DE3233364A1 - Vorrichtung zur volumetrischen dosierung - Google Patents

Description

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Patentanwälte Dr.-Ing. G. Riebling Dr.-Ing. P. Riebling

E.P. REMY et Cie

50, avenue des Fenots 28104 DREUX, France

"Vorrichtlang zur volumetrischen Dosierung·"

Die vorliegende Erfindung hat insbesondere eine Vorrichtung zur volumetrischen Dosierung, wie z.B. Nahrungsmittel zum Gegenstand, die in Behältern oder Topfen konditioniert werden sollen.

Es sind "bereits volumetrische Dosierer bekannt, die Kolben besitzen, die eine dosierte Menge eines Nahrungs- oder anderen Mittels, ansaugen können, um dieses dann in Behälter hinein zudrücken. Diese Dosierer sind im allgemeinen mit KükenhShnen verschiedenster Art ausgerüstet, um in alternativer Weise das Sperren oder Offnen der Kreise zum Ansaugen und Zurückdrängen des zu konditionierenden Produktes zu ermöglichen.

Diese Hähne sind "zwar einfach zu handhaben, jedoch schwer zu reinigen. Hinzu kommt, dass die verschiedenen Elemente des Dosierers ' Dichtungen besitzen, vie dies bei den Kolben der gegenwärtig bekonnten Dosierer der Fall ist.

Es ist verstündlich, dass bei der Dosierung eines Nahrungsmittels die vorgenannten Schwierigkeiten bein Reinigen sehr scm/erwiegcnde Mängel darstellen. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese · und andere Mangel zu beheben. Sie schlägt zu diesem Zweck einen neuen volumetrisehen Dosierer mit Ventilen vor, dessen Säuberung oder Reinigung sehr leicht auszuführen ist und der aufgrund seines mechanischen Aufbaues, der bemerkenswert einfach und kompakt ist, die notwendige Betriebszuverlässigkeit besitzt.

Die Erfindung hat infolgedessen eine voluminetrische Dosierungsvorrichtung für verschiedenartigste Produkte, wie z.B. Nahrungs- ' mittel zum Gegenstand, die in Behältern konditioniert werden sollen und besitzt v/enigstens einen Kolben zum Ansaugen einer dosierten Menge des Produktes und zum anschliessenden Eindrücken dieses Produktes in einen Beh~alter. Diese Vorrichtung ist durch einen Ansaug-FÖrderkreislauf gekennzeichnet, der mit wenigstens einem Ventil versehen ist, das von einer geschmeidigen Membran, vorzugsweise in Balgform gebildet ist und die sich direkt und dichtend auf die :inen Ventilsitz bildenden Ränder einer Öffnung auflegen kann.

Es ist leicht einzusehen, dass eine einfache ein Ventil bildende . Membran vollkommen säuberbar ist, was bei den Hähnen oder ähnlichen Mitteln der bisher bekannten Dosierer nicht der Fall war.

Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Ränder der geschmeidigen Membran mechanisch in dichter V/eise festgeklemmt, wo-, hingegen der mittlere oder obere Bereich dieser Membran von einer Stange oder dergleichen gesteuert wird, die axial im Inneren der genannten Membran gegenüber der den Ventilsitz bildenden Öffnung angeordnet ist.

Anzumerken ist, dass der zentrale Bereich der Membran das freie Ende der genannten Stange überspannt, und dabei gegebenenfalls an? diesem Ende durch eine Schraube oder dergleichen befestigt ist,

'obei die Stange vorzugsweise in einem Teil gleitend angeordnet rt, das zum Festklemmen der Ränder der genannten Membran beiträgt.

nfolgedeccen kann durch einfache Betätigung der fraglichen Stange er mittlere oder obere Bereich der Membran dichtend auf seinen ;itz gedrückt worden, wobei die Membran dank ihrer Balgform leicht erformbar ist.

