DE3014195A1

DE3014195A1 - Steuervorrichtung zum druckabbau in mit druck beaufschlagten gas/fluessigkeitssystemen

Info

Publication number: DE3014195A1
Application number: DE19803014195
Authority: DE
Inventors: Paul S Frates; Charles H Scholl
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1980-04-14
Publication date: 1980-10-30
Also published as: GB2051243A; CH636534A5; SE8002823L; FR2454325A1; SE443199B; FR2454325B1; IT8021391A0; US4371096A; CA1147236A; JPS631092B2; IT1140921B; JPS55142626A; DE3014195C2; GB2051243B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern oder Regeln, von Druckgas/Flüssigkeitssystemen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Steuervorrichtung zum Absenken des Druckes in unter Druck stehenden, Gas/Flüssigkeitsmischungen enthaltenden Leitungen, die zum Beispiel Bestandteil von Einrichtungen zur Erzeugung von Heißschmelzkleberschaum sind, und zur Druckerhöhung in derartigen Systemen, um diese Systeme in Betrieb zu nehmen.

Aus der US-PS 4 059 714 ist es als vorteilhaft bekannt, Heißschmelzkleber in vielen Zellen als Schaum aufzutragen. Derartige Schäume lassen sich dadurch erzeugen, daß Gas zum Beispiel mittels einer Zahnradpumpe in dem flüssigen Heißschmelzkleber dispergiert wird, um eine Gas/Heißschmelzkleber-Mischung zu erzeugen, in welcher das Gas in der Flüssigkeit in gelöster Form oder als sehr kleine Mikroblasen auftritt.. Die Gas/Flüssigkeitsmischung wird unter Druck von der Mischvorrichtung durch eine Druckleitung, ein Rohr oder einen Schlauch, einer ventilgesteuerten Abgabevorrichtung zugeführt, die. zum Beispiel als Pistole oder ein Schaumabgabekopf ausgebildet sein kann. Bei einer Abgabe der Mischung an die Atmosphäre· wird der Druck abgebaut, und das Gas expandiert innerhalb der Flüssigkeit und bildet einen Schaum. Normalerweise ist eine unter Druck stehende Rückleitung

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oder Recycle-Leitung vorgesehen, um die Mischung zur Pumpe zurückzuführen, wenn die Abgabevorrichtung die Mischung nicht abgibt. In derartigen Systemen kann die Gas/Flüssigkeitsmischung ziemlich heiß sein und unter relativ hohen Drucken in den Leitungen stehen. So beträgt zum Beispiel in den Anlagen zur Erzeugung eines Heißschmelzkleberschaums die Temperatur etwa zwischen 8O⁰C und 18O⁰C für die meisten Heißschmelzkleber, und der Druck liegt in der Regel im Bereich zwischen 14 Kp/cm² und 36 Kp/cm², er kann jedoch bis zu etwa 100 Kp/cm² betragen.

Es ist manchmal notwendig, die Abgabe- und/oder Rückleitungen zwischen der Pumpe und dem ventilgesteuerten Schaumabgabekopf aufzutrennen, so z.B. um den Kopf auszutauschen oder zu reinigen, um einen abgenutzten Schlauch auszutauschen, oder um Reinigung^- oder Wartungsarbeiten durchzuführen. Die Auftrennung oder Abnahme von Druckleitungen in Gas/Flüssigkeitsmischungen enthaltenden Systemen war bisher ein zeitaufwendiger, schwieriger und in manchen Fällen auch gefährlicher Vorgang, wenn die Gas/Flüssigkeitsmischung in den Leitungen unter einem hohen Druck steht. Die Leitungen wirken auf Grund des eingeschlossenen Druckgases als Akkumulatoren. Wenn dieser Druck abrupt abgebaut wird, so z.B. wenn eine Schraubkupplung eines Schlauches geöffnet wird, drückt das Gas die Mischung sehr schnell, unter Umständen sogar heftig heraus, wenn der Druck hoch ist, und die Mischung verläßt die Leitung sehr schnell (in dieser Beziehung unterscheiden sich Druckgas/ Flüssigkeitssystems von Hydrauliksystemen, bei denen der Flüssigkeitsdruck beim öffnen einer Leitung sehr schnell abfällt und nur eine sehr geringe Menge einer viskosen Masse abgegeben wird, wenn die Pumpe abge-

