DE4218297A1 - Vorrichtung zum zeitgleichen Entleeren von zwei Behältnissen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zeitgleichen Entleeren von wenigstens zwei Behältnissen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie die Verwen­ dung einer solchen Vorrichtung in einem Schaumgenerator.

In vielen technischen Verfahren ist es notwendig, Substan­ zen in einem bestimmten Verhältnis zu mischen. Dieses Mi­ schen kann insbesondere dann problematisch sein, wenn die zu mischenden Fluide unterschiedliche Viskositäten haben.

Dann nämlich führt eine druckgesteuerte Vermischung gege­ benenfalls dazu, daß das zähflüssigere Fluid langsamer einer Mischereinheit zugeführt wird als das dünnflüssigere mit dem Ergebnis, daß die Mischung nicht im richtigen Ver­ hältnis vollzogen werden kann. Voraussetzung für verhält­ nisrichtige Mischungen ist also, daß die zu mischenden Fluide mit einem dem jeweiligen Mischungsverhältnis ange­ paßten Volumenstrom der Mischereinheit zugeführt werden.

Zum Beispiel im Bergbau wird im Untertage-Betrieb ein Zwei-Komponenten-Schaum, der in einem Kunststoffsack rea­ giert, verwendet, um Hohlräume in losem Gestein zu verfül­ len und zu sichern. Dieser Schaum wird durch eine 1:1-Mi­ schung von Isocyanat und Wasserglas hergestellt, die sehr unterschiedliche, von der Umgebungstemperatur abhängige Viskositäten haben.

Eine bekannte gattungsgemäße Vorrichtung für die Herstel­ lung eines solchen Schaumes (Fig. 4, die vom Erfinder stammt) weist zu den genannten Zwecken einen zentralen Druckzylinder auf, dessen Kolben zwei symmetrische Quer­ ausleger hat. Die zu mischenden Komponenten werden in zu diesem Druckzylinder passenden Einwegkartuschen geliefert. In den Kartuschen sind Kolben angeordnet, die beim Anset­ zen der Kartuschen an den Druckzylinder in die Querausle­ ger eingehängt werden. Wird der Druckzylinder betätigt, so ziehen die Querausleger die Kolben aus den Kartuschen, wodurch die Substanzen volumengleich aus an den Kartuschen angeordneten Öffnungen herausgedrückt werden und einer bekannten Mischereinheit für solche Zwei-Komponenten-Schäume zugeführt werden.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es von Nachteil, daß die Einwegkartuschen teuer und als Abfall voluminös sind.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum zeitgleichen Entleeren von wenigstens zwei Behältnis­ sen zu schaffen, deren Betrieb kostengünstiger und weniger umweltbelastend ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkma­ len des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anstelle der voluminösen und aufwendig herzustellenden Einwegkartuschen flexible Einweg-Beutel (vorzugsweise aus Polyethylen oder Polypropylen) verwendet, und diese Beutel werden durch eine druckausübende Einrichtung gleichzeitig volumenpro­ portional entleert. Das heißt, durch das bezweckte Entlee­ ren der Beutel werden diese gleichzeitig zusammengedrückt, so daß das Volumen des durch die Beutel entstehenden Ab­ falles nur einen Bruchteil des Volumens der Kartuschen beträgt. Die Beutel sind darüber hinaus sehr viel einfa­ cher herzustellen und zu füllen als die bekannten Kartu­ schen, die aus mehreren Teilen bestehen.

Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 2 ist es auf me­ chanisch einfache Weise möglich, die Beutel möglichst weitgehend zu entleeren. Gleichzeitig ist die mechanische Ausgestaltung dieser druckausübenden Einrichtung sehr ein­ fach und wirkungsvoll. Diese Ausführungsform ist für eine 1:1-Mischung ausgelegt. Soll in anderen Verhältnissen ge­ mischt werden, müßten vorzugsweise lediglich Volumen und Größe eines Beutels in der gewünschten Weise geändert wer­ den, so daß die zwei Beutel ein entsprechendes Volumenver­ hältnis bilden.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 3 wird verhindert, daß sich mit dünnflüssigen Substanzen gefüllte Beutel vorzei­ tig entleeren.

Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 4 ergibt sich eine sehr einfache Möglichkeit des Anschließens von Rohr- oder Schlauchleitungen an die Beutel. Gleichzeitig wird beim Zusammendrücken der Platten verhindert, daß der Beutel durch das Zusammendrücken der Platten zwischen diesen her­ ausgedrückt wird.

Die Ausführungsform nach Anspruch 5 zeigt eine einfache Möglichkeit auf, wie die Platten durch eine einfach steuerbare Einrichtung zusammengedrückt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 6 ist der Kolben des Druckzylinders dabei über eine Zugstan­ ge mit der oberen Platte verbunden, was einen sehr einfa­ chen mechanischen Aufbau ergibt.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform nach Anspruch 7 ist zwischen Druckzylinder und oberer Platte eine Hebelme­ chanik angeordnet, mit der beliebige Unter- oder Überset­ zungen realisierbar sind.

Eine besonders kompakte Anordnung entsteht gemäß Anspruch 8, wenn der Druckzylinder unterhalb der unteren Platte angeordnet ist und die obere Platte durch eine Durchbre­ chung in der unteren Platte steuert.

Vorzugsweise ist die untere Platte mit einer nachgiebigen Auflage versehen, die dazu diente unterschiedliche Mate­ rialstärken der Beutel, z. B. an den Nähten und an der Aus­ laßöffnung, auszugleichen und so für eine möglichst voll­ ständige Entleerung der Beutel zu sorgen.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Schaumgenerator für den Bergbau zur Erzeugung von in einem Kunststoffsack reagierendem Zwei-Komponenten-Schaum verwendet, mit dem Hohlräume in losem Gestein verfüllt und gesichert werden.

Nachstehend werden zwei Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefugten Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht auf eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung; und

Fig. 4 ist eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Tech­ nik.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, wobei die Vorrichtung im oberen Teil der Figur vor und im unteren Teil der Figur nach dem Entleeren der Beutel 1 zu sehen ist.

Auf einer Platte 6 eines Gestells 8 ist eine Auflage 7 angeordnet, auf die zwei Beutel 1 gelegt werden. In der Darstellung der Fig. 1 ist nur ein Beutel 1 zu sehen. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind jedoch auf der unteren Platte 6 des Gestells 8 zwei identische Beutel 1 nebeneinander angeordnet, wie es schematisch der Drauf­ sicht in Fig. 3 zu entnehmen ist. Alle folgenden Bezugnah­ men auf einen Beutel gelten für beide Beutel gleicherma­ ßen. Die Form des Beutels 1 ist bei der dargestellten Aus­ führungsform im Querschnitt keilförmig. Die Form des Beu­ tels ist an sich beliebig, sofern er flach liegen kann. Eine Auslaßöffnung 9, an die eine zu einer Mischereinheit 20 (Fig. 3) führende Rohrleitung 21 angeschlossen wird, ist auf der Oberseite oder am vorderen Ende angeordnet.

An der unteren Platte 6 ist an der der Auslaßöffnung des Beutels 1 gegenüberliegenden Seite eine obere Platte 2 angelenkt, die beide Beutel 1 auf der unteren Platte 6 überdeckt. In der oberen Platte 2 sind Durchbrechungen für die Auslaßstutzen (Öffnungen) 9 der Beutel 1 vorgesehen.

Die der gelenkigen Verbindung zwischen oberer Platte 2 und unterer Platte 6 entgegengesetzte Seite der oberen Platte 2 ist mechanisch mit einem Druckzylinder 5 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt diese Verbindung über mit der genannten Seite der oberen Platte 2 gelenkig verbundene Zugstange 3, die durch eine etwa senkrecht un­ ter der gelenkigen Verbindung zwischen Zugstange 3 und oberer Platte 2 angeordnete Durchbrechung 10 in der unte­ ren Platte 6 geführt ist. Innerhalb des Gestells 8 ist unterhalb der Durchbrechung 10 in der unteren Platte 6 der Druckzylinder 5 angeordnet, dessen Kolbenstange mit der Zugstange 3 verbunden ist.