■emäss einem anderen Merkmal der Erfindung wird ein Ventil mit iner Membran und einer Stange auf beiden Seiten einer Kammer orgesehen, in der der genannte Dosierungskolben gleitet, um abwechselnd eine Ansaugleitung, die an einen ProduktvorratbehSlter angeschlossen ist, und eine Förderleitung, die mit einem Auslass- ;tutzen für das dosierte Produkt ausgerüstet ist, zu verschliessen.

Jei einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Ansaugleitung .m wesentlichen parallel zur Achse der genannten Kammer unterhalb Ies Vorratsbehälters, während die Förderleitung im wesentlichen [uer zu dieser Achse ausgerichtet ist.

üs ist noch zu vermerken, dass der genannte Stutzen, dessen Achse juer zu dor Forderleitung verläuft, Mittel zur vorübergehenden Be-Testigur ines Kollektors besitzt, der die Reinigung in einem geschlossenen Kreislauf des Stutzens ermöglicht.

lach ein^ anderen Merkmal der Erfindung ist die Stange, an der ler mittlere oder obere Bereich der Membran befestigt ist, mit der Stange eines gehäusefesten Zylinders oder einer mechanischen Steuerung verbunden.

Der erfindungsgemässe volumetrische Dosierer ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierungskolben in seiner Kammer ohne Zwischendichtung gleitet und dass die Stange dieses Kolbens die Wand le ε Produktvorratsbehälters in der Achse der genannten Kammer lurchläuft, wobei der Vorratsbehälter dauernd und direkt mit dieser Kammer und den Ansaug- und Förderleitungen verbunden ist.

■lan erkennt, dass der erfindungsgemässe Dosierer einen sehr einfa-

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- fechten mechanischen Aufbau besitzt und in seiner Anwendung bequem ist, um z.B. dosierte Nahrungsmittelmengen in Behälter einzufüllen, die unter dem Stutzen des Dosierers vorbeibewegt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert, wobei

- die Figuren 1,2 und 3 schematische Ansichten mit vertikalem Schnitt einer erfindungsgemässen Dosierungsvorrichtung sind und das Gerät in seiner An saugstellung, beziehungsweise seiner Stellung zum Einfüllen einer dosierten Produktmenge in einen Behälter bzw. dieses Gerät während seiner Reinigung oder Säuberung zeigen, und

- die Figur 4 eine weitere vertikale, jedoch teilweise Schnittansicht eines Dosierers gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist, wobei diese Ansicht die wesentlichen aktiven Glieder des Dosierers in grösserer Einzelheit und in grosserem Masstab zeigt.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere gemäss der Figur 4, besitzt eine erfindungsgemässe Dosierungsvorrichtung im wesentlichen eine zylindrische Kammer 1, in der ein Dosierungskolben 2 gleitet und die auf einer Seite mit einer Ansaugleitung 3 und auf der anderen Seite mit einer Förderleitung 4 verbunden ist. Diese zwei Leitungen sind abwechselnd durch Ventile 5 mit geschmeidiger Membran 6 verschliessbar.

Ein Vorratsbehälter 7, der z.B. ein Nahrungsmittel enthält, ist am oberen Teil eines die Kammer 1 definierenden Zylinders angebracht. Dieser Vorratsbehälter steht dauernd und direkt mit der Kammer 1 und ebenfalls mit der Ansaugleitung 3 in Verbindung, die in 3a in den Behälter 7 einmündet.

Wie aus der Figur 4 deutlich wirdfces itzt die Membran 6 jedes Ventils 5 die Form eines Balges, der sich in vertikaler Richtung dehnen oder zusammenziehen kann, um eine Öffnung 9 oder 10, die den Sitz 11,12 des Ventils 5 bildet, zu versperren oder offen zu lassen.

»er Rand 13 jeder Membran 6 ist mechanisch festgeklemmt, wohingeen der mittlere oder obere Bereich 14 jeder Membran frei ist und urch eine Stange 15 gesteuert wird, die axial im Inneren der Membran 6 gegenüber der Öffnung 9,10, die den Sitz 11,12 des Ventils ■ bildet angeordnet ist.

