EP0264597B1 - Dosiervorrichtung für Bindemittel - Google Patents

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EP0264597B1
EP0264597B1 EP87112864A EP87112864A EP0264597B1 EP 0264597 B1 EP0264597 B1 EP 0264597B1 EP 87112864 A EP87112864 A EP 87112864A EP 87112864 A EP87112864 A EP 87112864A EP 0264597 B1 EP0264597 B1 EP 0264597B1
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vessel
dosing device
mixer
pressure
float
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Joachim Dipl.-Ing. Laempe
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Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
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Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/88Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise
    • B01F35/882Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise using measuring chambers, e.g. volumetric pumps, for feeding the substances
    • B01F35/8822Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise using measuring chambers, e.g. volumetric pumps, for feeding the substances using measuring chambers of the piston or plunger type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/04Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by grinding, blending, mixing, kneading, or stirring
    • B22C5/0409Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
    • B22C5/0472Parts; Accessories; Controlling; Feeding; Discharging; Proportioning

Definitions

  • the invention relates to a metering device for binding agents intended for mixing with core sand in foundries, with a storage container for the binding agent and a conveying device, wherein a metering quantity of the binding agent selectable by means of a metering device connected via pressure and suction lines between the storage container and mixer is conveyed by means of the conveying device is transferred from the storage container to the mixer, preferably by pressure or gravity.
  • Such a metering device is known from DE-U 7 246 462, the binder being added via a metering pump designed as a piston pump, the cylinder of which thus forms a metering vessel.
  • the dosage can be adjusted by changing the piston stroke or the number of piston strokes.
  • this known dosage of binder for Kemsand in foundries has certain disadvantages.
  • the sealing surfaces of the pump valves come into contact with the aggressive binder and can therefore become leaky in the long run.
  • the sliding surfaces of the piston in the cylinder can be attacked by the binder. Leakages caused by this cause air to be sucked in, making the metering inaccurate.
  • the suction line is empty or leaky and air will flow into the delivery chamber. In this case, too, the exact dosage is disturbed as long as the pump is not vented or the suction line is not sealed.
  • a continuously operated mixing container for foundry sand is known from DE-A 1 783 081, in which the binder is supplied by gravity.
  • Pneumatically actuated valves are provided in the lines as metering devices, so that the accuracy of the metering depends on the accuracy of the operation of these valves.
  • the solution to this problem is that the storage container and mixer are connected via valves to a metering vessel with an adjustable fill level limiter and that at least one suction source and one pressure source are connected to the metering vessel via a valve.
  • a vacuum can be generated in the metering vessel by a suction pump, so that it fills via the suction line from the storage container to the amount set with the level limiter. By generating excess pressure, this precisely metered amount can then be fed to the mixer via a pressure line and its valve.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that the suction or pressure pump no longer comes into direct contact with the medium. Damage to the pump from chemically aggressive or mechanically tough or sticky binders is practically impossible from the outset.
  • the level limiter has a float as a signal transmitter and at least one sensor, sensor or the like as a signal recording device. It proves to be expedient if the float consists at least in part of permanent magnetic material and the signal recording device consists of at least one electromagnetically sensitive sensor. Thus, even during the measuring process, i.e. H. a mechanically mediated signal transmission can be dispensed with when the level is limited. Impairment of the level measurement by the chemically aggressive properties of the binder are therefore practically impossible.
  • the float expediently consists of titanium at least on its surface. This reliably prevents the risk of corrosion of the swimming surface.
  • the pressure or suction source is expediently connected to the fill level limiter.
  • the suction or pressure process can be controlled automatically.
  • High dosing accuracy can be achieved in particular by using high dosing vessels with a narrow cross-section.
  • the metering vessel which is preferably made of plastic, therefore expediently has a tubular cross section with a diameter of at most about 20 to 50 mm and a height of at least 0.2 to 1.0 m.
  • the single figure shows a system diagram of a metering device according to the invention with a metering vessel partially cut open and shown in perspective.
  • a metering device designated as a whole by 1, has a storage container 2 for the binder 3, which is transferred to a mixer 5 via a conveying device 4. Conveying device 4 and dosing device 1 form in the shown Embodiment a uniform system.
  • a metering vessel 6 which has an adjustable fill level limiter 7 consisting of several elements.
  • the metering vessel 6 is connected to the suction pump 10 or the pressure pump 11 via pressure 8 or suction lines 9.
  • the pump 10 is switched to the venting nozzle 13 via the valve 12 and in this way generates a negative pressure in the line 9.