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schaltet wird.) Auf Grund des hohen Wärmegehalts stellt die unkontrollierte Abgabe eines Heißschmelzklebers ein Sicherheitsrisiko dar und ist in Industrieanlagen nicht hinnehmbar. Auf Grund seiner großen Viskosität fällt darüber hinaus der stromaufseitige Druck in der Leitung nur langsam ab und verlängert dadurch die Materialabgabe.

Bisher war es schwierig, Druck in Druckgas/Flüssigkeitsleitungen schnell und sicher abzubauen oder abzusenken, insbesondere wenn die Flüssigkeit eine große Menge an Gas enthält oder wenn das Gas die Neigung besitzt, in Mischung mit der Flüssigkeit zu verharren, wie dies bei Heißschmelzklebern der Fall ist. Wenn ein mit einem Ventil versehener Auslaß in der Leitung vorgesehen ist und zur Atmosphäre hin geöffnet wird, um den Druck abzubauen, tritt das Material durch dieses Ventil als Schaum aus, der sich schwer handhaben läßt; selbst wenn die Pumpe nicht läuft, bewirkt die große Viskosität der Flüssigkeit, daß nur ein allmählicher Druckabfall stattfindet, so daß sich der Materialaustritt für eine gewisse Zeit fortsetzt. Am einen Ende eines langen Schlauches kann noch ein relativ hoher Druck herrschen, selbst wenn das andere Ende des Schlauches offen ist. Auf alle Fälle ist das "Ausblasen" des Materials von dem Rohr eine Materialverschwendung und stellt eine Verschmutzung dar. Der sehr langsame Druckabbau in Rohren oder Schläuchen nach dem Abschalten der Pumpe hat bisher die Unterbrechung von Druckleitungen langwierig, schwierig und gefährlich gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen gesteuerten, schnellen und sicheren Druckabbau ermöglicht,

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der das öffnen oder Unterbrechen von Leitungen in diesen Systemen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine wahlweise betätigbare Steuervorrichtung angegeben, die einen raschen, sicheren Druckabbau innerhalb des Systems - ohne eine Materialverschwendung - ermöglicht. Die Steuervorrichtung enthält ein wahlweise betätigbares Druckabbau-Ventil, das bei Betätigung ein Ventil innerhalb des Systems zum" Abbau des Druckes betätigt. Gleichzeitig unterbricht die Betätigung des Druckabbau-Ventils den Gasnachschub von der Gasversorgung zur Mischpumpe und beendet dadurch eine weitere Erzeugung der Gas/Flüssigkeitsmischung. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liefert die Betätigung des Druckabbau-Ventils ein Drucksignal, welches ein Umkehrventil betätigt, um die Strömungsrichtung durch das System umzukehren. Die Steuervorrichtung enthält bevorzugt ein Druckreduzierventil und ein selektiv betätigbares Startventil, um das Druckreduzierventil durch einen Bypass zu umgehen, und dadurch das Gas aus der Gasquelle zur Mischpumpe ohne Druckverringerung zu führen, die ansonsten durch das Druckreduzierventil auftreten würde. Dies bedeutet, daß die Mischpumpe sofort mit einem Gas hoher Dichte versorgt wird, um die Anfangsblockade zu überwinden und den Gasstrom in das System hinein zu starten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Drucksignal von dem Druckabbau-Ventil zur Betätigung eines Vier-Wege-Umkehrventils eingesetzt, welches den Strom des Arbeitsfluids durch einen Luftmotor hindurch umkehrt, der die Gas/Flüssigkeits-Mischpumpe, antreibt. Eine Richtungsumkehr des Luftmotors bewirkt eine Richtungsumkehr des Fluidstroms im System, und das Fluid wird von den Druckleitungen zurückgezogen

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und in die Flüssigkeitsquelle zurückgepumpt, wo es dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist, so daß der Schaum zusammenfällt. Bei einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung wird das Drucksignal von dem Druckabbau-Ventil verwendet, um ein Umleitventil in dem System zu betätigen, welches ohne Richtungsumkehr der Pumpe den Druck aus den Leitungen direkt in den Vorratstank zurückführt .