»er obere odor mittlere Teil 14 der. Membran 6 ist am Ende 15a_ der itange 15 z.B. durch eine Schraube 6 oder durch jedes andere geignete Mittel befestigt.

lei dem auf der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt Las Ventil 5, das sich auf der Seite der Ansaugleitung 3 befindet, line Membran 6, deren Rand 13 zwischen dem unteren Teil 17 des [ylinders 8 festgeklemmt, der einen Teil 18 aufweist, in dem die ansaugleitung 3 ausgeführt ist, und einen Flansch oder dergleichen 9, der den Raum 20 des Ventils 5 schliesst und in dem die Betätijungsstange 15 der Membran 6 gleitet, so dass letztere die Stange 5 hutförmig überdeckt. Genauer gesagt, gleitet diese Stange in iinem Ring oder dergleichen 21, der fest mit dem Flansch 19 verrunden ist. Das andere Ende 15b der Stange 15 ist z.B. durch Verschraubung an der Stange 22 eines doppelwirkenden Zylinders 23 befestigt, dessen Körper am Flansch 19 z.B. durch Säulen 24 befestigt .st..Die Ansaugleitung 3, die wie die Dosierungskammer 1 in ein md demselben Teil 8,18 ausgeführt ist, verläuft parallel zur Achse [-X'der Kammer 1 und des Kolbens 2, was in vorteilhafter Weise da- IU beiträgt, dass der Dosierer kompakt ist und unter idealen Belingungen, wie im folgenden erklärt wird, arbeiten kann. Der Rand 13 der Membran 6 des Ventils 5, das auf der anderen Seite des Cylinders angeordnet ist, um die Förderleitung 4 zu verschliessen, Lst In dichter Weise z\dlschen einem Flansch 25 und einem Teil 26 Testgeklemmt, das einen Raum oder eine Lagerung 27 für das Ventil j abgrenzt und an die Förderleitung 4 angeschlossen ist. Das Teil 16 steht durch die Öffnung 10 mit einem Stutzen 28 in Verbindung, ler das Produkt in einen Behälter, wie z.B. einen Topf 29 gemäss ier Figur 2 einfüllt. Wie bereits beschrieben worden ist, gleitet lie Stange 15 in einem in dem Flanschteil 25 vorgesehenen Ring 21. Das Ende 15a der Stange 15 ist an dem überspannenden mittleren Bereich 14 der Membran 6 befestigt, wie bereits beschrieben worden ist. Das andere Ende 15b dieser Stange ist mit der Stange 22 eines

doppelwirkenden Zylinders 23 verbunden, der fest am Flansch 25 durch Säulen 24 angebracht ist, wie bereits anlasslich des der Ansaugleitung 3 gegenüberliegenden Ventils ausgeführt worden ist.

Der Stutzen 28 besitzt geeignete Mittel, wie z.B. ein einfaches Gevinde 28a zur zeitweiligen Befestigung eines Kollektors 34, der die Säuberung des Stutzens 28 im geschlossenen Kreis ermöglicht, wie im v/eiteren beschrieben werden wird.

Gemäss dem auf der Figur 4 abgebildeten Beispiel wird die Förderleitung 4, die quer zur Achse X-X¹ der Dosierungskammer 1 und des Kolbens 2 verläuft, von einem Rohr einer gewissen Länge gebildet. Dies ermöglicht es, den Stutzen 28 vom restlichen Teil des Dosierers zu trennen und oberhalb der zu füllenden Behälter 29 ein Minimum an Hindernissen zu haben. Diese Anordnung ermöglicht, einen vertikalen laminaren z.B. sterilen Luftstrom mit maximaler Wirksamkeit zu nutzen. Diese Leitung 4 kann jedoch auch, ohne den Rahmen der vor-_> liegenden Erfindung zu verlassen, bedeutend kürzer sein, wie schematisch auf den Figuren 1 bis 3 gezeigt wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine kompaktere Bauart erreicht werden.

