Dosiervorrichtung

Abstract

 Die Dosiereinrichtung besteht aus einem Dosierbe­hälter (1) mit einem in dessen Austrittsöffnung (2) einführ­baren Dosierventil (3, 4). Die Ventilstange (3) wird von einer Hohlwelle (5) umschlossen, an welcher ein Abstreifer (6) und - über Halteelemente (7) - Flügelelemente (8) befe­stigt sind. Durch Drehung der Hohlwelle (5) wird der Ab­streifer (6) in Bewegung versetzt. Der Abstreifer (6) ent­fernt sowohl vom untern Teil der Behälterwand als auch vom scheibenförmig ausgebildeten Ventilkopf (4) laufen dort haftendes Dosiergut.
Durch eine Anwinkelung des Abstreifers (6) und der Flügelelemente (8) wird auf das Dosiergut eine Druckkompo­nente nach unten ausgeübt. Mittels einer Niveaumesseinrich­tung (10) wird der Füllstand des Abfüllgutes konstant ge­halten.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosier­vorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Derartige Dosiervorrichtung müssen bekanntlich äusserst genau und zuverlässig arbeiten, da schon geringe Abweichungen vom Soll-Gewicht unliebsame Störungen in der späteren Verarbeitung des dosierten Mediums nach sich ziehen können.

[0003] Es sind verschiedene Bauarten von Dosiervor­richtungen bekannt, wie beispielsweise horizontale Schneckendosiersysteme mit einer oder mehreren Dosier­schnecken mit fester oder variabler Drehzahl, ferner Vibrationsrinnen mit variablem Antrieb, horizontale Rührsysteme u.a.m.

[0004] Eine besonders häufig anzutreffende Ausfüh­rungsform weist einen Behälter auf, der sich zumindest im unteren Teil konisch verjüngt und bei dem die Austrittsöffnung mittels einer Klappe oder eines Schiebers verschliessbar ist. Pulver- und granulatförmige Materialien neigen im unteren konisch zugespitzten Teil zu Brückenbildungen. Beim Einsturz einer solchen Brücke wird die Zuflussmenge in dem Abfüll­behälter schlagartig erhöht. Ferner neigt das Abfüllgut dazu, an den Gefässwänden, am Schieber oder an der Klappe festzukleben, wodurch ebenfalls ein unregelmässiger Zu­fluss bewirkt wird.

[0005] Derartige Unregelmässigkeiten im Zufluss ver­unmöglichen aber eine präzise Dosierung. Es wurde deshalb auch schon versucht, mit zwei Anlagen zu arbeiten, wobei eine erste Anlage einen grossen Behälter zur Grobdosierung aufweist und eine zweite Anlage einen kleinen Behälter zur feineren Dosierung. Abgesehen davon, dass bei einer solchen Lösung zwei Anlagen benötigt werden, wodurch sowohl bei der Bedienung als auch bei der Reinigung ein höherer Arbeitsaufwand benötigt wird, kann auch bei der kleineren Dosieranlage bekannter Bauart weder die Brücken­bildung noch das Ankleben des Abfüllgutes verhindert und damit nur eine beschränkte Dosiergenauigkeit erreicht werden.

[0006] Weitere bekannte Dosiergeräte sind im unteren konischen Teil mit einem von unten angetriebenen, rotie­renden Schieber versehen und weisen an der Austrittsöff­nung einen schnellschliessenden Schieber auf, der sich beim Feindosiervorgang in Intervallen öffnet und schliesst. Bei dieser Art von Dosiergeräten wird die Brückenbildung jedoch nur im untersten Teil des Konus verhindert. Dadurch, dass beim Feindosiervorgang der Schieber mehrmals geöffnet und geschlossen wird, verzögert sich der Dosier­ablauf erheblich.

[0007] Ein grosses Problem bilden schwerfliessende pasten­förmige Produkte, deren Schwerkraft nicht ausreicht, ei­nen genügenden Abfülldruck zu erzeugen.