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Steuervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in einer ersten Betriebsart an ein Heißschmelzkleber-Schaumsystem mit einer Zweistufenpumpe angeschlossen ist; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer -

zweiten Betriebsart der Steuervorrichtung.

Die Erfindung wird in den Figuren und in dieser Beschreibung unter besonderer Bezugnahme auf ein Heißschmelzkleber-Schaumerzeugungssystem beschrieben. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung läßt sich jedoch auch in Verbindung mit anderen System verwenden, bei denen Gas/
Flüssigkeitsmischungen unter Druck gepumpt werden, und bei denen ein Druckabbau wünschenswert ist, so z.B. bei Systemen zur Aufbringung von Schaumschichten.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung 7 dargestellt. Die Steuervorrichtung enthält eine Gaszufuhrleitung 10, die in Betrieb mit einer Gasquelle verbunden ist, welche einen Gaszylinder, ein
Druckluftsystem ο. dgl. enthalten kann. Die Gasversorgungsquelle enthält normalerweise ein Druckregelventil 11,

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wie z.B. das mit Federvorspannung betriebene Steuer-Ventil. Dieses Ventil ist derart gesetzt, daß es einen gewünschten Gasdruck von der Gasversorgung aufrechterhält.

Die Gasleitung 10 der Steuervorrichtung 7 enthält ein Ein/Aus-Ventil 12, das mittels einer Magnetspule betrieben werden kann. Das Ein/Aus-Ventil 12 ist mit dem elektrischen Steuersystem für die Zufuhr der Heißschmelzkleber-Flüssigkeit verbunden, und es wird nur dann geöffnet, wenn die Pumpe für die Heizßschmelzkleberzufuhr arbeitet.

Die Gasleitung 10 ist in Richtung das Gasströmung stromabwärts vom Ein/Aus-Ventil 12 mit einem selektiv betätigbaren Druckabbau-Ventil 13 verbunden. Für den normalen Schaumerzeugungsbetrieb ist das Ventil 13 so vorgespannt, daß es die Leitung 10 mit einem zweiten Druckreduzieroder Regelventil 14 verbindet, welches den Druck des Gases steuert, das an die Pumpe abgegeben wird, wodurch die Schaumdichte festgelegt wird. Das Ventil 13 kann mittels einer Feder in diese Position vorgespannt sein, wie in Fig. 1 dargestellt. Bei einer selektiven Betätigung , wie z.B. durch den Pfeil auf der rechten Seite des Ventils 13 dargestellt, trennt das Ventil die Gasquelle vom Ventil 14 ab und verbindet die Gasquelle mit einer Drucksteuerleitung 20.

In der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Drucksteuerleitung 20 an eine Ventileinrichtung 21 angeschlossen, welche die Drehrichtung der Pumpe 23 umkehrt, die das Gas/ Heißschmelzkleber-Gemisch oder eine andere flüssige Mischung unter Druck setzt. Die Betätigung des in

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Normalstellung befindlichen Druckabbau-Ventils 13 bewirkt eine Richtungsumkehr der Pumpe 23 dadurch, daß die Drehrichtung des die Pumpe 23 antreibenden Luftmotors 24 umgekehrt wird. Die Pumpe 23 wird vom Luftmotor 24 angetrieben, der von einer Druckluftquelle, die mit "Luft Ein" bezeichnet ist, über ein Umkehrventil 21 Druckluft erhält, wobei das Umkehrventil 21 auf die Betätigung des Druckabbau-Ventils 13 anspricht. Das Umkehrventil 21 ist bevorzugt ein Vier-Wege-Ventil, welches bei Betätigung den Druck zwischen der Einlaß- und der Auslaßleitung 25, 26 des Motors umkehrt. Ein Vorspannmittel, z.B. die dargestellte Feder, drückt das Umkehrventil 21 in eine erste Position bei der die Luft von der Druckluftquelle durch die Leitung 25 zum Luftmotor 2 4 strömt, um den Motor 24 in einer ersten Drehrichtung zu drehen. Der Luftauslaß des Motors erfolgt durch die' Leitung 26 und das Ventil 21. Wenn das Druckabbau-Ventil 13 selektiv betätigt wird, wird der Gasdruck der Leitung 10 der Steuervorrichtung 7 als Steuerdruck auf die Leitung 20 gegeben, um das Umkehrventil 21 gegen die Vorspannfeder zu betätigen, so daß der Betriebsdruck dem Motor 24 über die Leitung zugeführt wird und die Abluft durch die Leitung 25 abgeleitet wird. Diese Vertauschung der Anschlüsse des Luftmotors hat eine Drehrichtungsumkehr des Motors zur Folge, wodurch die Pumpe 23 in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird.

