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Dosiereinrichtung für Abfüllanlagen
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-----Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung für Abfüllanlagen,
mit einem zwei voneinander abstängige Ventilkörper aufweisenden Steuerventil, deren
oberer einen Vebtilsitz zwischen einer Zulaufkammer und einer Steuerkammer und deren
unterer, im Wechseispiel zum oberen, einen den Auslaß am unteren Ende der Steuerkammer
bildenden Ventilsitz schließen kann, wobei die Steuerkammer in leitender Verbindung
zu einer Saugkammer eines Dosierkolbens steht.
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Bei den bekannten Dosiereinrichtungen der gattungsgemäßen Art kann
es beim Anhalten der Dosiereinrichtung zu einem unkontrollierten, übermäßigen Auslaufen
von Füllgut kommen, wenn der untere Ventilkörper seinen aen auslauf der Steuerkammer
bildenden Ventilsitz freigibt. Nach Ansaugung des Füllgutes durch den Dosierkolben
ist ja die teuerkammer einschließlich der Verbindungsleitung zum Dosierkolben und
die Saugkammer vor dem bosierkolben praktisch mit Füllgut gelüllt. Wird dann der
den Auslaß bildende Ventilsitz geöffnet und stößt der Dosierkolben das Dosiervolumen
aus, ist nichts vorhanden, was bei Abschaltung der Einrichtung in dieser Stellung,
also bei noch geöffnetem unteren
Ventilsitz, ein Nachlaufen des
noch in der Steuerkammer und der Vebindungsleitung zur Saugkammer des Dosierkolbens
befindlichen Füllgutes verhindern könnte, mit dem Ergebnis, daß es zu einem Überlaufen
des zu füllenden Behultnisses und damit zu einer erheblichen Verschmutzung der Abfüllanlage
kommt. Es läßt sich zwar in gewissen Grenzen der in diesem Zusammenhang vorhandene
Gesamtvolumenraum bei der Dosierung mit berücksichtigen, doch hilft dies im Hinblick
auf die erheblich unterschiedliche Viskositut der Füllgüter nicht weiter.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiereinrichtung
der gattungsgemäßen Art dahingegend auszugestalten, daß völlig unabhängig von der
Viskosität des jeweiligen Füllgutes ein Nachlaufen von Füllgut bei stehendem Dosierkolben
auch bei noch offenstehendem auslaß mit Sicherheit vermieden ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß dem Auslaß der Steuerkammer
ein als Nachlaufsperre wirkendes Strömungslabyrinth vorgeschaltet ist.
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Durch dieses Strömungslabyrinth ist außen um einen zum Auslaß hin
offenen Kanal ein weiterer, etwa ringförmiger Kanal innerhalb des Labyrinths gebildet,
der immer bis zur Oberkante des ringförmigen Labyrinthsteges zwischen diesen beiden
Kanälen mit Füllgut gefüllt ist. Da bei geöffnetem Auslaß der obere Ventilsitz zur
Zulaufkammer hin geschlossen ist und sich durch die Abgabe des Dosiervolumens über
den Dosierkolben im oberen Bereich der Steuerkammer ein Vakuum gebildet hat, kann
über die Oberkante des genannten Labyrinthsteges keinerlei Füllgut mehr nachlaufen,
da die genannte Füllgutsäule in dem Ringkanal des Labyrinths jegliches Eindringen
von Luft in die Steuerkammer und damit jeglicher Abbau des dort
gebildeten
Vakuums vermieden ist. Unabhängig von der Viskosität des Füllgutes gelangt also
keinerlei Füllgut bei stehendem Dosierkolben über diese Labyrinthstegkante hinaus.
Bei stehendem Dosierkolben ist somit ein Nachlaufen von Füllgut ausgeschlossen.
Würde der Dosierkolben während seines Dosierhubes stehenbleiben, kann immer nur
dasjenige Füllgut, was sich im zum Auslaß hin offenen Labyrinthringkanal befindet,
noch auslaufen. Da es sich hierbei um einen Teil der eigentlichen Dosiermenge handelt,
kann dies unter keinen Umständen zu einem Überlaufen des Behältnisses führen.
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In den Unteransprüchen ist eine Ausführungsform gekennzeichnet, die
sich durch eine besonders einfache Bauweise eines derartigen Strömungslabyrinths
auszeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Dosiereinrichtung
gemäß der Erfindung.
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Die Dosereinrichtung beinhaltet ein Steuerventil, in dessen Ventilgehäuse
1 im oberen Bereich eine Zulaufkammer 2 vorgesehen ist, die einen Zulaufanschluß
3 hat. Im unteren Bereich des Ventilgehäuses 1 ist eine Steuerkammer 4 vorgesehen,
die mit der Zulaufkammer 2 über einen Ventilsitz 5 in leitender Verbindung steht
und die an ihrem unteren Ende einen Auslaß 6 aufweist, der durch einen weiteren
Ventilsitz 7 definiert ist. Die Steuerkammer 4 steht ferner in leitender Verbindung
mit der Saugkammer 8 im Zylinder 9 eines Dosierkolbens 10.