  • Electromagnetic sensors 19 are attached to the outside of the metering vessel 6, which react to the change in the electromagnetic field by the float 18 and in this way measure at the level of the float 18 and thus the level of the fill level. They can be calibrated in a known manner so that they trigger a switching function when a fill level corresponding to their setting is reached and close the valve 15. In this way, any pre-set level in the dosing vessel can be reached.
  • the closure of the valve 15 can be coupled with an opening of the valve 20, via which compressed air or gas reaches the metering container 6 through the pressure pump 11.
  • the valve 17 When the valve 17 is closed and the valve 16 is open, the binder is conveyed from the metering vessel to the mixer 5.
  • the binder 3 does not come into contact with mechanically moving parts of the pump system. Therefore, the accuracy of the dosing process can practically not be impaired by pump malfunctions, as was the case with conventional systems.
  • the pumps 10, 11 are rather decoupled from the actual metering process and cannot be attacked by the chemically aggressive binder. In this way, a great accuracy of the dosage is possible.
  • a possible leakage of lines does not lead to a change in the dosing accuracy - as long as the suction or pressure process is not completely paralyzed - since the line functions are also decoupled from the dosing mechanism.
  • the entire system is therefore less susceptible to faults and more precise and also has a longer service life.
  • Floats 18 and electromagnetic sensors 19 of the level limiter 7 can also be replaced by other systems. It is possible e.g. a determination of the fill level by induction loops wound around the metering vessel. In this case there is no need for a float.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für - zum Mischen mit Kernsand in Gießereien bestimmte - Bindemittel, mit einem Vorratsbehälter für das Bindemittel und einer Fördervorrichtung, wobei eine mittels einer über Druck- und Saugleitungen zwischen Vorratsbehälter und Mischer angeschlossenen Dosiereinrichtung wählbar dosierte Menge des Bindemittels mittels der Fördervorrichtung aus dem Vorratsbehälter an den Mischer, vorzugsweise durch Druck- oder Schwerkraft überführt wird.
  • Eine solche Dosiervorrichtung ist aus der DE-U 7 246 462 bekannt, wobei die Zugabe des Bindemittels über eine als Kolbenpumpe ausgebildete Dosierpumpe erfolgt, deren Zylinder also ein Dosiergefäß bildet. Die Einstellung der Dosierung kann durch Änderung des Kolbenhubes oder der Anzahl der Kolbenhübe erfolgen.
  • Diese bekannte Dosierung von Bindemittel für Kemsand in Gießereien hat jedoch gewisse Nachteile. Die Dichtflächen der Pumpenventile kommen mit dem aggressiven Bindemittel in Kontakt und können somit auf die Dauer undicht werden. Darüber hinaus können die Gleitflächen des Kolbens in dem Zylinder von dem Bindemittel angegriffen werden. Hierdurch verursachte Undichtigkeiten führen zum Ansaugen von Luft, wodurch die Dosierung ungenau wird. Aber selbst wenn die Pumpe einwandfrei funktioniert, besteht die Gefahr, daß die Saugleitung leer ist oder undicht wird und in den Förderraum Luft einströmt. Auch in disem Falle ist die exakte Dosierung gestört, solange die Pumpe nicht entlüftet bzw. die Saugleitung nicht abgedichtet wird.
  • Aus der DE-A 1 783 081 ist ein kontinuierlich betriebener Mischbehälter für Gießereisand bekannt, bei welchem das Bindemittel durch Schwerkraft zugeführt wird. In den Leitungen sind pneumatisch betätigbare Ventile als Dosiereinrichtung vorgesehen, so daß die Genauigkeit der Dosierung von der Genauigkeit der Arbeitsweise dieser Ventile abhängt.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Beeinträchtigung mechanischer Funktionen des Dosiersystems durch das Bindemittel weitgehend vermieden sowie eine exakte Dosierung auch auf Dauer ermöglicht wird und ein Leersaugen der Saugleitung den Dosiervorgang nicht beeinträchtigt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß Vorratsbehälter und Mischer über Ventile mit einem Dosiergefäß mit einstellbarem Füllstandbegrenzer verbunden sind und daß an das Dosiergefäß über ein Ventil wenigstens eine Saugquelle und über ein Ventil eine Druckquelle angeschlossen ist.
  • Durch diese Maßnahmen wird der Pumpprozeß vom Dosiervorgang weitgehend abgekoppelt. Zum Beispiel kann durch eine Saugpumpe in dem Dosiergefäß ein Unterdruck erzeugt werden, so daß sich dieses über die Saugleitung aus dem Vorratsbehälter bis zur mit dem Füllstandsbegrenzer eingestellten Menge füllt. Durch Erzeugung von Überdruck kann diese exakt dosierte Menge anschließend über eine Druckleitung und deren Ventil dem Mischer zugeführt werden.
