NO771024L - Doseringshode av stempeltypen. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et doseringsapparat, vanligvis

kjent under betegnelsen rør- eller tubefyllingsmaskin (tube filling machine). Mer bestemt angår oppfinnelsen forbedringer ved et ap-parat som klassifiseres som en doseringsmaskin av stempeltypen.

Doseringsapparatet arbeider automatisk og innbefatter bl.a. indeksbevegelser hvorved et antall tuber bringes i forbindelse med fylledyser, fylles med et produkt og lukkes. Doserings-maskiner er vanlig handelsvare i alle industriland. De anvendes i stor utstrekning for pakning av væskeformige, klebrige, skumformige, strengformige, deigformige eller slipende stoffer i næringsmiddel-industri, kosmetisk industri, farmasøytisk industri, kjemisk for-edlingsindustri og annen industri, som har et stort marked både i hjemlandet og i eksportland.

Det har vist seg at stadig lekkasje forbi stempeltet-ningen i tubefyllingsmaskiner nødvendiggjør hyppig demontering, rensing og montering av doseringshodet for å unngå forurensning av produktet som pakkes og hindre utilbørlig slitasje på maskinen. Dette problem ble vesentlig når oppfinneren utførte et forsøkspro-gram i den hensikt å anvende den automatiske virkemåte til et doseringshode på kontinuerlig måling og utporsjonering av forutbes-stemte masser (vektmengder) av slurrysprengstoffblandinger for pakking i papirrør på produksjonsbasis. Under prøvene ble det funnet at et tørt, pulveraktig belegg opptrådde i hulrommene mellom stempeltetningene.og bak den bakre tetning i sylinderens frie ende. Etter ca. 16 000 stempelslag hadde belegget vokst i en slik grad at det hindret stemplets jevne bevegelse og bevirket høye friksjonskrefter som hurtig øket ved ytterligere stempelslag. Denne erfaring bekreftet at tilvirkere av f.eks. tannpasta står over-for nødvendigheten av hyppig renseoverhalinger av doseringshodet, dersom sylinderslitasje og produktforurensning eller delvis fylling av tubene skal unngås. En ytterligere ulempe som skyldes opphoping av belegg ved sylinderens bakre ende og produktlekkasje forbi denne ende, er behovet for anvendelse og rensing av avfalls- eller dryppbrett under denne bakre ende.

Ved produksjonsfylling av eksplosiver innebærer pro-blemet dessuten et faremoment. Belgget er en eksplosiv blanding som danner en tynn film på sylinderveggen. Ettersom stempeltet-ningenes omkretskant ikke er istand til å stryke sylinderveggen ren bygges det opp belegg i alle eksisterende hulrom og disse danner tilslutt en tørr, fast ring rundt stemplet. Denne ringen er i slitasjemessig kontakt med filmen på sylinderveggen. Prøver med en rekke forskjellige tetningsutforminger ga dårlige resultater.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å eliminere eller redusere ulempene ved de kjente apparater av stempeltypen for utporsjonering av utmålte mengder av et stoff av viskøs karakter.

Følgelig tilveiebringer oppfinnelsen et doseringshode av stempeltype for utporsjonering av utmålte mengder av et viskøst stoff til en fyllestasjon, hvor forbedringen ligger i en fluidspylesone for spylevæske i forbindelse med stemplet. Et trekk ved oppfinnelsen er at fluidspylesonen kan ha variabel kapasitet for opptak av spylevæske, og dette oppnås der sonen f.eks. avgrenses av stemplets bakre ende og av veggen i boringen og sylinderens endevegg. Fluidspylesonen kan ha separate innløpsorganer for inn-strømning og utstrømning av spylevæske.

Et annet trekk ved oppfinnelsen ligger i anvendelsen av énveisventiler i innløpet og utløpet hvorved stemplets frem- og tilbakebevegelse kan styre spylevæskestrømmen gjennom fluidspylesonen. I en foretrukket utføringsform av oppfinnelsen er innløpet anordnet i øvre del av spylesonen, og det foretrekkes videre at innløpet er slik beliggende, i forhold til spylesonen at den inn-strømmende spylevæskestrøm rettes mot stemplets bakre ende eller nær stempeltetningene.

Et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen angår tilveie-bringelse av et doseringshode av stempeltype for utporsjonering av utmålte mengder av et viskøst stoff til en fyllestasjon, omfat-tende i kombinasjon en tilførselsinnretning for det viskøse stoff, sylinder- og frem- og tilbakegående stempelorganer for måling av doser av det viskøse stoff og overføring av nevnte doser til en fyllestasjon, omkoplingsventilorganer innrettet til i en første stilling å kommunisere med og innbyrdes forbinde tilførselsinnret- ningen og sylinderen og i. en andre stilling å kommunisere med og innbyrdes forbinde sylinderen og kanalen til fyllestasjonen, og et. fluidspylekammer for spylevæske hvilket kammer kommuniserer med stemplet. Omkoplingsventilorganene kan omfatte en dreieventil med en T-formet kanal som i en første stilling kommuniserer med og innbyrdes forbinder tilførselsinnretningen og sylinderen og i en andre stilling kommuniserer med og innbyrdes forbinder sylinderen og kanalen til fylléstasjonen. Det kan være fordelaktig at alle deler av hodet som vil komme i kontakt med det viskøse stoff, fremstil-les av korrosjonsbestandig materiale.

