DE2944869A1

DE2944869A1 - Geraet zum automatischen abmessen und dosieren von fluessigkeiten, insbesondere farben

Info

Publication number: DE2944869A1
Application number: DE19792944869
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Sindoni
Original assignee: ITALIANE VERNICI IND
Current assignee: ITALIANE VERNICI IND
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1979-11-07
Publication date: 1980-05-22
Also published as: BE885577A; DE2944869C2; IT1101064B; FR2441071A1; IT7829613A0; GB2035821A; GB2035821B; FR2441071B1

Description

Via Piani, 54

Carasco (Genova) / Italien

Gerät zum automatischen Abmessen und Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere Farben.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum automatischen Abmessen und Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere Farben. Dieses insbesondere für die Farbstoffindustrie vorgesehene Gerät soll dazu dienen, aus einer Anzahl von in Einzelbehältern aufgenommenen Grundfarben eine Vielzahl von Mischfarben bzw. Farben unterschiedlicher Farbschattierungen herzustellen, wobei die einzelnen Grundfarben gleichzeitig in einen Auf fang- bzw. Sammelbehälter eingefüllt werden, in dem sie zur Herstellung der erwünschten Mischfarbe miteinander vermischt werden.

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Es sind bereits verschiedene Arten von Meß- und Dosiergeräten bekannt, die auf den verschiedensten Gebieten benutzt werden, beispielsweise von der Nahrungsmittelindustrie bis zur chemischen Industie. Diese Meß- und Dosiergeräte arbeiten nur mit einer sehr eingeschränkten Genauigkeit und haben außerdem wesentliche Nachteile bei der Behandlung von flüchtigen Substanzen, hochviskosen Produkten oder Stoffen, die eine starke Neigung zum Trocknen bzw. Austrocknen haben. Diese Nachteile sind insbesondere dann gravierend, wenn die Maschine bzw. das Gerät nicht kontinuierlich arbeitet, so daß es infolge von getrockneten Rückständen innerhalb des Gerätes bei der weiteren Benutzung des Gerätes zu Störungen und einer ungenauen Dosierung kommen kann, wobei weitere Schwierigkeiten dann auftreten können, wenn es infolge einer teilweisen Verdunstung flüchtiger Substanzen zu Konzentrationsänderungen der Ausgangsstoffe kommt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Gerät zum automatischen Abmessen und Dosieren von Flüssigkeiten, insbesondere Farben zu schaffen, bei dem die abzumessenden und zu dosierenden Stoffe kontinuierlich in jedem Teil des Gerätes in Bewegung gehalten werden, um die Bildung von möglichen Ablagerungen auszuschalten, wobei außerdem das Gerät in den Teilen im wesentlichen vollständig abgedichtet sein soll, innerhalb welchen die verschiedenen Stoffe bzw. Flüssigkeiten zirkulieren.

Das Gerät soll außerdem eine sehr genaue Dosierung ermöglichen, um reproduzierbare Mischprodukte selbst nach längeren Zeitabläufen zu erhalten, um Mischprodukte herstellen zu können, welche im wesentlichen die gleichen Eigenschaften haben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Gerät dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Meß- und Dosierein-

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hei ten unsfaßt, von denen jede einen Behälter, einen Mefl- und Dosierkopf und eine zwischen dee Behälter und dem ffefl- und Dosierkapf liegende Kammer umfaßt, die eine Absperreinrichtung und eine zu einem Auf fang- oder Sammelbehälter führende Austrage leitung enthalt, daß in sämtlichen Behältern und Meß- und Dosierköpfen Schäfte vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Antreibsplatte zu einer hin- und hergehenden Bewegung antreibbar sind, und daß an den In die Behälter führenden Schäften Mischblätter und an den in die Meß- und Dosierköpfe führenden Schäften Dichtringe befestigt sind, derart, daß für die eine Stellung der Absperreinrichtung unter dem Einfluß der hin- und hergehenden Bewegung der Schäfte eine Strömung der abzumessenden und zu dosierenden Flüssigkeit aus dem einzelnen Behälter in den zugeordneten Meß- und Dosierkopf und umgekehrt möglich ist, während in der anderen Stellung der Absperreinrichtung einerseits die Verbindung zwischen dem Behälter und dem zugeordneten Meß- und Dosierkopf unterbrochen ist, und andererseits der Meß- und Dosierkopf mit der zugeordneten Austrageleitung in Verbindung steht.