Das Steuerventil 14 zur Steuerung der Schaumdichte umfaßt ein einstellbares Druckregelventil, das ein von einem Steuerdruck betätigtes, unter Federvorspannung stehendes Druckbegrenzungsventil sein kann. Ein Druckmesser 27 .gibt diesen Druck auf der Abstromseite des Ventils 14 an. Das Ventil 14 wird bei seinem Einsatz so gesetzt, daß es einen gewünschten Gasdruck aufrecht-

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erhält, der kleiner ist als der Druck des Ventils 11 bei der Gasquelle. Dieses Ventil steuert den Druck des Gases durch die Pumpe 23, es steuert somit die Gasdichte, die ihrerseits die Dichte des Schaums festlegt, der erzeugt wird, wenn Gas/Flüssigkeitsmischung abgegeben wird.

Stromabwärts vom Ventil 14 ist die Gasleitung 10 mit einem Startventil 29 verbunden, welches bei Betätigung einen Bypass zur Umgehung des Druckabbau-Ventils 13 und des Dichte-Regulierventils 14 schafft. Bei der nornalen Betriebsstellung, die in der Figur dargestellt ist, verbindet das Startventil 29 den Auslaß des Ventils 14 mit der Pumpe 23; wenn das Startventil 29 z.B. von Hand oder mittels einer Magnetspule betätigt wird, schafft es einen Bypass um das Dichte-Steuerventil 14 mittels einer Bypass-Leitung 30, die stromaufwärts vom Dichte-Steuerventil 14 und bevorzugt auch stromaufwärts vom Druckabbau-Ventil 13 von der Gasleitung 10 abzweigt. Durch diesen Bypass wird die Verringerung des Gasdruckes vermieden, die ansonsten am Ventil 14 vorhanden wäre; die Bypass-Leitung gibt Gas mit dem höheren Druck ab, der vom Gasdruck-Regelventil 11 an der Gasquelle eingestellt wird. Um den Beginn des Gasstroms in den Flüssigkeitsstrom hinein zu unterstützen, in den das Gas mittels der Pumpe eingemischt wird, "ist eine kurze Gaszufuhr zur Pumpe 23 mit einem derart erhöhten Druck erwünscht. Eine Anzeigevorrichtung 33 mißt den Gasstrom in der Leitung 10 stromabwärts von einer einstellbaren Drossel 31. Das Gas wird der Pumpe 23 durch ein Rückschlagventil 34 zugeführt, welches die Gaszufuhr zur Pumpe in der Leitung 10 ermöglicht, welches jedoch einen Heißschmelzkleber-Strom von der Pumpe nicht hindurchläßt.

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Die Steuervorrichtung 7 eignet sich zum Einsatz in einstufigen Pumpen als auch in mehrstufigen Pumpen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 2 3 eine zweistufige Pumpe, wie sie in der DE-OS 29 02 811.3 beschrieben ist. Es sei jedoch bemerkt, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Pumpe oder auf zweistufige Pumpen beschränkt ist, die Erfindung kann vielmehr auch mit einstufigen Pumpen verwendet werden. Die Erfindung läßt sich ebenfalls bei Pumpen einsetzen, die mit einem Elektromotor angetrieben werden.