Den foretrukne væske for spyling i eller gjennom, spylekammeret er vann, men væsken kan være en spesielt tilvirket fluidblanding.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives, nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 er et skjematisk snitt som illustrerer et kon-vensjonelt doseringshode, Figur 2 er et skjematisk snitt som illustrerer en utfø-ringsform av oppfinnelsen, og Figur 3 er et snitt som i større målestokk viser en ut-føringsform av fluidspylesonen og det tilhørende stempel.

På tegningen er like deler angitt med samme henvisnings-tall. På figur 1 betegner 10 et doseringshode. med en produkt-til-førselsinnretning eller trakt 11 for opptagelse av produktet som skal pakkes. Produktet er hele tiden et stoff av viskøs og/eller slipende karakter. Kanalen 12 i dreieventilen 13 kommuniserer med trakten 11 og en sylinder 14. Et stempel 15 som er. forsynt med ring-tetninger 16 er forskyvbart anordnet i sylinderen 14. I sitt induk-sjons- eller sugeslag - i faget benevnt som suge- eller doserings-slaget - fyller stemplet 15 kanalen 12 og sylinderen 14 foran stemplet 15 med produkt som trekkes fra trakten 11. Doseringsslagets. retning er vist med pil 17. Dreieventilen dreies så til en andre stilling som vist i figur 2 hvor kanalen 12 bare kommuniserer med sylinderen 14 og kanalen 18 til en fyllestasjon (ikke vist). Under retur- eller komprimeringsslaget - i faget betegnet.som fylle-slaget - overfører stemplets 15 bevegelse en utmålt vektmengde eller volum av produktet via kanalen 12 og kanalen 18 til fyllestasjonen. Fylleslagets retning er vist med pil 19 og stemplets stilling ved slutten av et fylleslag er antydet med stiplet linje ved 31 (figur 2). Ovennevnte trinn-rekkefølge for et doseringshode gjentas automatisk ved hjelp av driv- og kraftorganer (ikke vist).

Etter en viss tid som er avhengig av produktets karak-teristiske egenskaper og antall slag som utføres av stemplet, akkumuleres belegg 20 av produktmaterialet ved sylinderens bakre ende og mellom og rundt tetningene i stemplet som illustrert i figur 1. Produktet arbeider seg også inn under tetningene og av-settes i de ringformede tetningsspor slik at tetningene delvis forskyves og avflates mot sylinderveggen.

En utføringsform av oppfinnelsen er vist i figur 2 hvor henvisningstallet 21 angir et fluidspylekammer med et inn-løpsrør 22 for innstrømning av spylevæske og et utløpsrør 23 for utstrømning av spylevæske. I dette tillfele har fluidspylekammeret 21 variabel kapasitet som følge av frem- og tilbakebevegelsen til stemplet 15 som kammeret 21 står i forbindelse med, og både innløpsrøret 22 og utløpsrøret 23 har en énveisventil i løpet. Vann trekkes gjennom en ventil 24 inn i kammeret 21 under stemplets 15 fylleslag og utstøtes fra kammeret gjennom en ventil 25 under stemplets doseringsslag. Den turbulens som oppstår i van-net på grunn av stemplets bevegelse og den avbrutte strømning gjennom kammeret 21 holder stemplet, stemplets tetninger samt kammerets bakre parti fritt for produktmateriale, slik at der oppnås en kontinuerlig jevn drift for doseringshodet i lengre tid, og man oppnår forlenget levetid for apparatet.

På utføringsformen illustrert figur 3 blir stemplet 15 i sylinderen 14. Sylinderen og stemplet utgjør deler av et

doseringshode. Bakre ende av stemplet (innbefattende omkretsen til de koppformede tetninger 16, holdeskiven 26 og sekskantmut-terene 27) avgrenser sammen med den innvendige overflate til endedekslet 28 fluidspylekammeret 21 som i denne utføringsform har variabel kapasitet. Innløpsåpningen 22 i endedekslet 28 styrer det innstrømmende vann mot stemplets 15 bakre ende hvor kopptet-ningene 16 glir over sylinderens 14 veggoverflate. Om. ønskelig kan fler enn én innløpsåpning være utformet i endedekslet. Ut-strømning av vann fra spylekammeret 21 finner sted gjennom utløps-åpningen 23. Omønskelig kan videre fler enn én utløpsåpning ut-formes i endedekslet. Når det gjelder andre konstruksjonsdetaljer ved denne utføringsform skal det bemerkes at stempelstangtetningen 29 og O-ringen 30 avtetter endedekslet 28 mot vannlekkasje fra

fluidspylekammeret 21.

