DD297123A5 - Verfahren und Einrichtung zum dosierten Einfüllen fließfähiger Medien inGefäße - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum dosierten Einfüllen fließfähiger Medien inGefäßeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum foerderstromgesteuerten, viskositaetsunabhaengigen und dosierten Einfuellen flieszfaehiger Medien in Gefaesze. Dabei wird erfindungsgemaesz die Zeit zum Ausfuellen des Volumens eines Fuellrohres gemessen und im eingestellten Vergleich mit dem Volumen eines zu fuellenden Gefaeszes in ein zeitbestimmtes Verhaeltnis gebracht. Die Erfindung weist eine Einrichtung auf, in deren Fuellrohr (7) ein Fuellmedium zwischen Sensoren 5; 6; 16; 17 gemessen und mit dem Volumen eines Gefaeszes ueber eine Steuervorrichtung 8 in ein Zeit-Mengen-Verhaeltnis gebracht wird. Fig. 1
Description
-2- 297 123 Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum förderstromgesteuerten, viskositätsunabhängigen und dosierten Einfüllen fließfähiger Medien In Gefäße und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, daß bei förderstromgesteuerten Füllautomaten der Förderstrom mit geringem Energieaufwand erzeugt und durch Vermeiden von Querschnittsverengungen im Leitungs- und Fördersystem der Reibungswiderstand herabgesetzt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß in einem automatisch niveaugereooltem Füllgutbehälter, der mit einer Zuleitung für die Produkteinfuhr verbunden Ist, im Füllgut eine Kreiselpumpe ang ~ jrdnet ist, an deren Druckseite sich ein aufsteigendes Füllrohr anschließt. Das Füllrohr weist eine Form auf, die ein nahezu nachtropffreies Abfüllen ermöglicht, Der Nachteil dieses förderstromgesteuerten Füllautomaton besteht in seinen zeitabhängigen Füllprogrammen. Die Zeitabhängigkeit des Füllens, d.h. das Voreinstellen der Füllzeit, führt bei bereits geringen Schwankungen der Viskosität zu Dosierfehlern, die entweder über eine ständige Justierung der Füllzeit korrigiert werden müssen oder durch eine zusätzlich integrierte Waage, mit deren Hilfe die eingefüllten Mengen für die nachfolgenden Gefäße korrigiert werden. Nach dem Unterbrechen des Füllens, nach Pausen bei Produkt- und Gebindegrößenwechsel beginnt erneut das aufwendige Justieren des Zeitprogramms, bis die erforderlichen Mengen eingestellt sind.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum dosierten Einfüllen fließfähiger Medien in Gefäße zur Anwendung zu bringen, welche hohe Gebrauchswerteigenschaften, vor allem in bezug auf seine hohe Dosiergenauigkeit unter Beachtung der vorhandenen Eigenschaften des Modiums, aufweist.
Daiiegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum förderstromgesteuerten, viskositätsunabhängigen und dosierten Einfüllen fließfähiger Medien in Gefäße zu schaffen, mit denen mittels kontinuierlicher Kompensation von Viskositätseinflüssen und einem berührungslosem Messen einer Vergleichsmenge eine genau dosierte Füllung der Gefäße erfolgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zeit zum Ausfüllen des Volumens eines Füllrohres gemessen und im eingestellten Vergleich mit dem Volumen eines Gefäßes in ein zeitbestimmtes Verhältnis gebracht wird.
Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Zeit als Zeiteinheit eingeteilt, zum Ausfüllen des Füllrohres beginnend beim Füllstart eingestellt und beim Austritt des Mediums aus dem Füllrohr beendet wird.
Ausgestattet ist die Erfindung dadurch, daßdie Basis zum Ausfüllen des Volumens des Füllrohres durch eine Überlaufanordnung eines Niveuubehälters immer konstant gehalten wird.
Es ist eine Form der Erfindung, daß die Zeiteinheiten als Zeittakte eingeteilt werden.