Die Pumpe 23 enthält in einer ersten Stufe eine Zahnrad-Dosierpumpe 40, welche den Heißschmelzkleber oder eine andere Flüssigkeit dosiert an eine zweite Stufe, eine Zahnrad-Mischpumpe 41 abgibt. Das Gas wird zwischen den beiden Stufen in den Flüssigkeitsstrom eingegeben, wie in der DE-OS 29 02 811.3 näher beschrieben ist, welche durch diese Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Beschreibung sein soll. Die zweite Pumpe 41 besitzt in Anpassung an das zusätzliche Gasvolumen eine größere Kapazität als die erste Pumpe. Ein Luftmotor 24 treibt die erste Stufe über eine geeignete Antriebseinrichtung an, die schenatisch durch die gestrichelte Linie 42 dargestellt ist. Die Zahnräder der beiden Stufen sind bevorzugt miteinander gekoppelt und drehen synchron, wie gestrichelt mittels der Linie 43 dargestellt ist.

Der Heißschmelzkleber oder irgendeine andere, mit dem Gas zu vermischende Flüssigkeit wird aus einer Quelle zugeführt, die eine bekannte Heißschmelzkleber-Versorgungsquelle o. dgl. enthalten kann, welche z.B. aus der US-PS 4 059 714 bekannt ist. Der Heißschmelzkleber wird von der Quelle 45 durch eine Leitung 46 zur Zahnkammer der ersten Pumpe 4 0 durch eine Einlaßöffnung 47 zugeführt.

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Bei dem normalen Pumpenbetrieb, d.h. wenn die Flüssigkeit zur zweiten Pumpe 41 gepumpt werden soll, werden die Zahnräder der ersten Pumpe vom Motor 24 in der durch die Pfeile 51 dargestellten Drehrichtung gedreht. Bei diesem Betrieb geraten die Zähne der Zahnräder gerade am Flüssigkeitseinlaß 47 außer Eingriff. Die drehenden Zahnräder fördern die Flüssigkeit zum Auslaß 52 der ersten Pumpe, von dem die Flüssigkeit zum Einlaß 53 der zweiten Pumpe 41 strömt. Aus der Leitung 10 wird Gas durch eine Gaseinlaßöffnung 54 zugegeben. In der zweiten Stufe 41 werden Gas und Flüssigkeit miteinander vermischt, und das Gas kann tatsächlich in der Flüssigkeit gelöst werden. An der Auslaßseite 58 der zweiten Stufe kann ein Filter 59 vorgesehen werden, um irgendwelche mitgeführten festen Teilchen aus dem gemischten, unter Druck stehenden Gas/Flüssigkeitsstrom zu entfernen. (Das Filter kann gemäß dem US-PS 3 224 590 ausgebildet sein.) Ein beheiztes Druckrohr 67 verbindet den Auslaß der zweiten Pumpe von einer Rohrverzweigung 63 mit einer ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung 50. Die ventilgesteuerte Abgabeeinrichtung 50 kann ein bekannter feststehender Abgabekopf sein, der zum Beispiel aus der US-PS RE 27,865 (Reissue-Patent Re 27 865 vom 1. Januar 1974) bekannt ist, oder die Abgabeeinrichtung kann eine handgeführte Schaumpistole sein. Das Rohr bzw. die Leitung 67 ist mittels lösbarer Kupplungen 68 und 69 an einem Ende mit dem Pumpenauslaß und am anderen Ende mit der Abgabeeinrichtung verbunden.

Ein Rücklaufkanal 60 mit einem Rücklaufventil in Form einer einstellbaren öffnung 61 führt von der ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung 50 zum Einlaß 47 der ersten Pumpe zurück. Der Abgabestrom der Stufenpumpe", wird von der Abgabeeinrichtung 50 zur Pumpe zurückgeleitet, wenn die Abgabeeinrichtung geschlossen ist

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und keine Mischung abgibt. Eine geeignete Konstruktion für das Rücklaufventil 61 ist aus der DE-OS 29 02 811.3 bekannt. Eine Bypass-Leitung 64 ist intern in dem Verteiler 63 angeschlossen, der zwischen dem Auslaß 58 der zweiten Pumpe und dem Kanal 60 liegt, und enthält ein Rückschlagventil 65. Der Kanal 60 enthält normalerweise einen Druckausgleichsschlauch 62, der dem Zufuhrschlauch ähnlich ist und mittels Kupplungen 71 und 72 abnehmbar ist.