In der dargestellten Ausführungsform werden zwei nebenein­ ander auf der unteren Platte 6 liegende Beutel 1 durch Betätigen des Druckzylinders 5 weggesteuert zusammenge­ drückt und damit volumengleich entleert. Somit wird über Rohrleitungen 21 (siehe Fig. 3) einer Mischereinheit 20 aus beiden Beuteln 1 ein identischer Volumenstrom zuge­ führt, was eine 1:1-Vermischung gewährleistet.

Nach ihrer Entleerung, wenn also die obere Platte 2 voll­ ständig gegen die untere Platte 6 gepreßt ist (siehe unte­ ren Teil der Fig. 1), können die Beutel 1 entfernt werden, indem der Druckzylinder 5 in seine Ausgangsstellung (vgl. oberen Teil der Fig. 1) zurückgefahren wird. Die Beutel 1 bleiben dabei zusammengedrückt, so daß sich ein minimales Abfallvolumen ergibt.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden zwei Beutel 1 volumengleich entleert. Es ist jedoch erfindungs­ gemäß auch möglich, mehr als zwei Beutel 1 volumengleich zu entleeren oder zwei oder mehr Beutel in einem bestimm­ ten Volumenverhältnis zu entleeren. Hierzu bedarf es le­ diglich Beutel unterschiedlicher Größe oder Volumina. Es könnte aber die obere Platte 2 mehrteilig aufgebaut sein, wobei jedem Teil der oberen Platte 2 dann ein Beutel 1 zugeordnet wäre. Das obere Ende der Kolbenstange des Druckzylinders 5 müßte dann mit den einzelnen Teilen der oberen Platte 2 in unterschiedlichen Über- bzw. Unterset­ zungsverhältnissen verbunden werden, derart, daß die ein­ zelnen Teile der oberen Platte 2 bei Betätigung des Druck­ zylinders 5 unterschiedlich schnell gegen die untere Plat­ te 6 gedrückt werden. Dies hätte natürlich zur Folge, daß die Beutel 1, die langsamer auf die untere Platte 6 gedrückt werden, nicht vollständig entleert werden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau der der Fig. 1 weitgehend ent­ spricht. Unterschiedlich ist lediglich die Art der mecha­ nischen Verbindung zwischen oberer Platte 2 und Druckzy­ linder 5. Bei dieser Ausführungsform ist der Druckzylinder 5 an seiner dem Kolbenstangenaustritt gegenüberliegenden Seite gelenkig aufgehängt, und die Kolbenstange ist mit dem längeren Arm eines Hebels 4 mechanisch verbunden, der ebenfalls innerhalb des Gestells 8 angelenkt ist. Das kür­ zere Ende des Hebels 4 ist mit der bereits aus der Ausfüh­ rungsform der Fig. 1 bekannten Zugstange 3 verbunden. Mit dieser Art der mechanischen Verbindung zwischen oberer Platte 2 und Druckzylinder 5 wird eine Untersetzung reali­ siert, derart, daß eine große Auslenkung des Kolbens des Druckzylinders 5 lediglich eine geringe Auslenkung der Zugstange 3 und damit der oberen Platte 2 bewirkt. Da das untere Ende der Zugstange 3 im vorliegenden Fall durch die Anlenkung an dem Hebel 4 auch eine leichte Querbewegung vollzieht, muß die Durchbrechung 10 in Querauslenkungs­ richtung gegenüber der Durchbrechung 10 der ersten Ausfüh­ rungsform vergrößert werden.

