DK145208B - Fremgangsmaade og apparat til dosering af et pulver- eller partikelformet materiale - Google Patents

Description

145208

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til dosering af et pulver- eller partikelformet materiale.

Ved dosering af pulver- eller partikelformet materiale på basis af ma-5 terialets volumen, kan det være vanskeligt at opnå doserede materialemængder, der har i hovedsagen samme vægt, idet materialet, når det afmåles i et målebæger eller -kammer, som følge af tilfældigheder kan komme til at indeholde større eller mindre luftmænger. Hvis de doserede materialemængder skal anvendes i et fabrikations- eller behand-10 lingsanlæg, kan det endvidere i visse tilfælde være uheldigt, hvis de doserede materialemængder indeholder væsentlige luftmængder.

Dette gælder eksempelvis i forbindelse med et anlæg som det, der er beskrevet i dansk patentansøgning nr. 3161/80, hvor indføring af væsentlige luftmængder i anlægget sammen med de doserede pulver-15 mængder ville give anledning til alvorlige vanskeligheder på grund af kraftige skumdannelser.

Fra engelsk patentskrift nr. 1.492.033 kendes et doseringsapparat med et rørformet målekammer, der har sammentrykkelige ind- og 20 udløbsendedele, og hvis indløbsendedel står i forbindelse med en tilførselstragt. De sammentrykkelige ind- og udløbsendedele er omsluttet af kamre og kan ved tilførsel af henholdsvis vakuum og trykluft til disse kamre skiftevis åbnes og lukkes ved sammenklemning i en sådan tidsmæssig rækkefølge, at målekammeret skiftevis gennem 25 indløbsenden fyldes med det materiale, der skal doseres, og udtømmes gennem udløbsenden. Ved anvendelse af dette kendte doseringsappa-rat opstår dels det ovenfor omtalte problem med indeslutning af tilfældige luftmængder og dels det problem, at man ikke har sikkerhed for, at målekammeret hver gang fyldes og/eller tømmes helt. Begge dele 30 har en væsentlig indflydelse på den opnåelige doseringsnøjagtighed.

Ved opfindelsen er der blevet tilvejebragt en doseringsfremgangsmåde, der muliggør en særlig nøjagtig dosering og en i hovedsagen luftfri indslusning af den doserede materialemængde i en recipient eller et 35 behandlingsanlæg.

145208 2

Fremgangsmåden, ifølge opfindelsen er af den art, hvor der anvendes et målekammer med sammentrykkelige ind- og udløbsendedele, som er forbundet med henholdsvis et til- og et afgangsrum, idet disse endedele hver især skiftevis lukkes ved sammenklemning og åbnes i en sådan tidsmæs-5 sig rækkefølge, at der indføres materiale i målekammeret, medens indløbsendedelen er åben, og udløbsendedelen er lukket, at den doserede mængde af materialet derefter indesluttes i målekammeret ved lukning af indløbsendedelen, og at den doserede materialemængde så udtømmes i afgangsrummet ved, at målekammerets udløbsendedel åbnes, og frem-10 gangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der i afgangsrummet såvel som i ét eller flere rum, der omslutter målekammerets sammentrykkelige vægdele, frembringes et tryk, der er væsentligt lavere end trykket i tilgangsrummet.

15 Som følge af den trykforskel, der eksisterer mellem tilgangsrummet og afgangsrummet, vil det materiale, der doseres, blive tæt sammenpakket, når det suges eller trykkes ind i målekammeret, og da målekammerets indløbsendedel er tæt lukket, når udløbsendedelen åbnes, vil den doserede materialemængde blive sluset i hovedsagen luftfrit fra til-20 gangsrummet til afgangsrummet. Målekammerets sammentrykkelige ind- og udløbsendedele muliggør på en simpel måde en lufttæt lukning af målekammerets endedele uden anvendelse af komplicerede og sårbare ventilindretninger.

25 Det ville i princippet være muligt at tilføre trykluft til målekammerets tilgangsrum og at tilføre trykluft ved et mindre tryk eller atmosfæretryk til afgangsrummet og til det eller de rum, der omslutter målekammerets sammentrykkelige vægdele. I praksis vil det imidlertid normalt være fordelagtigt i stedet at frembringe et vakuum i afgangsrummet, 30 medens tilgangsrummet holdes i forbindelse med atmosfæren. Derved formindskes den luftmængde, der medføres af de doserede materialemængder, yderligere. Da der i det eller de rum, der omslutter målekammerets sammentrykkelige vægdele, hersker i hovedsagen det samme lave tryk som i afgangsrummet, kan målekammerets sammentrykkelige 35 dele fremstilles af et let bøjeligt materiale, som f.eks. gummi eller blød plast, og ved en foretrukken udførelsesform dannes målekammeret af en slange eller et rør af et sådant materiale. De kraftige rystebevægelser, som målekammerets sammentrykkelige dele udsættes for under åbne- og lukkebevægelserne, sikrer, at alt materiale udtømmes fra målekammeret, når dettes udløbsendedel åbnes.