Das erfindungsgemäße Gerät enthält somit im wesentlichen Einrichtungen, um unter Vermeidung eines Dekantierens die Grundfarben miteinander zu vermischen; es sind außerdem Steuerungs- und Ubeiwachungselemente zur Steuerung der Betriebs ab laufe der Maschine bzw. des Gerätes vorgesehen, und außerdem Elemente bzw. Organe zum Programmieren und Speichern von Funktionsablaufen zur Herstellung unterschiedlicher Mischungen bzw. verschiedener Farbschattierungen.

Die Steuerung und überwachung der Funktionsabläufe des Gerätes erfolgt mittels eines Pechners, wobei außerdem auch eine überwachung des Gerätes durch visuelle Anzeige der einzelnen Daten auf eine an der Vorderseite des Gerätes angebrachten Anzeigetafel gegeben ist.

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Jeder MeB- und Dosierkopf steht über eine Kammer od. dgl. mit seinem zugeordneten Behälter in Verbindung, wobei die Möglichkeit gegeben ist, die einzelne Flüssigkeit bzw. einzelne Farbe in ständiger Bewegung zwischen dem Behälter und dem MeB- bzw. Dosierkopf zu halten. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, daß das für den einzelnen Mischbzw. Dosiervorgang nicht verbrauchte Produkt wieder in den Behälter zurückgefordert werden kann. Dieses wird im wesentlichen gemäß einer vorteilhaften Ausführungs form der Erfindung dadurch erreicht, daß die in der Kammer befindliche Absperreinrichtung eine Stange umfaßt, die einen ersten elastisch bzw. federnd abgestützten Dichtring zum Verschließen einer zwischen dem Meß- und Dosierkopf und dem zugeordneten Behälter befindlichen öffnung trägt, daß die Stange mit ihrem vorderen freien Ende in eine eine Blindbohrung aufweisende Hülse ragt, die auf ihre Außenseite mit einem zweiten Dichtring zum Verschließen eines Durchlasses zwischen dem Meß- und Dosierkopf und der Austrage leitung versehen ist, wobei auf diese Hülse eine Feder einwirkt, die diesen zweiten Dichtring im Sinne eines Verschließens dieses Durchlasses beaufschlagt, und daß die Absperreinrichtung derart angeordnet und gestaltet ist, daß erst nach dem Verschließen der öffnung durch den Dichtring der zweite Dichtring zum Freigeben des Durchlasses entgegen der Kraft der Feder verstellbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung

näher beschrieben. Es zeigen:

Flg. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Gerät, welches mehrere Meß- und Dosiereinheiten umfaßt, die jeweils im wesentlichen aus einem Behälter und einem Meß- und Dosierkopf bestehen;

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Fig. 2 in vergrößerter Darstellung eine Schnittansicht einer einzelnen Meß- und Dosiereinheit mit zwischen dem Behälter und dem Meß- und Dosierkopf befindlicher Kammer?

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Einrichtung zum Erfassen der ausgetragenen Menge jeder einzelnen Flüssigkeit bzw. Farbe;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Einzelbehälters;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines im Inneren jedes Einzelbehälters angeordneten Mischblattes, und

Fig. 7 eine perspektivische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Meß- und Dosiergerätes.

Mehrere Meß- und Dosiereinheiten, von denen jede einen Behälter und einen Meß- und Dosierkopf enthält, sind vorzugsweise strahlenförmig um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet, wodurch die in Fig. 1 dargestellte trommelförmige Apparatur 1 gebildet ist.

Jede Meß- und Dosiereinheit umfaßt gemäß Fig. 2 einen an seiner Oberseite mit einem Deckel 14 hermetisch abgeschlossenen Behälter 3 und einen Meß- und Dosierköpf 4, der über eine vorzugsweise zylindrische, unterhalb des Behälters 3 angeordnete Kammer 5 mit diesem Behälter 3 in Verbindung steht. An der Oberseite der Kammer 3 sind zur überwachung des Füllstandes des sich in dem Behälter 3 befindlichen Färbemittels bzw. Farbstoffes Sensoren bzw. Füllstandsanzeiger 18 bekannter Art angeordnet.