Weiter ausgestaltet ist die Erfindung dadurch, daß der Quotient aus Gefaßvolumen und Füllrohrvolumen mit den Zeittakten multipliziert wird und das Füllvolumen bestimmt, wobei das Gesamtvolumen einer Abfüllung aus dem Quotienten des Füllrohrvolumens und des Zeittaktes bestimmt wird. Eine Ausbildungsform der Erfindung ist es, wenn die Viskositätsermittlung in einem separat und parallel zum Füllrohr angeordneten Eichrohr durchgeführt wird. Bewegungsvorgänge der Gefäße vom Positionssensor und die Meßvorgänge des Steuersignals in der Steuervorrichtung erfaßt, geordnet und über das Ausgangssignal geregelt ausgegeben werden.
Die Erfindung ist weiterhin dadurch ausgebildet, daß ein Füllrohr aus einem Pufferbehälter ragt, in dem ein Niveaubehälter angeordnet ist, In welchen dos Füllrohr mit einer Pumpe verbunden, in einem Füllmedienbad endet, wobei der Niveaubehälter
ein gemeinsames Füllmedienbad aufweist, welches durch eine kontinuierliche Überfüllung des Niveaubehälters mit dem Füllmedium in einem kontinuierlichen Kreislauf gehalten wird und am aufragenden Ende des Füllrohres eine durch Sensoren gebildete Schranke vorgesehen ist, welche über ein Steuersignal mit einer Steuervorrichtung in Verbindung gebracht ist, die über ein Ausgangssignal vor einem Schaltverstärker vorgesehen und verstärkend mit der Pumpe verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung mit einem Positionssensor über ein Steuersignal in einer Wirkverbindung steht und der Niveaubehälter in dem Pufferbehälter angeordnet ist, wobei die Pumpt* einen ständigen Kreislauf haltend Jruckseitig mit dem Niveaubehälter und saugseitig am Pufferbehälter verbunden ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kreislauf des Füllmediums über die Oberkante des Niveaubehälters und die Druckseite der Pumpe vorgesehen.
Nach einer Ausbildungsform der Erfindung ist das Steuersignal des Positionssensors und das Steuersignal der Lichtschranke zeitversetzt nacheinander reagierend zusammenwirkend mit der Steigvorrichtung verbunden.
Eine weitere Ausübungsform ist es, daß im Füllrohr in einem bestimmten Absankt zwei Sensoren übereinander angeordnet sind, wobei gleichzeitig durch den Abschnitt zwischen den beiden Sensoren ein gestimmtes Füllvolumen festgelegt ist.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, das im Füllrohr 3in Sensor angeordnet und mit dem Sensor am Auslauf des Füllt ohres in eine Wirkverbindung gebracht, wobei in einer Anordn jngsvariante der Erfindung der Sensor im Füllrohr über dem Niveau des Mediums im Niveaubehälter angeordnet ist.
welchem die Dosierpumpe angeordnet ist, läuft dabei ständig über. Die Dosierpumpe ist vorteilhaft eine Kreiselpumpe, deren
kürzer sind als die vordere Kante des Füllrohres, das stets nach oben zeigende Flächen aufweist. Dadurch werden herabrinnende
vermieden.
vorteilhaft ständig vom gleichen Niveau aus. Wird das Füllrohrvolumen gemesson und als Eichmaß zugrunde gelegt, ist eslediglich erforderlich, den Füllstart und den Füllungsaustritt exakt zu erfassen.
in einer bestimmten Zeit das Füllrohr passiert.
entleeren ist, wird vor dem eigentlichen Dosieren lediglich erforderlich, den entsprechenden Multiplikator einzugeben. Es wirddabei vorteilhaft die Zeit, die zwischen dem Füllstart und dem Füllgutaustritt aus dem Füllrohr vergeht, exakt erfaßt und mit demzuvor eingegebenen Sollwert multipliziert.