145208 3

Opfindelsen angår også et doseringsapparat til udøvelse af den ovenfor beskrevne f remgangsmåde, og doseringsapparatet ifølge opfindelsen er af den art, der har et målekammer med sammentrykkelige ind- og udløbsendedele, som er forbundet med henholdsvis et til-5 og et afgangsrum, samt med organer til sammenklemning af henholdsvis ind- og udløbsendedelen, og apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at der findes organer indrettet til i afgangsrummet at frembringe et tryk, der er væsentligt lavere end trykket i tilgangsrummet, at målekammeret bg dettes indløbs- og udløbsendedele 10 er omsluttet af et ydre kammer, og at der findes organer indrettet til i dette ydre kammr at frembringe et tryk, der i hovedsagen svarer til trykket i afgangsrummet. Ved hjælp af et sådant doseringsapparat kan man som ovenfor forklaret opnå en nøjagtig dosering af pulvereller partikelformede materialer, uden at de doserede materialemængder 15 medfører væsentlige mængder af luft.

Doseringskammeret dannes fordelagtigt af et fleksibelt rør- eller slangestykke, og dette kan da mellem sine endedele være omsluttet af et stift rørformet legeme, hvis inderdiameter i hovedsagen er lig 20 med yderdiameteren for rør- eller slangestykket i dettes spændingsfrie tilstand. Da der i det ydre kammer, der omslutter rør- eller slangestykket, opretholdes et passende lille tryk, f.eks. af samme størrelsesorden som trykket i afgangsrummet, vil rør- eller slangestykket altid antage den af det stive rørformede legemes indre overflade 25 bestemte form, selv om rør- eller slangestykket fremstilles af et forholdsvis blødt materiale for at lette sammenklemningen af slangestykkets endedele.

Opfindelsen vil nu blive nærmere forklaret under henvisning til 50 tegningen, der viser en udførelsesform for doseringsapparatet ifølge opfindelsen, på hvilken fig. 1 viser doseringsapparatet set fra siden og delvis i snit, fig. 2 i større målestok set fra siden og delvis i snit en del af det i fig. 1 viste apparat og 55 fig. 3 set fra siden og delvis i snit et rør- eller slangestykke, der danner målekammeret i det i fig. 1 og 2 viste apparat.

145208 4

Det på tegningen viste doseringsapparat er beregnet til indføring af doserede mængder af et pulver- eller partikelformet materiale i et produktions- eller behandlingsanlæg, f.eks. til indføring af mælkepulver i det mælkerekombineringsanlæg, der er beskrevet i 5 dansk patentansøgning nr. 3161/80. Apparatet kan imidlertid i stedet anvendes til dosering af andre former for pulver- eller partikelformet materiale i tilfælde af, at der ønskes en nøjagtig dosering af i hovedsagen luftfri materialemængder. Apparatet kan imidlertid også med fordel anvendes til dosering af væskeformige materialer, 10 især når disse er mere viskose eller pastøse.

Det på tegningen viste apparat har en opadtil åben materialetilførselstragt eller et materialereservoir 10, hvori det materiale 11, der skal doseres, anbringes. Tragtens nederste udløbsende er tæt forbundet 15 med den øverste ende af et fleksibelt rør- eller slangestykke 12, der som vist i fig. 3 ved sine ender har en tætningsflange 13. Størstedelen af slangestykket 12 er omsluttet af et ydre vakuumkammer 14, hvis forreste væg 15 som vist i fig. 1 er aftageligt fastgjort ved hjælp af et antal skruer 16 eller lignende fastgørelsesorganer, og 20 som er af et gennemsigtigt materiale, f.eks. glas. Den nederste ende af slangestykket 12 er tæt forbundet med en rørbøjning 17, der igen er forbundet med sugesiden af en selvansugende centrifugalpumpe 18, der er indskudt i et rørsystem 19 hørende til et behandlings- eller fabrikationsanlæg, til hvilket de doserede materialemængder ønskes 25 tilført uden medslæbning af luft.

Midterdelen af slangestykket 12 er omsluttet af et stift rørformet legeme 20, hvis inderdiameter i hovedsagen svarer til yderdiameteren for slangestykket i dettes spændingsfrie tilstand, og som er fastgjort 30 til vakuumkammerets vægge ved hjælp af radialt forløbende monteringsdele 21. I det ydre vakuumkammer 14's modstående endevægge 22 er der monteret tilsvarende stive, rørformede støttelegemer 23, gennem hvilke slangestykket 12's ydre ender er ført ud af vakuumkammeret 14.