[0008] Derartige Produkte treten ohne zusätzliche Mass­nahmen unregelmässig oder untragbar langsam aus oder bleiben gar im Dosierbehälter stecken.

[0009] Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekenn­zeichnet ist, löst die Aufgabe, eine auch für schwer­fliessende und pastenförmige Produkte geeignete Dosier­ vorrichtung zu schaffen, bei welcher eine Brückenbildung sowie ein Ankleben des Abfüllgutes an Behälterwand, oder Schliesseinrichtung verhindert und somit ein gleichmässiger Ausfluss des Abfüllgutes erzielt wird, so dass die gewünschte Abfüllmenge mit hoher Präzision und mit hoher Abfüllgeschwindigkeit er­reicht werden kann.

[0010] Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Dosierbehälter

Fig. 2 eine Darstellung einer Dosiervorrichtung mit Abfüllgefäss und Dosiergutzufuhr

[0011] In Fig. 1 ist ein Dosierbehälter 1 gezeigt, der sich in seinem unteren Teil konisch zuspitzt und unten mit einer Austrittsöffnung 2 versehen ist. An der Aus­trittsöffnung 2 ist der Dosierbehälter 1 mit einem Aus­trittsstutzen 9 versehen. Um diesen herum ist ein kreis­förmiger Steg 15 angeordnet, der die Oeffnung eines Dek­kels für ein in der Figur nicht eingezeichnetes Abfüll­gefäss umschliesst. Zwischen dem Austrittsstutzen 9 und dem Steg 15 wird ein Spalt freigelassen, damit die für eine Wägung benötigte Relativbewegung zwischen Gefäss und Dosierbehälter möglich ist. Die Austrittsmenge des Abfüllgutes wird mit einem Ventil 3, 4 geregelt. Dieses ist aus einer Ventilstange 3 und einem Ventilkopf 4 aufgebaut. Der Ventilkopf 4 ist an seinem untern Ende scheibenförmig ausgebildet und weist in diesem Abschnitt einen Durchmesser auf, der der Austrittsöffnung 2 des Dosierbehälters 1 ent­spricht. Damit sowenig Abfüllgut als möglich am Ventilkopf 4 haften bleibt, verjüngt sich dieser in Richtung der Ventil­stange 3 konisch. Die Ventilstange 3 wird von einer Hohl­welle 5 umschlossen, an der wenigstens ein Abstreifer 6 be­festigt ist. Der Austritt der Ventilstange 3 aus der Hohl­welle 5 ist durch eine Stopfbuchse 11 abgedichtet. Ebenso ist der Durchtritt der Hohlwelle 5 durch die Behälterdecke 12 mit einer Stopfbuchse 11 abgedichtet. Die Hohlwelle 5 ist in einem in Fig. 1 nicht dargestellten Getriebe drehbar ge­lagert. Die äussere Kante des Abstreifers 6 verläuft entlang dem unteren Teil des Dosierbehälters 1. Bei einer Drehbewe­gung der Hohlwelle 5 wird der Abstreifer entlang der Gefäss­wand geführt. Dadurch wird eine Brückenbildung des Abfüllgu­tes oder ein Ankleben desselben an der Gefässwand verhindert. In seinem unteren Teil weist der Abstreifer 6 eine Kante auf, die so dimensioniert ist, dass sie bei jeder Stellung des Ventilkopfes 4 parallel zu dessen scheibenförmigen, unteren Ende verläuft. Damit wird bei einer Betätigung des Abstrei­fers 6 auch ein Ankleben des Abfüllgutes am scheibenförmigen Teil des Ventilkopfes 4 verhindert. Die Abstreifer 6 weisen einen Winkel W1 zur Vertikalen auf. Mit dieser Abwinkelung der Abstreifer 6 wird bei der Drehbewegung eine Druckkompo­nente nach unten, sowie ein zusätzlicher Drall bewirkt, wel­che u.a. ein Ankleben des Abfüllgutes am Austrittsstutzen 2 verhindern.