Innerhalb der Kammer 5 ist eine von einem Elektroventil 7 gesteuerte Stange 6 verschiebbar geführt, an derem einen. Ende von Federn 22 und 22* federbelastet« Dichtrlnge und 23 befestigt sind, die in Abhängigkeit von der Stelluaf

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der Stange 6 entweder die öffnung 45 verschließen void den Durchlaß 46 öffnen oder umgekehrt. Die öffnung 45 verbindet die Kammer 5 mit einer Zwischenkammer 47, die kleiner ist als die Kammer 5 und direkt unterhalb des Meß- und Dosierkopfes 4 liegt, der mit dieser Zwischenkammer 47 über einen Leitungsabschnitt 43 in Verbindung steht.

Der Durchlaß 46 verbindet die Zwischenkammer 47 mit einer Austrageleitung 24, die zu den zu füllenden Behältern fuhrt.

Oberhalb der trommeiförmigen Apparatur 1 ist eine an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Mittelschaft befestigte Platte 3o angeordnet, die in vertikaler Richtung hin- und hergehend antreibbar ist. An dieser Platte 3o sind Schäfte 19, an denen innerhalb der Meß- und Dosierköpfe 4 verschiebbare Dichtringe 2o montiert sind, und Schäfte 15 befestigt, die abgedichtet durch entsprechende öffnungen 48 in die einzelnen Behälter 3 hineingeführt sind.

Am unteren Ende jedes Schaftes 15 ist ein gegenüber seiner Hauptachse schräggestelltes Mischblatt 16 befestigt, dessen Form dem Innenquerschnitt des Behälters entspricht und das mehrere vorzugsweise aus Gummi bestehende elastische Elemente 17 trägt, die bei der Auf- und Abbewegung des Blattes 16 an den Innenwänden des jeweiligen Behälters entlanggleiten.

Die Platte 3o ist gemäß Fig. 3 mittels eines Befestigungselementes 33 an einem vorzugsweise gezahnten Endlosband 32 befestigt, welches zum Antrieb eines Zahnrades 34 dient, dessen Zähne in der Lage sind, einen auf eine Photozelle 35 od.dgl. gerichteten Lichtstrahl zu unterbrechen, die an einen Impulszähler 36 bekannter Art angeschlossen ist.

(Interhalb der Austrage leitungen 24 ist eine um die Achse 51 drehbare Tragplatte 5o für die Auffangbehälter angeordnet.

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An der Außenseite der Tragplatte 5o sind Zähne 49 od.dgl. angebracht, die in nicht dargestellte Arretierungsöffnungen od.dgl. einfallen, um die Tragplatte 5o zu arretieren bzw. festzuhalten, wenn der jeweilige Auffangbehälter sich unterhalb der Austragleitungen 24 befindet.

über die Beschreibung des mechanischen Aufbaues der erfindungsgenäßen Apparatur hinausgehend wird im folgenden in beispielhafter Welse zusammenfassend eine Elektronikscha 1 tung beschrieben, die in bevorzugter Weise zur Steuerung des Betriebes der erfindungsgemäßen Apparatur geeignet ist.

Eine Energiequelle 37 bekannter Art (Fig. 4) ist an eine Schalttafel 38, die auch ein Anzeigegerät umfassen kann, einen Mikroprozessor 39, Speicher 4o, die Elektroventile 7 und die entsprechenden Steuergeräte 41 angeschlossen.

Zwischen der Energiequelle 37 und den Speichern 4o befindet sich eine Batterie 42 mit einer Einrichtung, um diese Batterie im Falle einer Unterbrechung des Speisestromes an die Speicher anzuschließen.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Apparatur bzw. Vorrichtung ist wie folgt: Zum Zeitpunkt der Zündung setzt der Motor die Platte 3o über ein Getriebe oder einen öldynamischen Regelkreis od.dgl. in Bewegung. Die Stange 6 befindet sich dabei in der in Fig. 2 dargestellten Position, bei der der Durchlaß 46 geschlossen ist, während die öffnung 45 zwischen der Kammer 5 und dem Meß- und Dosierkopf 4 frei ist.