35 145208 5

Vakuumkammeret 14's modstående sidevægge er som vist i fig. 2 forsynet med to par af ud for hinanden beliggende monteringsstudse 25 for pneumatisk eller hydraulisk aktiverede cylindre 26, der fortrinsvis er trykluftcylindre. Hvert par af cylindrene 26 har mod hin-5 anden rettede stempelstænger, og på den frie ende af hver af stem-pelstængeme er der drejeligt monteret en klemrulle 27, der som antydet i fig. 2 kan have en aksel og en cylindrisk kappe af stål, f.eks. af rustfrit stål og et mellemliggende lag af plastmateriale. Hvert par af klemrulleme 27 kan ved hjælp af cylindrene 26 bevæges frem 10 og tilbage mod og bort fra hinanden mellem en stilling, der i fig.

2 er antydet med punkterede linjer, og i hvilken rullerne ikke er i indgreb med slangestykket 12, og en stilling, der i fig. 2 er vist med fuldt optrukne linjer, og i hvilken rullerne 27 sammenklemmer og tæt lukker henholdsvis en indløbsendedel 28 og en udløbsendedel 15 29 af slangestykket 12 beliggende mellem det stive legeme 20 og hvert af de stive legemer 23. Når begge par af klemruller 27 befinder sig i deres i fig. 2 viste stilling, i hvilken de tæt sammenklemmer slangestykket 12, af grænses der i dette et målekammer 30. Enderne af klemrulleme 27 styres under rullemes frem- og tilbagegående 20 bevægelse af på vakuumkammeret 14's vægge stationært anbragte føringer 31.

Det på tegningen viste doseringsapparat arbejder på følgende måde: 25 Når centrifugalpumpen 18 arbejder, vil den på sin sugeside frembringe et væsentligt undertryk scan, når slangestykkets 12's udløbsendedel 29 ikke er sammenklemt, gennem rørbøjningen 17 forplanter sig til målekammeret 30. Cylinderne 26's funktion styres ved hjælp af et traditionelt, ikke vist styresystem på en sådan måde, at klemrulleme 30 27 til enhver tid lukker enten slangestykket 12's indløbsendedel 28 eller dets udløbsendedel 29 og på visse tidspunkter begge disse dele. Når en doseret materialemasngde netop er blevet udtømt af målekammeret 30 ved, at det nederste par af klemruller 27 er blevet ført til deres i fig. 2 med punkterede linjer viste stilling, medens 35 slangestykkets indløbsendedel 28 stadig er lukket, vil der være vakuum i målekammeret 30. Ved hjælp af en ikke vist vakuumpumpe frembringes der inde i det ydre vakuumkammer 14 et undertryk* U5208 6 der i hovedsagen svarer til det vakuum, der af centrifugalpumpen 18 frembringes i milekammeret 30, og det sikres derved, at den del af slangestykket 12, der afgrænser målekammeret 30, vil antage den på tegningen viste udspilede stilling, i hvilken slangestykket 5 ligger an mod indersiden af det stive rørformede legeme 20, selv om der er vakuum inde i malekammeret 30. Det nederste par af klemruller bringes nu til at lukke slangestykkets udløbsendedel 29, og umiddelbart efter føres det øverste par af klemruller 27 til deres med punkterede linjer viste tilbagetrukne stilling, så at indløbsen-10 dedelen 28 åbnes. Som følge af, at der er vakuum i målekammeret 30, medens oversiden af det materiale 11, der befinder sig i tilførselstragten 10, er udsat for atmosfæretryk, vil målekammeret 30 straks blive opfyldt af materiale fra tragten 10 i en tæt sammenpakket, i hovedsagen luftfri tilstand. Derefter lukkes indløbsendedelen 28 15 ved hjælp af det øverste par klemruller 27, og umiddelbart efter åbnes slangestykket 12's udløbsendedel 29 ved, at det nederste par klemruller føres tilbage til deres i fig. 2 med punkterede linjer viste stilling. Den doserede materialemængde vil da straks blive suget ud af målekammeret 30 og gennem rørbøjningen 17 blive ført 20 ind i rørsystemet 19. Ved udsugningen af den doserede materiale- mængde fra målekammeret 30, vil kammerets fleksible vægge foretage en sådan pludselig tværgående bevægelse, at eventuelle klæbrige, f.eks. fugtige, rester af det pulverformige materiale frigøres fra målekammervæggene, så at doseringsapparatet er selvrensende. Den 25 netop beskrevne arbejdscyklus for klemrulleme 27 kan nu gentages et ønsket antal gange og med en ønsket hastighed, hvorved der i rørsystemet 19 kan indføres et ønsket antal nøjagtigt doserede materialeportioner uden medslæbning af væsentlige luftmængder.