[0012] Im obern Teil des Dosierbehälters 1 sind an der Hohl­welle 5 mittels je eines Haltestabes 7 Flügelelemente 8 an­gebracht, welche zur Horizontalebene einen Winkel W2 bilden. Durch diese Anordnung wird ebenfalls eine nach unten gerichtete Druck­komponente auf das Abfüllgut ausgeübt, sowie ein Drall erzeugt, um ein Ankleben des Abfüllgutes im oberen Bereich der Behälterwand zu vermeiden. Druckkomponente und Drall, welche sowohl durch die Flügelelemente 8 als auch durch eine oben beschriebene Verwinkelung des bzw. der Abstreifer(s) erreicht werden kön­nen, erlauben es, auch schwerfliessende oder pastenförmige Produkte zu dosieren, bei welchen deren Schwerkraft allein zu wenig Abfülldruck erzeugen würde.

[0013] Das Abfüllgut gelangt durch die Füllöffnung 13 in den Dosierbehälter 1. Ein an der Behälterdecke 12 ange­brachtes Niveaumessgerät 10 überwacht die Menge des im Do­sierbehälter 1 vorrätigen Abfüllgutes. Mit Hilfe des Niveau­messgerätes 10 wird der Nachschub des Abfüllgutes aus einem in der Figur nicht dargestellten Hauptbehälter gesteuert. Dank der Niveauüberwachung ist die im Dosierbehälter 1 ent­haltene Materialmenge nur geringfügigen Schwankungen unter­worfen, so dass der innerhalb des Abfüllgutes herrschende statische Druck praktisch konstant bleibt und somit das Ab füllgut mit für jeden Oeffnungsgrad des Ventils 3, 4 repro­duzierbarer Geschwindigkeit austritt.

[0014] In Fig. 2 sind weitere Elemente einer erfindungs­gemässen Dosiervorrichtung gezeigt. Ein Abfüllbehälter 16 befindet such auf einer Wägeeinrichtung 17, die mit einem Halter 18 versehen ist, welcher den Zwischendeckel 14 gegen das Abfüllgefäss 16 drückt. Der Dosierbehälter 1 ruht auf einer Stütze 19. Von einem in der Figur nicht dargestellten Vorratsbehälter wird das Abfüllgut über ein Rohr 24 einer Fördereinrichtung 23 zugeführt, welche eine Zellradschleuse oder eine Rüttelrinne enthält. Die För­dereinrichtung 23 ist über ein Rohr 25 mit dem Dosierbehälter 1 verbunden. Sobald das Niveau des Abfüllgutes im Dosierbe­hälter 1 ein gewisses Minimum unterschreitet, wird über die in dieser Figur nicht sichtbare Niveaumesseinrichtung die Fördereinrichtung 23 eingeschaltet und der Dosierbehälter 1 nachgefüllt. An der Dosierbehälterdecke 12 ist ein Getriebe 21 montiert, das von einem Motor 20 angetrieben wird und die in dieser Figur nicht sichtbare Hohlwelle mit den Flügelele­menten und dem Abstreifer antreibt. Am Gehäuse des Getriebes 21 ist ein Stellantrieb 22 befestigt, welcher auf pneumati­scher, elektrischer oder hydraulischer Basis mit oder ohne mechanischer Umsetzung arbeitet. Der Stellantrieb 22 be­wegt das durch die Hohlwelle führende Dosierventil in ver­tikaler Richtung und gibt je nach Hub eine grössere oder kleinere Oeffnung an der Austrittsöffnung des Dosierbehälters 1 frei.