Bei der Aufwärtsbewegung des Dichtringes 2o wird Farbe bzw. Farbstoff aus dem Behälter 3 angesaugt und bei der Abwärtsbewegung des Dichtringes 2o wieder in den

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Behälter zurück gedrückt. Auf diese Welse wird die In den Behältern 3 befindliche Farbe gut durchmischt, und zwar sowohl aufgrund der Auf- und Abwärtsbewegung der Blätter 16 und der hin- und hergehenden Färb ens trömung aus den jeweiligen Behältern 3 In die Meß- und Doslerköpfe 4 und umgekehrt. Die an den Blättern 16 befestigten elastischen Elemente 17 dienen nicht nur zur Führung dieser Blätter sondern auch zum Abstreifen der Farbe von den Behälterwänden, wodurch die optische überwachung des Füllstandes der einzelnen Behälter von außen her möglich 1st.

Am Ende der Mischstufe setzt der Mikroprozessor die anderen Funktionen der Maschine bzw. Apparatur frei, und es ist nunmehr möglich, an der Schalttafel die Steuerung für die jeweils erwünschten Farbschattierungen einzustellen. Die Kombination der einzelnen Grundfarben zur Erzielung der bestimmten Farbschattierungen ist vorher eingespeichert worden, und die Batterie 42 dient unter Einschluß des zwischen diese Batterie und die Speicher zwischengeschalteten Gerätes dazu, auch im Fall einer Stromunterbrechung die Speicher funktionstüchtig zu halten, indem diese mit dem notwendigen Speisestrom versorgt werden.

Sobald einmal die Steuerung entsprechend der erwünschten Farbe bzw. Farbschattierung eingestellt worden ist, stellt der Mikroprozessor die Gegenwart des Auffangbehälters in Übereinstimmung mit den jeweiligen Austragsleitungen mittels der Fotozellen od.dgl. fest, er zeigt die Dimensionen derselben an und stellt über die Speicher sicher, daß in den einzelnen Behältern 3 die Grundfarbe in ausreichender Menge vorhanden ist, bevor die Austragsstufe eingeleitet wird. Wenn die Platte 3o ihre höchste Stellung erreicht hat und die Meß- und Dosierköpfe vollständig gefüllt sind, aktiviert der Mikroprozessor entsprechend den erwünschten Farben bzw. Farbschattierungen die

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Elektroventlle 7, wodurch die Stangen 6 verschoben werden, um die Offnungen 45 zu verschließen und die Durchlässe 46 zu den Austrageleitungen 24 zu öffnen. Bei der Abwärtsbewegung der Platte 3o drücken die Dichtringe 2o die einzelnen Farben in den Auffangbehälter. Die Dosierungsmengen werden von dem Mikroprozessor mittels der in Fig. 3 dargestellten Einrichtung gesteuert bzw. überwacht.

Die Menge des aus jedem MeB- bzw. Dosierkopf austretenden bzw. abgegebenen Materials ist eine Funktion von der Abwärtsbewegung der Platte 3o; diese Abwärtsbewegung wird von dem Impulszähler 26 gemessen, der die Anzahl der Zähne zählt, die vor der Photozelle 35 vorbeigeführt werden. Da das Zahnrad 34 von dem mit der Platte 3o gekoppelten Endlosband 32 angetrieben wird, entspricht die Anzahl der vor der Photozelle 35 vorbeigeführten Zähne einer bestimmten Abwärtsbewegung der Platte 3o, wobei diese Abwärtsbewegung, wie bereits oben erwähnt, einer bestimmten von dem Meßbzw. Dosierkopf 4 abgegebenen Färb men ge entspricht.

Die Signale werden von dem Impulszähler 36 an den Mikroprozessor weitergeleitet, der, sobald die jeweilige Farbe in der exakten Menge abgegeben worden ist, das entsprechende Elektroventil aktiviert, wodurch der Durchlaß 46 geschlossen und die Öffnung 45 freigegeben wird, so daß die in dem Meß- und Dosierkopf verbliebene Farbmenge in den Behälter 3 zurück gedrückt werden kann.

Die Menge jeder Farbe wird anschließend gespeichert. Der Austrag bzw. die Abgabe durch die verschiedenen Austrageleitungen erfolgt gleichzeitig, und es sind die von dem Mikroprozessor gesteuerten Elektroventile, die die weitere Farbabgabe automatisch am Ende jedes einzelnen Dosiervorganges unterbrechen. Die Tragplatte 5o kann in Rotation versetzt werden, so daß sie während der Bewegung nicht

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über die Außenabmessungen der Maschine bzw. Apparatur vorsteht, wobei diese Tragplatte eine doppelte bzw. paarweise Anordnung haben kann, so daß während des FUllens des einen Auffangbehälters ein weiterer Auffangbehälter aufgestellt werden kann.