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Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Ventilstößel 11 angeordnet, der
auf- und abbeweglich einerseits in dem die Zulaufkammer 2 oben verschließenden Deckel
12 und andererseits über einen auf ihn aufgesetzten Ringkörper 13 an der Innenwandung
der Zulaufkammer 2 geführt ist, welcher Ringkörper 13 mit Durchlaufbohrungen 13a
für das Füllgut versehen ist.
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Es ergibt sich eine gute Lagerung und Führung des Ventilstößels derart,
daß der Ventilstößel im übrigen mittig frei im Ventilgehäuse 1 stehen kann und dabei
einen beliebigen Querschnitt haben kann.
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Auf dem Ventilstößel 11 sind abständig voneinander ein oberer Ventilkörper
14 und ein unterer Ventilkörper 15 angeordnet. Der obere Ventilkörper 14 kann den
Ventilsitz 5 schließen, während der untere Ventilkörper 15 den den auslaß 6 definierenden
Ventilsitz 7 schließen kann. Das Offnen und Schließen geschieht im Wechselspiel.
Vor dem durch den Ventilsitz 7 am unteren Ende der Steuerkammer 4 definierten Auslaß
6 ist ein Strömungslabyrinth angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt
sich vom Auslaß ein erster ringförmiger Labyrinthsteg 16 nach oben in die Steuerkammer
4 hinein. Auf dem Ventilstößel 11 ist eine nach unten offene Buchse 17 befestigt,
die mit ihrer Mantelwand einen zweiten ringförmigen Labyrinthsteg 18 definiert,
der den ringförmigen Labyrinthsteg 16 von oben derart übergreift, daß zwischen den
beiden Labyrinthstegen 16 und 18 ein ringförmiger Kanal 19 deefiniert ist, während
zwischen dem Labyrinthsteg 16 und dem Ventilstößel 11 ein Labyrinthkanal 20 gebildet
ist.
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In der oberen Endstellung des Ventilstößels 11 ist der Ventilsitz
5 zwischen der Zulaufkammer 2 und der Steuerkammer 4 geöffnet, während der Auslaß
6 durch den Ventil-
körper 15, der dann auf dem Ventilsitz 7 aufsitzt,
geschlossen ist. Es kann nun mittels des Dosierkolbens 10 Füllgut über den Zulaufanschluß
3, die Zulaufkammer 2, die Durchlaufbohrungen 13a in die Steuerkammer 4 und die
Saugkammer 8 des Dosierkolbens 10 laufen. Erreicht der Dosierkolben 10 das Ende
des Ansaughubes, wird über den Ventilstößel 11 der Ventilkörper 14 auf den Ventilsitz
5 gedrückt und damit die Verbindung zwischen der Zulaufkammer 2 und der Steuerkammer
4 geschlossen. Gleichzeitig wird durch Abheben des Ventilkörpers 15 vom Sitz 7 der
Auslaß 6 geöffnet. Der Dosierkolben 10 fährt nun vor und gibt die gewünschte Dosierung
des Füllgutes ab. Nach der Abgabe des dosierten Füllgutes sowie durch die Tatsache,
daß der Ventilsitz 5 geschlossen ist, entsteht im oberen Bereich der Steuerkammer
4 ein Vakuum, das unter allen Umstanden aufrechterhalten bleibt, da die immer in
dem Labyrinthkanal 19 zwischen den Labyrinthstegen 16 und 18 verbleibende Füllgutsäule
ein Eindringen von Luft vom offenstehenden Auslaß 6 her in die Steuerkammer 4 hinein
absolut sicher verhindert. Dies bedeutet aber, daß unter gar keinen Umständen, völlig
unabhängig von der Viskosität des Füllgutes, Füllgut über die Oberkante des emporstehenden
ringförmigen Labyrinthsteges 16 hinaus in den Labyrinthkanal 20 eintreten kann,
wenn nicht der Dosierkolben 10 eine entsprechende Bewegung vollführt. Ein unkontrolliertes
Nachlaufen von Füllgut ist damit ausgeschlossen. Bei stehendem Dosierkolben 10 kann
immer nur diejenige Füllgutmenge noch auslaufen, die sich in dem Labyrinthkanal
20 befindet. Hierbei handelt es sich aber in jedem Fall um bereits im Rahmen der
Dosierung vom Dosierkolben abgegebenes Füllsut dergestalt, daß durch die noch aus
dem Labyrinthkanal 20 auslaufende Füllgutmenge bei offenem Auslaß 6 ein Überlaufen
des das Füllgut aufnehmenden Behältnisses ausgeschlossen ist.