Dette kan bl.a. have afgørende betydning, hvis rørsystemet 19 30 indgår i et anlæg, hvor tilstedeværelsen af luft eksempelvis vil kunne give anledning til skum- eller oxidationsproblemer.

Når rørsystemet 19 eksempelvis udgør en del af et anlæg som det, der er beskrevet i dansk patentansøgning nr. 3161/80, har 35 een trifli galpumpen 18 fortrinsvis en kapacitet, der er væsent ligt større (f.eks. 3-6 gange større) end anlæggets kapacitet, og pumpen kan eksempelvis være af en type, der markedsføres af

Claims (4)

145208 Pasilac A/S, Silkeborg, under betegnelsen "ZMS 3", og der kan da pi pumpens sugeside og dermed i målekammeret 30 frembringes et tryk på kun ca. 0,4 atmosfærer. Det er imidlertid klart, at undertrykket i målekammeret ved andre anvendelser af apparatet ifølge 5 opfindelsen kan frembringes på en hvilken som helst anden passende måde, f.eks. ved hjælp af en konventionel vakuumpumpe. Slangestykket 12 kan passende være af et plast- eller gummimateriale med en passende bøjelighed og med en sådan styrke, at slangestykket kan modstå de gentagne mekaniske påvirkninger, det udsættes for 10 af klemrulleme 27. Således kan slangestykket eksempelvis være fremstillet af naturgummi i en kvalitet, der af Schønning & Arvé, Horsens, markedsføres under kvalitetsbetegnelsen "6344". Selv om det ovenfor er blevet angivet, at døøeringsapparatet ifølge 15 opfindelsen fordelagtigt kan anvendes i forbindelse med et specielt anlæg til rekombinering af mælk eller andre væskeformige levnedsmiddelprodukter, er det klart, at doseringsapparatet også med fordel kan anvendes på andre områder, hvor man ønsker en nøjagtig og luftfri dosering. Ved den ovenfor beskrevne udførelsesform er 20 hele målekammeret afgrænset af det fleksible Blangestykke 12. Imidlertid kan selve målekammeret om ønsket i stedet have stive vægge, når blot dets indløbs- og udløbsendedele 28 og 29 er af et sådant materiale, at de kan lukkes ved sammenklemning. Det skal også bemærkes, at sammenklemningsorganerne ikke nødvendigvis behøver 25 at have form af ruller, men de kan have en hvilken som helst anden form, der muliggør en tæt lukning af målekammerets endedele. Det skal endelig nævnes, at klemorganerne i stedet af pneumatiske eller hydrauliske cylindre kan drives af andre former for drivorganer, f.eks. ved hjælp af kamskiver, excentriker eller lignende. 30 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til dosering af et pulver- eller partikelformet 35 materiale (11) under anvendelse af et målekammer (30) med sammen-trykkelige ind- og udløbsendedele (28 , 29), som er forbundet med henholdsvis et til- og et afgangsrum (10, 17), idet disse endedele hver U5208 isser skiftevis lukkes ved sammenklemning og åbnes i en sådan tidsmæssig rækkefølge, at der indføres materiale i målekammeret, medens indløbsendedelen (28) er åben, og udløbsendedelen (29) er lukket, at en doseret mængde af materialet (11) derefter indesluttes i måle-5 kammeret (30) ved lukning af indløbsendedelen (28), og at den doserede materialemængde så udtømmes i afgangsrummet (17) ved, at målekammerets udløbsendedel (29) åbnes, kendetegnet ved, at der i afgangsrummet (17) såvel som ét eller flere rum (14), der omslutter målekammerets sammentrykkelige 10 vægdele (12), frembringes et tryk, der er væsentligt lavere end trykket i tilgangsrummet (10).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der frembringes et vakuum i afgangs-15 rummet (17) og i det eller de rum (14), der omslutter målekammerets sammentrykkelige vægdele, medens tilgangsrummet (10) holdes i forbindelse med atmosfæren.

3. Doseringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 20 eller 2 og med et målekammer (30) med sammentrykkelige ind- og udløbsendedele (28, 29), som er forbundet med henholdsvis et tilog et afgangsrum (10, 17), samt med organer (26, 27) til sammenklemning af henholdsvis ind- og udløbsendedelen, kendetegnet ved, at der findes organer (18) indrettet 25 til i afgangsrummet (17) at frembringe et tryk, der er væsentligt lavere end trykket i tilgangsrummet (10), at målekammeret (30) og dettes ind- og udløbsendedele (28, 29) er omsluttet af et ydre kammer (14), og at der findes organer indrettet til i dette ydre kammer at frembringe et tryk, der i hovedsagen svarer til trykket i afgangs-30 rummet (17).

4. Doseringsapparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at hele doseringskammeret (30) dannes af et fleksibelt rør- eller slangestykke (12). 35