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EP0264597A2 - Dosiervorrichtung für Bindemittel - Google Patents

Dosiervorrichtung für Bindemittel Download PDF

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EP0264597A2
EP0264597A2 EP87112864A EP87112864A EP0264597A2 EP 0264597 A2 EP0264597 A2 EP 0264597A2 EP 87112864 A EP87112864 A EP 87112864A EP 87112864 A EP87112864 A EP 87112864A EP 0264597 A2 EP0264597 A2 EP 0264597A2
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EP
European Patent Office
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metering
pressure
dosing device
suction
storage container
Prior art date
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EP87112864A
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English (en)
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EP0264597B1 (de
EP0264597A3 (en
Inventor
Joachim Dipl.-Ing. Laempe
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Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
Original Assignee
Dipl-Ing Laempe Firma GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/04—Machines 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
    • B22C5/0409—Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
    • B22C5/0472—Parts; Accessories; Controlling; Feeding; Discharging; Proportioning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/88—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by feeding the materials batchwise
    • B01F35/882—Forming 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
    • B01F35/8822—Forming 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

Definitions

  • the invention relates to a metering device for binders intended for mixing core sand in goat shops, with a storage container for the binding agent and a conveying device, a selectively metered amount of the binding agent being conveyed from the storage container to a mixer, preferably by means of pressure and / or Gravity is transferred.
  • binders are added via metering pumps. Both diaphragm pumps and piston pumps are used. With the diaphragm pump, the metering takes place at a fixed frequency and a known stroke over the delivery time. With a piston pump, the number of piston strokes can also be measured directly.
  • a metering vessel with a fill level limiter is arranged between the storage container and mixer, and that at least one suction and / or pressure source can be connected to the metering vessel, which are connected to the metering vessel via overpressure or suction lines.
  • This construction largely decouples the pumping process from the dosing process.
  • a suction pump for example, a negative pressure can be generated in the metering vessel, so that this is filled via a suction line from the storage container to the amount set with the level limiter. By generating excess pressure, this metered quantity can then be fed to the mixer via a pressure line.
  • the level limiter has a float as a signal transmitter and at least one measuring 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 narrower the cross-section of the vessel the greater the measurable change in fill level when the fill volume changes by one volume unit.
  • 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 metering device 1 form a uniform system in the illustrated embodiment.
  • 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 6 and in this way measure at the level of the float 6 and thus the level of the fill level. They can be calibrated in a known manner so that they trigger a switching function when the fill level corresponding to their setting is reached and the valve 15 closes. 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, through 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, even in continuous operation, 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. So is possible.

