotor angeschlossen. Eine weitere Möglichkeit der Veränderung
der Dosierleistung und Dosiergeschwindigkeit besteht darin, die Art der Verteilung
und die Anzahl der Dosierbohrungen im Dosierkörper lo zu verändern.
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In den feststehenden Teilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
für bestimmte Anwendungsfälle Heiz- und/oder Kühleinrichtungen vorgesehen sein.
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Das Zufuhrrohr sowie das Abgaberohr brauchen nicht, wie dargestellt,
senkrecht übereinander angeordnet sein, sondern können geneigt angeordnet sein.
Außerdem ist es möglich, mehrere Zufuhrrohre und Abgaberohre parallel nebeneinander
und entsprechend mehrere über den Umfang des Dosierkörpers parallel zueinander angeordnete
Dosierbohrungen vorzusehen.
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L e e r s e i t e