während des Abfülle ns von Produkten temperaturabhängig deren Viskosität, so haben diese Temperaturänderungen keinen
Die Vorrichtung weist einen Pufferbehälter 12 zur Aufnahme tixotoper Medien auf, in dem ein Niveaubehälter 11 angeordnet ist. In dem Pufferbehälter 12 ist dem Niveaubehälter 11 vorgeschaltet eine Überlaufpumpe 4 vorgesehen. Der Niveaubehälter 11 weist weiterhin eine Dosierpumpe 3 auf, an welche ein Füllrohr 7 angepaßt ist. Dieses Füllrohr 7 steigt an der Dosierpumpe 3 auf und ist am Auslauf so gestaltet, daß die nach unten weisenden Flächen des Auslaufes kürzer sind als die vordere untere Kante des Füllrohres 7, die stets nach oben weisende Flächen besitzt.
Die Tülle 14 des Füllrohres 7 ist mit dem Lichtstrahl eines Lichtsenders 5 in einer Wirkverbindung, dessen Strahl von einem Lichtempfänger β angenommen wird, welcher mit einer Steuervorrichtung 8 verbunden ist und die Steuersignale 13 des Lichtempfängers 6 aufnimmt. Ein Positionssender 10 wird an einem nicht gezeigten Transportband angeordnet und über ein Steuersignal 9 mit der Steuervorrichtung 8 gleichfalls in eine Wirkverbindung gebracht, wobei die Steuervorrichtung 8 mit einem Schaltverstärker 1 über ein Ausgangssignal 2 verbunden ist. Der Schaltverstärker 1 wird durch das Steuersignal 2 sensibilisiert und mit der Dosierpumpe 3 direkt verbunden.
Zum Funktionsvorgang ist die Ausbildung des Auslaufes des Füllrohres 7 im Tüllenbereich erläutert. Die Tülle 14 des Füllrohres 7 ist den Anforderungen eines nicht nachtropfenden Abfüllens entsprechend ausgebildet. Die Neigung des Tüllenbodens ist dem senkrechten Füllrohr 7 entsprechend wenig abweichend steil ausgeführt. Dabei ragt der Tüllenboden vor und der weitere Tüllenbereich ist nach rückwärts fliehend ausgebildet. Durch den steilen, aus dem Tüllenbereich herausragenden Tüllenboden läuft im Füllrohr 7 verbleibendes Füllmedium nicht aus der Tülle 14 heraus, sondern in das Füllrohr 7 zurück. Weiterhin soll dazu die funktionale Einordnung der Sensoren 5; 6 im Bereich der Tülle 14 dargestellt werden. Am Ausrufende des Füllrohres 7 ist horizontal z.B. eine Lichtschranke, bestehend aus Sensor 5 und Sensor 6, angeordnet. Der Strahlengang von Sensor S zum Sensor β vorläuft vor dem Füllrohr und ist so eingerichtet, daß beim Heraustreten des Füllgutes aus dem Füllrohr der Sensor 6 abgedeckt wird. Durch das Verdunkeln des Lichtempfängers wird der Taktzähler, der beim Füllstart gestartet wurde, gestoppt und die ermittelten Takte in der Steuervorrichtung abgespeichert. Aus den ermittelten Takten zum Füllen des Füllrohres 7, das einem genau bekannten Volumen FF entspricht und dem eingegebenen Gefäßvolumen V0 wird in der Steuervorrichtung die Gesamtfüllzeit tn ermittelt.