  • Mechanische Pumpendefekte und/oder das Eindringen von Luft in das jeweilige Förderaggregat können damit von vorneherein die Genauigkeit des Dosiervorganges nicht mehr beeinträchtigen. Die Dosierung wird auch nicht durch noch in der Leitung verbleibenden Bindemittelresten in ihrer Genauigkeit beeinträchtigt, weil die Druckleitungen zum Mischer nach dem Auspressen des Bindemittels aus dem Dosiergefäß leergeblasen werden.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Saug- bzw. Druckpumpe mit dem Fördermedium nicht mehr in umittelbaren Kontakt kommt. Eine Beschädigung der Pumpe durch chemisch aggressive oder mechanisch zähe oder klebrige Bindemittel ist damit von vorneherein praktisch ausgeschlossen.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der Füllstandsbegrenzer einen Schwimmer als Signalgeber sowie zumindest einen Meßfühler, Sensor od. dgl. als Signalaufnahmevorrichtung aufweist. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Schwimmer zumindest zum Teil aus permanentmagnetischem Werkstoff besteht und die Signalaufnahmevorrichtung aus mindestens einem elektromagnetisch empfindlichen Sensor besteht. Somit kann auch beim Meßvorgang, d. h. bei der Füllstandsbegrenzung auf eine mechanisch vermittelte Signalübertragung verzichtet werden. Eine Beeinträchtigung der Füllstandsmessung durch die chemisch aggressiven Eigenschaften des Bindemittels sind deshalb praktisch ausgeschlossen. Der Schwimmer besteht hierbei zweckmäßigerweise zumindest an seiner Oberfläche aus Titan. Damit wird der Gefahr einer Korrosion der Schwimmoberfläche sicher vorgebeugt.
  • Die Druck- bzw. Saugquelle steht zweckmäßigerweise mit dem Füllstandsbegrenzer in Schaltverbindung. Der Saug- bzw. Druckvorgang kann damit automatisch angesteuert werden.
  • Eine hohe Genauigkeit derDosierung kann insbesondere durch hohe Dosiergefäße mit engem Querschnitt erreicht werden. Je enger der Gefäßquerschnitt ist, umso größer ist die meßbare Änderung der Füllstandshöhe bei Änderung des Füllstandsvolumens um eine Volumeneinheit. Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Dosiergefäß weist deshalb zweckmäßigerweise einen rohrförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von höchstens etwa 20 bis 50 mm sowie eine Höhe von mindestens 0.2 bis 1.0 m auf.
  • Nachstehend ist die Erfindung mit den ihr als wesentlich zugehörigen Einzelheiten anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung noch näher beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt ein Systembild einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung mit einem teilweise aufgeschnitten und perspektivisch dargestellten Dosiergefäß.
  • Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Dosiervorrichtung weist einen Vorratsbehälter 2 für das Bindemittel 3 auf, welches über eine Fördervorrichtung 4 in einen Mischer 5 überführt wird. Fördervorrichtung 4 und Dosiervorrichtung 1 bilden im dargestellten Ausführungsbeispiel ein einheitliches System.
  • Im Zentrum dieses Systems steht ein Dosiergefäß 6, welches einen aus mehreren Elementen bestehenden einstellbaren Füllstandsbegrenzer 7 aufweist.
  • Das Dosiergefäß 6 ist über Druck- 8 bzw. Saugleitungen 9 mit der Saugpumpe 10 bzw. der Druckpumpe 11 verbunden. Die Pumpe 10 wird über das Ventil 12 auf die Venturierdüse 13 geschaltet und erzeugt auf diese Weise in der Leitung 9 einen Unterdruck. Als Saugpumpe 10 erzeugt sie bei geöffnetem Ventil 15 im Dosiergefäß 6 einen Unterdruck, so daß bei gleichzeitig geschlossenem Ventil 16 und geöffnetem Ventil 17 aus dem Vorratsbehälter 2 Bindemittel 3 in das Dosiergefäß 6 einströmt.