Wie die Figur 4 zeigt, wird der Dosierungskolben 2 von einem eigentlichen Kolben 2a gebildet, der in der Kammer 1 durch einfache Anordnung zwischen den inneren Wänden des Zylinders 8 gleitet, d.h. ohne Vorhandensein einer Zwischendichtung, was die Reinigung oder Säuberung vereinfacht. Am Kolben 2a ist z.B. durch eine Schraube eine Stange 2b befestigt, die gemäss den Figuren 1 bis 3 die Wand des Vorratsbehälters 7 in der Achse X-X^! der Dosierungskammer 1 durchdringt. Genauer gesagt, gleitet die Stange 2b in einer Buchse 30, die gegenüber einer Öffnung 31 in der Wand des Behälters 7 angebracht ist. Die Stange 2b führt dabei eine geradlinige abwechselnde Bewegung aus, die vorzugsweise von einem mechanischen System mit einem Nocken (nicht dargestellt) erzeugt wird. Die Bewegung kann jedoch durch jedes andere geeignete System, wie z.B. einem hydraulischen oder pneumatischen bewirkt werden. Ferner kann vorteilhafterweise in Höhe des Durchlaufes der Stange 2b des Kolbens 2a am oberen Bereich des Vorratsbehälters 7 eine geeignete Isolierung zwischen dem Inneren des Behälters und der umgebenden Atmosphäre mit Hilfe z.B. einer mechanischen Dichtung, einer hydraulischen

ichtung oder einer Dampfsperre vorgesehen werden. Hervorzuheben st hier insbesondere- die Einfachheit und Betriebszuverlässigkeit ines erfindungs£emcissen Dosierers, die im wesentlichen auf die atsache zurückzuführen sind, dass die Einheit, die durch den PZoI-sn 2 und die Kammer 1 gebildet wird, gev.'issermassen in dem Voratsbehälter 7 £ur Speisung mit dem zu dosierenden Produkt einge- ?ttet ist.

Le Ventile 5 zur Umschaltung der Ansaugkreise 3 und Förderkreise v/erden selbstverständlich in mit der Bewegung des Kolbens 2 synironer Weise durch jedes geeignete mechanische, hydraulische oder leumatische Mittel gesteuert. Im folgenden wird kurz die Arbeitsjise des erfindungsgemässen Dosierers unter Bezug insbesondere if die schematischen Darstellungen der Figuren 1 bis 3 erklärt.

.e durch die Pfeile auf der Figur 1 charakterisiert wird, wird .s in dem Behälter 7 vorhandene Produkt 33 durch die Leitung 3 folge der Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 angesaugt, wobei das ntil 5 gegenüber der Leitung 3 geöffnet ist. Auf diese Weise rd eine gewisse Produktmenge in die Kammer 1 eingeführt. Wie e Figur 4 zeigt, wird die Verbindung zwischen der Leitung 3 und r Kammer 1 durch eine Öffnung 18a im Boden der Kammer sichergeeilt.

ch dieser Ansaugphase wird die Leitung 3 durch das Ventil 5 verflossen, während das Ventil 5 auf der Förderleitung 4 von seinem tz 12 abgehoben ist, so dass die Abwärtsbewegung des Kolbens 2 der Kammer 1 die Förderung des Produktes in den Behälter 29 bei?kt, wie die Figur 2 zeigt. Zu bemerken ist, dass die Behälter unter dem Dosierer z.B. schrittweise vorbeibewegt werden können I dabei durch eine Halterung 29a gehalten werden. Nachdem eine sierte Menge abgegeben worden ist, kehren die Ventile 5 in die * der Figur 1 dargestellte Stellung zurück, um ein neues Anigen und anschliessendes Fördern einer neuen dosierten Produktige auf die im vorangehenden beschriebene Weise zu bewirken.

in der .Dosierungsstutzen 28 gesäubert v/erden soll, genügt es ganz ifach, den Kollektor 30 an dem Stutzen, den er überdeckt, zu be-

festigen oder an diesen anzuschrauben, oder durch ein beliebiges ferngesteuertes Mittel zu diesem hinzuführen. Danach kann der Stutzen 28 in geschlossenem Kreislauf und ohne Eingriff von Hand gesäubert v/erden, was besonders wichtig ist, wenn es sich un Nahrung r.mittelprodukte handelt.