[0015] Die Dosiereinrichtung wird wie folgt betrieben:

[0016] Ein leerer Abfüllbehälter 16, beispielsweise ein Gebinde oder ein Fass, wird auf die Verwiegeplattform 17 ge­stellt. Der Zwischendeckel 14 wird mit der Klemmeinrichtung 18 auf den oberen Rand des Abfüllgefässes 16 gedrückt. Das Abfüllgefäss 16 wird automatisch tariert, d.h. die Wägeein­richtung 17 wird automatisch auf Null gestellt. Dem Doserbe­hälter 1 wird über die Fördereinrichtung 23, 24, 25 Abfüll­gut zugeführt. Sobald das Abfüllgut im Dosierbehälter 1 ein vorgesehenes oberes Niveau erreicht hat, beginnt die Abfül­ lung des Produktes. Die Hohlwelle mit den Flügelelementen und dem Abstreifer dreht sich. Die Abfüllung des Produktes beginnt bei voll geöffneter Stellung des Dosierventils. So­bald ein bestimmter Teil des vorgesehenen Abfüllgewichtes erreicht ist, wird das Dosierventil in eine Feindosierstel­lung gebracht, d.h. zwischen dem Dosierventil und der Aus­trittsöffnung des Dosierbehälters 1 bleibt nur noch ein kleiner Spalt. Der um das Dosierventil herumkreisende Ab­streifer sorgt dafür, dass dieser kleine Spalt durch zusam­menklebendes Abfüllgut nicht verstopft wird. Sofern während dem Abfüllvorgang ein vorgegebenes minimales Niveau des im Dosierbehälter 1 vorrätigen Abfüllgutes unterschritten wird, so wird jeweils die Fördereinrichtung 23, 24, 25 betätigt, bis das vorgegebene obere Niveau wieder erreicht ist. Sobald das vorgewählte Endabfüllgewicht erreicht ist, schliesst sich das Dosierventil und der Abfüllvorgang ist beendigt.

Ansprüche

1. Dosiervorrichtung zum Abfüllen von hochviskosen, pasten- oder pulverförmigen Produkten, mit einem vertikal gerichteten gegen unten sich konisch verjüngenden und mit einer Austrittsöffnung (2) versehenen Behälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Austrittsöffnung (2) ein­schiebbares, aus einer Ventilstange (3) und einem Ventilkopf (4) aufgebautes Dosierventil (3, 4) vorgesehen ist, und dass die Ventilstange (3) von einer Hohlwelle (5) umschlossen ist, an der wenigstens ein Abstreifer (6) befestigt ist, der mit­tels einer Drehung der Hohlwelle (5) dem unteren Abschnitt der Behälterwand entlangführbar ist.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Ventilkopf (4) an seinem unteren Ende scheibenförmig ausgebildet ist, und dass die zum Ventilkopf (4) gerichtete Kante des Abstreifers (6) parallel zum schei­benförmigen untersten Teil des Ventilkopfes (4) verläuft, so dass in diesem Bereich des Ventilkopfes (4) haftendes Dosier­gut in jeder Position des Ventilkopfes (4) bis zu dessen Ein­tritt in die Austrittsöffnung (2) des Behälters (1) abge­streift werden kann.

3. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Teilab­schnitt des Abstreifers (6) in Gegenrichtung zur Drehbewegung einen Winkel (W1) zur Vertikalebene aufweist, der zwischen 0° bis 90° liegen kann.

4. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (5) wenigstens ein mittels eines Haltestabes (7) befestigtes Flügelelement (8) befestigt ist, das in bezug auf die Hori­zontalebene einen Winkel (W2) zwischen 0° bis 90° aufweist.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Niveaumesseinrich­tung (10) zur Ueberwachung des Niveaus des Abfüllgutes vor­gesehen ist.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Niveaumesseinrichtung (10) mit einer Zuführvorrichtung (23, 24, 25), welche das Abfüllgut dem Dosierbehälter (1) zuführt, verbunden ist.

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfüllgefäss (16) jeweils auf einer Wägeeinrichtung (17) aufgestellt ist, wel­che zur Erreichung einer hohen Abfüllgenauigkeit mit einer Ventilverstelleinrichtung (22) verbunden ist.

Zeichnung