Dabei wird in der Steuervorrichtung 8 ermittelt, wie oft die gezählten Takte zum Füllen des Füllrohres wiederholt werden müssen, um das eingegebene Gefäßvolumen einzufüllen. Bei Produkten, bei denen es auf besondere Genauigkeit ankommt, muß von den gezählten Takten, bevor sie in der Steuervorrichtung 8 verarbeitet werden, noch die Zeitkorrektur KF, also die Zeit, die bis zur förderwirksamen Drehzahl der Dosierpumpe 3 vergeht, abgezogen werden. Diese Zeitkorrektur KF ist eine konstante Größe. Für eine genaue Einhaltung des mit den Sensoren 6; 7 festgelegten Zeit-Mengenverhältnisses ist die Anordnung des in Fig. 3 gezeigten Pufferbehälters 12 vorgesehen. Durch ein Zuführrohr 15 erfolgt die Zuführung des Füllmediums in den Pufferbehälter 12, welches diesen bis zu einem noch näher darzustellenden Füllstand ausfüllt. Auf dem Boden des Pufferbehälters 12 ist der Niveaubehälter 11 befestigt und mit diesem durch ein Rohr verbunden eine Pumpe 4 vorgesehen, welche das Medium in dem Niveaubehälter 11 fördert. Der Niveaubehälter 11 hat eine geringere Höhe als der Pufferbehälter 12 und wird durch d'.s Pumpe 4 so gefüllt, daß das Füllmedium aus dem Niveaubehäker 11 ständig überläuft. Damit ist für die im Niveaubehälter 11 befindliche Pumpe 3 ständig eine gleiche Anfangsmenge an Füllmedium vorhanden und eine gleichmäßige Dosierung möglich.
eines nicht gezeigten, mit Behältern besetzten Transportbandes. Ein zweites, nicht dargestelltes Steuersignal bewirkt ein
direkt gesteuert.
gezählten Takte, die eine bestimmten Zeit entsprechen, werden gespeichert. Aus der ermittelten Zeit wird in der
tn - -Sr* Ui - Kf)
errechnet. Dabei sind
ti - Füllzeit des Füllrohres
t„ = Gesamtfüllzeit
schaltet die Doslerpum ° 5 ab. Das Transportband wird gestartet und ein neu ankommendes Gefäß kann erneut gefüllt werden.
wird durch eine nicht dargestellte Niveauregelung, die im einfachsten Fall eine Schwimmersteuerung sein kann, so geregelt, daßdas Niveau im Pufferbehälter 12 immer tiefer ist als das Niveau des Niveaubehälters 11. Somit ist gewährleistet, daß beim
durch die Bewegung bis zu einem wesentlich niedrigerem Betrag der Viskosität abgebaut werden muß. Dadurch wird auchgewährleistet, daß der Korrekturfaktor KF (Zeit, die nach Füllstart der Füllpumpe bis zur förderwirksamen Drehzahl vergeht)konstant bleibt. Für jede Füllung wird in der Steuervorrichtung 8 nach Abspeichern der Füllrohrzeit t), die Gesamtfüllzeit neuermittelt. Damit ist zum Abfüllen größerer oder kleinerer Gefäße nur die Eingabe der Änderung der Gefäßgröße in die
gemessen.
voneinander zwei Sensoren 16; 17 übereinander angeordnet, die den Durchgang der Füllgutfront in dem Füllrohr zwischen denbeiden Sensoren erfassen. Aus dem Abstand der Sensoren voneinander und der Querschnittsfläche des Füllrohres wird in der
dargestellten Auffüllungsart bestimmt.
die Eingabe der Dichte geändert werden.
erforderlich.
zum Verschmutzen der Sensoren 5; β führt. Die Sensoren 5; β werden zweckmäßigerweise so angeordnet, daß der Strahlengangzwischen Lichtsender und Lichtempfänger ohne erkennbaren Abstand vom Tüllenende verläuft. Nach dem Start des
voneinander zwei Sensoren 16; 17 übereinander angeordnet sind, die den Durchgang der Füllgutfront in dem Füllrohr 7zwischen den beiden Sensoren 5; 6 erfassen.
des Füllrohres 7 in der Steuervorrichtung 8 aus der zeitlichen Aufeinanderfolge des Signals der Sensoren 16; 17 der
den Sensor 1 β die Steuervorrichtung 8 gestartet und durch Unterbrechen des Strahlenganges zwischen den Sensoren 5; β der
eingegebenen Gefäßvolumen wird in der Steuervorrichtung die Gesamtfüllzeit ermittelt.
errechnet.
den erzeugen ankommenden Förderstrom bereits sensibilisiert ist.