!lach der vorliegenden Erfindung·kann infolgedessen eine volumetrische Dosierungsvorrichtung geschaffen v/erden, die hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Betriebsweise kompakt und einfach ist. Selbstverständlich kann diese Vorrichtung in verschiedenster praktischer Weise abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann z.B. die Anordnung oder Ausrichtung der Ventile 5 anders sein als z.B. bei den Ausführungsformen nach der Figur 4 und den Figuren 1 bis 3. Der Rahmen des Dosierers, oberhalb von dem der Vorratsbehä'lter 7 angebracht ist, kann einstückig ausgebildet sein, wie dies aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, oder kann aus mehreren Teilen wie auf der Figur 4 zusammengesetzt sein.

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Claims (8)

3233354 PATENTANSPRÜCHE

1.'Vorrichtung zur voluraetrischen Dosierung von verschiedensten Produkten, wie z.B. Nahrungcmittelprodukten, die in Behältern konditioniert werden sollen, mit wenigstens einem Kolben zum Ansaugen einer dosierten !!enge des Produktes und anschliessendem Fördern der dosierten Menge in einen Behälter, gekennzeichnet durch einen Ansaug-Förderkreis, der mit wenigstens einem Ventil (5) ausgerüstet ist, das von einer geschmeidigen Membrane (6) vorzugsweise in Form eines Balges gebildet wird und sich direkt mi dichtend auf den Rand einer Öffnung (9, 10), die den Sitz (11,12) des Ventils bildet, aufsetzen kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der geschmeidigen Membran (6) mechanisch dicht festgeklemmt sind, während der mittlere oder obere Teil (14) dieser Membran durch eine Stange (15) oder dergleichen gesteuert wird, die axial im Innern der genannten Kammer gegenüber der den Ventilsitz bildenden Öffnung (9,10) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der mittlere Teil (14) der Membrane (6) das freie Ende der genannten Stange (15) überspannt und gegebenenfalls an diesem Ende durch eine Schraube oder dergleichen befestigt ist, wobei diese Stange vorzugsweise in einem Teil gleitend gelagert ist, das zum Festklemmen der Ränder der Membrane (6) beiträgt,

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (5) mit einer Membran (6) und einer Stange (15) auf jeder Seite einer Kammer (1) vorgesehen ist, in der der genannte Kolben (2a) gleitet, um abwechselnd eine Ansaugleitung (3), die mit einem Produktvorratsbehälter (7) verbunden ist, und eine Förderleitung (4), die mit einem Entleerungsstutzen(28JKiXkS dosierte Produkt ausgerüstet ist, zu schliessen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Ansaugleitung (3) im wesentlichen parallel zu der Kammer (1) unterhalb des genannten Vorratsbehälter (7) verläuft, während die Förderleitung (4) im wesentlichen quer zu dieser Achse X-X¹ ausgerichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Stutzen (28), dessen Achse quer zu der der Förderleitung (4) verläuft, Mittel zur vorübergehenden Befestigung eines Kollektors (30) zur Reinigung des Stutzens in einem geschlossenen Kreis besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (15), an der der zentrale oder obere Teil (14) der Membrane (6) befestigt ist, an der Stange (2b) eines fest an der Vorrichtung angebrachten Zylinders befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierungskolben (2a) in der genannten Kammer (1) ohne Vorhandensein einer Zwischendichtung gleitet und die Stange (2b) des Kolbens die Wand des Vorratsbehälters (7) in der Achse X-X¹ dieser Kammer durchläuft, wobei der Behälter (7) dauernd und direkt mit dieser Kammer und der Ansaugleitung (3) und der Förderleitung (4) in Verbindung steht.