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Abstract

Eine Dosiervorrichtung (1) für - zum Mischen mit Kern­sand in Gießereien bestimmte - Bindemittel (3) weist einen Vorratsbehälter (2) auf, aus dem das Bindemittel (3) über eine Fördervorrichtung (4) zu einem Mischer (5) überführt wird. Die Dosierung erfolgt hierbei über ein vorzugsweise von der Pumpmechanik getrenntes Dosiergefäß (6), mit einem einstellbaren Füllstands­begrenzer (7), welches über Druck- bzw. Saugleitungen mit einer Druck- bzw. Saugquelle verbunden ist. Die Doseirung wird damit von Störungen und Ungenauigkeiten der Pumpenmechanik unabhängig.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für - zum Mischen von Kernsand in Geißereien bestimmte - Binde­mittel, mit einem Vorratsbehälter für das Bindemittel und einer Fördervorrichtung, wobei eine wählbar dosierte Menge des Bindemittels mittels der Fördervorrichtung aus dem Vorratsbehälter an einen Mischer vorzugsweise durch Druck- und/oder Schwerkraft überführt wird.
  • Nach dem vorbekannten Stand der Technik erfolgt die Zugabe von Bindemitteln über Dosierpumpen. Dabei werden sowohl Membranpumpen wie auch Kolbenpumpen verwandt. Bei der Membranpumpe erfolgt die Dosierung bei fest eingestellter Frequenz und bekanntem Hub über die Förderzeit. Bei einer Kolbenpumpe kann die Anzahl der Kolbenhübe auch un­mittelbar gemessen werden.
  • Diese bekannte Art der Dosierung von Bindemitteln für Kernsand in Gießereien hat jedoch gewisse Nachteile. Bei Membranpumpen ist eine genaue volumetrische Dosierung praktisch kaum möglich. Hier wie auch bei der Kolben­pumpe kommen die Dichtflächen der Pumpenventile mit dem aggressiven Bindemittel in Kontakt und könne somit auf die Dauer undicht werden. Bei der Kolbenpumpe werden darüberhinaus die Gleitflächen von dem aggressiven Binde­mittel angegriffen. Hierdurch verursachte Undichtigkeiten führen zum Ansaugen von Luft, wodurch die Dosierung unge­nau wird. Aber selbst wenn das Pumpenaggregat funktio­niert, besteht die Gefahr, daß die Sauleitung leer ist oder undicht wird und in dem Förderraum Luft einströmt. Auch in diesem Fall ist die exakte Dosierung gestört, solange die Pumpe nicht entlüftet bzw. die Saugleitung nicht abgedichtet wird.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Dosiervorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine Be­einträchtigung mechanischer Funktionen des Dosiersystems durch das aggressive Bindemittel weitgehend vermieden sowie eine exakte Dosierung auch auf Dauer ermöglicht wird und ein Leersaugen der Saugleitung den Dosiervor­gang nicht beeinträchtigt.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht insbesondere darin, daß zwischen Vorratsbehälter und Mischer ein Dosiergefäß mit einem Füllstandsbegrenzer angeordnet ist, und daß an das Dosiergefäß wenigstens eine Saug- und/oder Druck­quelle anschließbar ist, die mit dem Dosiergefäß über Überdruck- bzw. Saugleitungen verbunden sind. Durch diese Konstruktion wird der Pumpprozeß vom Dosier­vorgang weitgehend entkoppelt. Durch eine Saugpumpe zum Beispiel kann in dem Dosiergefäß ein Unterdruck erzeugt werden, so daß sich dieses über eine Saugleitung aus dem Vorratsbehälter bis zur mit dem Füllstandsbe­grenzer eingestellten Menge füllt. Durch Erzeugung von Überdruck kann diese dosierte Menge anschließend über eine Druckleitung 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 noch in den Leitungen verbleibende Bindemittelreste in ihrer Genauigkeit beeinträchtigt, weil die Druck­leitungen zum Mischer nach dem Auspressen des Binde­mittels aus dem Dosiergefäß leer geblasen werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß die Saug- bzw. Druckpumpe mit dem Fördermedium nicht mehr in unmittelbaren Kontakt kommt. Eine Beschädigung der Pumpen 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 6 rea­gieren und auf diese Weise in Höhe des Schwimmers 6 und damit die Höhe des Füllstandes messen. Sie können in bekannterWeise 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 Öffnung 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.
  • Alle in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale und Eigenschaften der Erfindung können einzeln und im Zusammenhang erfindungswesentlich sein.

Claims (6)

1. Dosiervorrichtung für - zum Mischen mit Kernsand in Gießereien bestimmte - Bindemittel, mit einem Vorrats­behälter für das Bindemittel und einer Fördervor­richtung, wobei eine wählbar dosierte Menge des Binde­mittels mittels der Fördervorrichtung aus dem Vor­ratsbehälter an einen Mischer, vorzugsweise durch Druck- oder Schwerkraft überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratsbehälter (2) und Mischer (5) ein Dosiergefäß (6) mit einem einstellbaren Füllstandsbegrenzer (7) angeordnet ist, und daß an das Dosiergefäß (6) wenigstens eine Saug- (10) und/oder Druckquelle (11) anschließbar ist, die mit dem Dosiergefäß (6) über Überdruck- (8) bzw. Saugleitungen (9) verbunden sind.
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) bzw. Saugpumpe (10) mit diesen in Schaltverbindung steht.
6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 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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