Forsøk ble utført med oppfinnelsen på en prøverigg for for å prøve fluidspylesonens effektivitet. Prøveriggen bygger på et standard "Sidac" doseringshode innbefattende et fluidspylekammer med variabel kapasitet, en innløpstrakt for blind-sprengstoff-materiale og de nødvendige pneumatiske drivorganer og styrevénti-ler for å opprettholde automatisk drift over lang tid. Ordet "Sidac" er et varemerke tilhørende AECI Limited. Doseringsstemp-let ble drevet av en luftsylinder med en skyvekraft på 400 Kp ved 50 perioder/min.

Det blind-materialet som ble anvendt for prøvene be-sto av faste bestanddeler blandet med væsker for oppnåelse av vis-kositeter mellom 100 og 140 pois i løpet av prøvetiden.

For positiv sammenligning av driftsresultatene for det kjente konvensjonelle doseringsapparat og ddseringsapparatet ifølge oppfinnelsen ble det utført to uavhengige prøveserier, nemlig: 1. Doseringshodet uten vannvasking mot bakre ende av doseringssylinderen. 2. Doseringshodet innbefattende vannvasking mot bakre

ende av doseringssylinderen.

Dataene for den første prøveserie og de oppnådde resultater er angitt i tabell 1. Dataene for den andre prøveserie og de oppnådde resultater er angitt i tabell 2. Det fremgår klart av resultatene fra disse prøver at oppfinnelsen innebærer markerte fordeler.

Claims (14)

1. Doseringshode av stempeltypen for utporsjonering av utmålte méngder av et viskøst stoff til en fyllestasjon, karakterisert ved at det omfatter en fluidspylesone for spylevæske i forbindelse med stemplet.

2. Doseringshode som angitt i krav 1, karakterisert ved at fluidspylesonen har variabel kapasitet for opptak av spylefluid.

3.. Doseringshode som angitt i krav 2, karakterisert ved at fluidspylesonen avgrenses av stemplets bakre ende og veggen i boringen og endeveggen til sylinderen.

4. Doseringshode som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at fluidspylesonen har separate innløpsorganer og utløpsorganer for innsprømning og utstrømning av spylevæske.

5. Doseringshode som angitt i krav 4, karakterisert ved at innløpsorganene og utlø psorganene omfatter en énveisventil og at stemplets frem- og tilbakebevegelse styrer spyle-væskes trømmen gjennom fluidspylesonen.

6. Doseringshode av stempeltypen for utporsjonering av utmålte mengder av et viskøst stoff til en fyllestasjon, karakterisert ved at det i kombinasjon omfatter en tilførselsinnretning for det viskøse stoff, sylinder- og frem-og tilbakegående stempelorganer for måling av doser av det viskøse stoff og overføring av nevnte doser til en fyllestasjon, omkop lingsventilorganer innrettet tii i en første stilling å kommunisere med og innbyrdes forbinde tilførselsinnretningen og sylinderen og i en andre stilling å kommunisere med og innbyrdes forbinde sylinderen og kanalen til fyllestasjonen, og et fluidspylekammer for spylevæske,hvilket kammer kommuniserer med stemplet.

7. Doseringshode som angitt i krav 6, karakterisert ved at omkoplingsventilorganene omfatter en dreieventil med en T-formet kanal som i en første stilling kommuniserer med og innbyrdes forbinder tilførselsinnretningen og sylinderen, og. i en andre stilling kommuniserer med og innbyrdes forbinder sylinderen og kanalen til fyllestasjonen.

8. Doseringshode som angitt i krav 6 eller 7, . karakterisert ved at fluidspylekammeret avgrenses av bakre ende av det frem- og tilbakegående stempel og veggen :i boringen og endeveggen til sylinderen, idet fluidspylekammeret har innløps- og utlø psorganer for spylevæske.

9. Doseringshode som angitt i krav 8, karakterisert ved at innløpsorganene og utløpsorganene innbefatter énveisventilorganer.

10. Doseringshode som angitt, i krav 8 eller 9, karakterisert ved at innløpsorganene er anordnet i øvre del av veggen i fluidspylekammeret.

11. Doseringshode som angitt i krav 8-10, karakterisert ved at innløpsorganene er slik anordnet i forhold til fluidspylekammeret at den innstrø mmende spylevæske rettes mot stemplets bakre ende eller nær stempeltetningene.

12. Doseringshode som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at alle deler av hodet som kommer i kontakt med det viskøse stoff er av korrosjonsbestandig materiale.

13. Doseringshode som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at spylevæsken er vann.

14. Doseringshode som angitt i krav 1 til 12, karakterisert ved at spylevæsken er en spesielt' forarbeidet fluidblanding.