In den dargestellten Ausführungsformen wird die obere Platte 2 dadurch gegen die untere Platte 6 gedrückt, daß ein Druckzylinder 5 mit Druckluft beaufschlagt wird. Dies ist eine einfache und kostengünstige Art der Betätigung der oberen Platte 2. Es sind jedoch auch andere Arten der Betätigung möglich, so z. B. durch einen Elektromotor mit Pleuelstange.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Schaumgenerator zur Herstellung eines in einem Kunststoffsack reagierenden Zwei-Komponenten-Schaums, mit dem im Bergbau im Untertage-Betrieb Hohlräume in losem Gestein verfüllt und gesichert werden, wird einer der Beu­ tel 1 mit Isocyanat und der andere Beutel 1 mit Wasserglas gefüllt. Die Beutel 1 werden in die Vorrichtung zwischen untere Platte 6 und obere Platte 2 eingelegt, so daß die Ausgangsöffnung 9 der Beutel 1 durch die jeweiligen Durch­ brechungen in der oberen Platte 2 geführt werden. Die Aus­ führungsöffnungen 9 werden an die zu der Mischereinheit 20 führenden Rohrleitungen 21, die vorzugsweise gleich lang sind, angeschlossen. Zur Herstellung des Schaumes wird der Druckzylinder 5 betätigt, so daß die obere Platte 2 unter Zusammendrücken der Beutel 1 auf die untere Platte 6 ge­ drückt wird. Aus beiden Beuteln 1 fließt ein identischer Volumenstrom der jeweiligen Komponente zu der Mischerein­ heit, in der die Komponenten im Verhältnis 1:1 gemischt werden und direkt danach in einem Kunststoffsack mitein­ ander reagieren. Sind die Beutel 1 leer, so wird die obere Platte 2 durch entgegengesetzte Betätigung des Druckzylinders 5 wieder in die Ausgangsposition ausge­ lenkt. Die Beutel 1 bleiben dabei zusammengedrückt und können einfach aus der Vorrichtung entnommen werden. Das Volumen der zusammengedrückten Beutel beträgt nur einen Bruchteil des Volumens der aus dem Stand der Technik be­ kannten Kartuschen.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum zeitgleichen Entleeren von wenigstens zwei mit Fluiden gefüllten Behältnissen (1) aus deren Auslaßöffnungen (9) mittels einer druckausübenden Einrichtung (2, 3, 4, 5, 6; 2, 3, 5, 6), die derart auf die Behältnisse (1) einwirkt, daß diese volumen­ proportional entleert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältnisse flexible Einweg-Beutel (1) sind und daß die druckausübende Einrichtung (2, 3, 4, 5, 6; 2, 3, 5, 6) die Beutel (1) zum Entleeren zusammendrückt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckausübende Einrichtung zwei Platten (2, 6) aufweist, die an der den Auslaßöffnungen der Beu­ tel (1) gegenüberliegenden Seite gelenkig verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beutel (1) keilförmig ausgebildet sind und im breiten Bereich des Keiles ihre Auslaßöffnungen (9) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beutel (1) auf einer der Platten (6) liegen und daß deren Auslaßöffnungen jeweils nach oben oder nach vorne zeigen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen, oberen Platte (2) Durchbrechungen für die Auslaßöffnungen der Beutel (1) vorgesehen sind, für den Fall, daß die Auslaßöffnungen der Beu­ tel (1) nach oben zeigen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen, oberen Platte (2) keine Durchbre­ chungen für die Auslaßöffnungen der Beutel (1) vor­ gesehen sind, für den Fall, daß die Auslaßöffnungen der Beutel (1) nach vorne zeigen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die obere Platte (2) kraftschlüssig mit einem Druckzylinder (5) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Platte (2) über eine Zugstange (3) mit dem Kolben des Druckzylinders (5) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Platte (2) über eine Zugstange (3) mit einem Hebel (4) verbunden ist, der mit dem Kolben des Druckzylinders (5) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Platte (6) eine Durchbrechung für die kraftschlüssige Verbindung zwi­ schen der oberen Platte (2) und dem Druckzylinder (5) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß auf einer der Platten (2, 6) eine Auflage (7) vorgesehen ist.

12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Schaumgenerator zur Zuführung von Isocyanat und Wasserglas durch eine Mischereinheit in einen Kunststoffsack.