  • Im Dosiergefäß 6 befindet sich ein Schwimmer 18, der zumindest teilweise aus permanent-magnetischem Werkstoff besteht. Außen am Dosiergefäß 6 sind elektromagnetische Sensoren 19 angebracht, die auf die Veränderung des elektromagnetischen Feldes durch den Schwimmer 18 reagieren und auf diese Weise in Höhe des Schwimmers 18 und damit die Höhe des Füllstandes messen. Sie können in bekannter Weise so geeicht werden, daß sie bei Erreichung eines ihrer Einstellung entsprechenden Füllstandes eine Schaltfunktion auslösen und das Ventil 15 schließen. Auf diese Weise kann jeder beliebige, zuvor eingestellte Füllstand im Dosiergefäß erreicht werden.
  • Die Schließung des Ventils 15 kann gekoppelt werden mit einer Offnung des Ventils 20, über welches durch die Druckpumpe 11 komprimierte Luft bzw. Gas in den Dosierbehälter 6 gelangt. Bei geschlossenem Ventil 17 sowie geöffnetem Ventil 16 wird das Bindemittel aus dem Dosiergefäß zum Mischer 5 gefördert.
  • Bis auf die Ventile 16, 17 kommt das Bindemittel 3 nicht in Kontakt mit mechanisch bewegten Teilen des Pumpensystems. Deshalb kann die Genauigkeit des Dosiervorganges auch bei Dauerbetrieb praktisch nicht durch Pumpenfehlfunktionen beeinträchtigt werden, wie dies bei herkömmlichen Systemen der Fall war. Die Pumpen 10, 11 sind vielmehr vom eigentlichen Dosiervorgang entkoppelt und können vom chemisch aggressiven Bindemittel nicht angegriffen werden. Auf diese Weise wird eine große Genauigkeitskonstanz der Dosierung möglich. Auch eine eventuelle Undichtigkeit von Leitungen führt - soweit der Saug- bzw. Druckvorgang nicht vollständig gelähmt wird - nicht zu einer Veränderung der Dosiergenauigkeit, da auch die Leitungsfunktionen vom Dosiermechanismus entkoppelt sind.
  • Das gesamte System ist somit unanfälliger gegen Störungen und genauer und weist zusätlich eine höhere Lebensdauer auf.
  • Schwimmer 18 und elektromagnetische Sensoren 19 des Füllstandsbegrenzers 7 können auch durch andere Systeme ersetzt werden. Möglich ist so z.B. eine Bestimmung des Füllstandes durch um das Dosiergefäß gewundene Induktionsschleifen. Auf einen Schwimmer kann in diesem Fall verzichtet werden.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Claims (6)

1. Dosiervorrichtung (1) für - zum Mischen mit Kernsand in Gießereien bestimmte - Bindemittel (3), mit einem Vorratsbehälter (2) für das Bindemittel (3) und einer Fördervorrichtung (4), wobei eine mittels einer über Druck- und Saugleitungen (8, 9) zwischen Vorratsbehälter (2) und Mischer (5) angeschlossenen Dosiereinrichtung wählbar dosierte Menge des Bindemittels (3) mittels der Fördervorrichtung (4) aus dem Vorratsbehälter (2) an den Mischer (5) vorzugsweise durch Druck- oder Schwerkraft überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Vorratsbehälter (2) und Mischer (5) über Ventile (17 und f6) mit einem Dosiergefäß (16) mit einstellbarem Füllstandsbegrenzer (7) verbunden sind und daß an das Dosiergefäß (6) über ein Ventil (15) wenigstens eine Saugquelle (10) und über ein Ventil (20) eine Druckquelle (11 angeschlossen ist.
2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsbegrenzer (7) einen Schwimmer (18) als Signalgeber sowie zumindest einen Meßfühler, Sensor (19) od. dgl. als Signalaufnahmevorrichtung aufweist.
3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (18) zumindest zum Teil aus permanentmagnetischem Werkstoff besteht und die Signalaufnahmevorrichtung aus mindestens einem elektromagnetisch empfindlichen Sensor (19) besteht.
4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (18) zumindest an seiner Oberfläche aus Titan besteht.
5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsbegrenzer (7) zur Ansteuerung der Druck-(11) bwz. Saugpumpe (10) mit diesen in Schaltverbindung steht.
6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiergefäß (6) aus Kunststoff besteht und vorzugsweise einen rohrförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 20 bis 50 mm sowie eine Höhe von mindestens 0.2 bis 1.0 m aufweist.
EP87112864A 1986-10-18 1987-09-03 Dosiervorrichtung für Bindemittel Expired - Lifetime EP0264597B1 (de)

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DE19863635539 DE3635539A1 (de) 1986-10-18 1986-10-18 Dosiervorrichtung fuer bindemittel
DE3635539 1986-10-18

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EP0264597A2 EP0264597A2 (de) 1988-04-27
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