Claims (17)
1. Verfahren zum förderstromgesteuerten, viskositätsunabhängigen und dosierten Einfüllen fließfähiger Medien in Gefäße, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zum Ausfüllen des Volumens eines Füllrohres gemessen und im eingestellten Vergleich mit dem Volumen eines zu füllenden Gefäßes in ein zeitbestimmtes Verhältnis gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dio Zeit zum Ausfüllen des Füllrohres, beginnend beim Füllstart in Zeiteinheiten, eingeteilt und beim Austritt des Mediums aus dem Füllrorr beendet wird.
3. Verfahrun nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis zum Ausfüllen des Volumens des Füllrohres durch eine Überlaufanordnung eines Niveaubehälters immer konstant gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiteinheiten als Zeittakte eingeteilt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus Gefäßvolumen und Füllrohrvolumen mit den Zeitakten multipliziert wird und die Füllmenge bestimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen einer Abfüllung aus dem Quotienten des Füllrohrvolumens und des Zeitaktes bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Viskosität separat außerhalb des Füllrohres erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorgänge der Gefäße vom Positionssensor und die Meßvorgänge des Steuersignals in der Steuervorrichtung erfaßt, geordnet und über das Ausgangssignal geregelt ausgegeben werden.
9. Einrichtung zum dosierten Einfüllen fließfähiger Medien in Gefäße, welche eine Vorrichtung zum Aufstellen und Bewegen von Gefäßen sowie Abfüll- und Dosiervorrichtungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllrohr (7) aus einem Pufferbehälter (12) ragt, in dem ein Niveaubehälter (11) angeordnet ist, in welchen das Füllrohr (7) mit einer Pumpo (3) verbunden, in einem Füllmedienbad endet, wobei der Niveaubehälter (12) ein gemeinsames Füllmedienbad aufweist, welches durch eine gleichmäßige Überfüllung des Niveaubehälters (11) mit dem Füllmedium in einem kontinuierlichen Kreislauf gehalten wird und am auftragenden Ende des Füllrohres (7) eine durch Sensoren (5; 6) gebildete Schranke vorgesehen ist, welche über ein Steuersignal (13) mit einer Steuervorrichtung (8) in Verbindung gebracht ist, die über ein Ausgangssignal (2) vor einem Schaltverstärker (1) vorgesehen und verstärkend mit der Pumpe (3) verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung (8) mit einem Positionssensor (10) über ein Steuersignal (9) in einer Wirkverbindung ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Niveaubehälter (11) in dem Pufferbehälter angeordnet ist und die Pumpe (4) einen ständigen Kreislauf haltend druckseitig mit dem Niveaubehälter (11) und saugseitig am Pufferbehälter (12) verbunden ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf des Füllmediums über die Oberkante des Niveaubehälters (11) und die Druckseite der Pumpe (4) vorgesehen ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal (9) des Positionssensors (lO)unddasSteuersignal (13) der Lichtschranke (5; 6) zeitversetzt nacheinander reagierend zusammen wirkend mit der Steuervorrichtung (8) verbunden sind.
13. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Füllrohr (7) in einem bestimmten Abschnitt (18) zwei Sensoren (16; 17) übereinander angeordnet sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Abschnitt (18) zwischen den Sensoren (16; 17) ein bestimmtes Füllvolumen festgelegt ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Viskosität des Mediums parallel zum Füllrohr (7) ein Eichrohr angeordnet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Füllrohr (7) ein Sensor (16) angeordnet und mit dem Sensor (5; 6) in einer Wirkverbindung ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16) über dem Niveau des Mediums im Niveaubehälter (11) angeordnet ist.
Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
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