Per Mikroprozessor kann zusätzlich zur Steuerung bzw. überwachung des Betriebes der Maschine bzw. Apparatur auch für andere Zwecke verwandt werden. So kann beispielsweise eine Verwendung ins Auge gefaßt sein, bei der auf dem Anzeigegerät bestimmte Nachrichten angezeigt werden, wenn die Maschine bzw. Apparatur nicht in Gebrauch ist. Es ist weiterhin möglich, den Mikroprozessor als Rechner zu benutzen, und zwar insbesondere zur Berechnung bzw. Anzeige des täglichen Durchsatzes der Maschine.

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Claims

Patentansprüche

1J Gerät zum automatischen Abmessen und Dosleren von Flüssigkeiten, insbesondere Farben, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Meß- und Doslerelnhelten umfaßt, von denen jede einen Behälter (3), einen Meß- und Dosierkopf (4) und eine zwischen dem Behälter (3) und dem Meß- und Dosierkopf (4) liegende Kammer (5) umfaßt, die eine Absperreinrichtung und eine zu einem Auf fang- oder Sammelbehälter führende Austragsleitung (24) enthält, daß In sämtlichen Behältern (3) und Meß- und Dosierköpfen (4) Schäfte (15, 19) vorgesehen sind, die von einer gemeinsamen Antriebsplatte (3o) zu einer hin- und hergehenden Bewegung antreibbar sind, und daß an den in die Behälter (3) führenden Schäften (15) Mischblätter (16) und an den in die Meß- und Dosierköpfe (4) führenden Schäften (19) Dichtringe (2o) befestigt sind, derart, daß für die eine Stellung der Absperreinrichtung unter dem Einfluß der hin- und hergehenden Bewegung der Schäfte (15, 19) eine Strömung der abzumessenden und zu dosierenden Flüssigkeit aus dem einzelnen Behälter (3) in den zugeordneten Meß- und Dosierkopf (4) und umgekehrt möglich ist, während in der anderen Stellung der Absperreinrichtung einerseits die Verbindung zwischen dem Behälter (3) und dem zugeordneten Meß- und Dosierkopf (4) unterbrochen ist, und andererseits der Meß- und Dosierkopf (4) mit der zugeordneten Austrage leitung (2 4) in Verbindung steht.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Absperreinrichtung ein von einem Mikroprozessor (39) gesteuertes Elektroventil (7) zugeordnet ist,

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und daß mehrere dieser Elektroventile (7) zum Zumessen und Dosleren von Flüssigkeiten aus mehreren der vorhandenen Meß- und Dosiereinheiten gleichzeitig beaufschlagbar sind.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (3o) schlupffrei in antriebsübertragender Verbindung mit einem rotierenden Unterbrecherorgan (34) eines Impulszählers (36) steht, derart, daß die Anzahl der von dem Impulszähler erfaßten Impulse proportional dem Ausmaß der Abwärtsbewegung der Antriebsplatte (3o) und damit der aus dem Meß- und Dosierkopf (4) durch die Austrage leitung (2 4) geförderten Flüssigkeitsmenge ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kammer (5) befindliche Absperreinrichtung eine Stange (6) umfaßt, die einen ersten elastisch bzw. federnd abgestützten Dichtring (21) zum Verschließen einer zwischen dem Meß- und Dosierkopf (4) und dem zugeordneten Behälter (3) befindlichen öffnung (45) trägt, daß die Stange (6) mit ihrem vorderen freien Ende in eine eine Blindbohrung aufweisende Hülse ragt, die auf ihre Außenseite mit einem zweiten Dichtring zum Verschließen eines Durchlasses (46) zwischen dem Meß- und Dosierkopf (4) und der Austragsleitung (2 4) versehen ist, wobei auf diese Hülse eine Feder (22*) einwirkt, die diesen zweiten Dichtring im Sinne eines Verschließens dieses Durchlasses (46) beaufschlagt, und daß die Absperreinrichtung derart angeordnet und gestaltet ist, daß erst nach dem Verschließen der öffnung (45) durch den Dichtring (21) der zweite Dichtring (43) zum Freigeben des Durchlasses (46) entgegen der Kraft der Feder (22') verstellbar ist.

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