Während des' Betriebs hält die Pumpe 23 die Gas/Flüssigkeitsmischung in den Schläuchen 67 und 62 unter Druck; und wenn die Pumpe nicht arbeitet, nimmt der Druck in den Schläuchen oder Rohren 62. 67 nur sehr langsam ab. Wenn irgendein Schlauch oder eine ventilgesteuerte Abgabeeinrichtung abgekoppelt werden soll, müssen die mit diesem Schlauch oder Rohr verbundenen Schläuche oder Rohre geöffnet werden, und der Druck bleibt für eine unerwünscht lange Zeit aufrechterhalten, selbst wenn die Pumpe abgeschaltet ist. Auf Grund des Gasgehalts wirkt das gesamte unter Druck stehende System als ein Akkumulator, und wenn eine Kupplung 68, 69, 71 oder 72 geöffnet wird, bewirkt dieser Druck, daß das Fluid ausgestoßen wird.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 7 ermöglicht es, daß der Druck in den Verbindungsleitungen oder -schläuchen rasch und sicher abgebaut wird. In einer bevorzugten Betriebsart der Steuervorrichtung wird zu diesem Zweck die Gaszufuhr zum Gaseinlaß 54 der Pumpe geschlossen, und es wird gleichzeitig die Drehrichtung des Luftmotors umgekehrt, wodurch die Betriebsrichtung der Pumpe 23 umgekehrt wird. Eine derartige Richtungsumkehr hat zur Folge, daß sich das Gas/Flüssigkeitsgemisch im System in einer Richtung bewegt, welche der normalen Strömungsrichtung

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entgegengesetzt ist; Versuche haben gezeigt, .daß dadurch der Druck rasch abgebaut wird, so z.B. in einem Heißschmelzkleber-Verschäumungssystem der beschriebenen Art innerhalb von 2 bis 5 Minuten.

Wenn ein Druckabbau erfolgen soll, wird das Druckabbau-Ventil 13 manuell oder mechanisch betätigt. Dadurch wird der durch die Leitung 10 zum Heißschmelzkleber an der Pumpe eingeleitete Gasstrom unterbrochen, und der Gasdruck von der Gasquelle wird als Steuerdrucksignal durch die Steuerleitung 20 zu dem Umkehrventil 21 weitergeleitet, welches sich daraufhin verschiebt. Diese Betätigung des Umkehrventils 21 kehrt die Drehrichtung des Luftmotors um und treibt die Pumpe 23 in einer zur normalen Richtung entgegengesetzten Richtung an.

Die normalerweise.als Auslaß fungierenden Seiten der ersten und der zweiten Pumpe stellen nun die Einlaß-Seiten dar. Die Pumpe 41 gibt die Gas/Flüssigkeitsmischung von der öffnung 58 zur öffnung 53 und zurück durch die Pumpe 40. Dieses Fluid enthält schon das Gas und die Flüssigkeit, und durch die Strömungsumkehr durch die Pumpe hindurch wird das Gas von der Flüssigkeit nicht getrennt, kann jedoch expandieren. Da die Abgabeeinrichtung 50 geschlossen ist, wird der zuvor herrschende Druck in den Leitungen 62 und 67 die Mischung in die Pumpe fördern. Das durch den Umkehrbetrieb der. Pumpe 40 zur öffnung 47 geförderte Fluid kehrt durch die Leitung 46 zu dem Vorratsbehälter zurück, und die Schläuche oder Rohre laufen dabei im wesentlichen leer, so daß der Druck dann auf Atmosphärendruck oder selbst unter Atmos— phärendruck reduziert wird. In der dargestellten Ausführungsform, bei der die Pumpe 23 entsprechend der DE-OS 29 02 811.3 ausgebildet ist, fördert die Pumpe das Fluid zum Heißschmelzkleber-Vorratsbehälter 45 zurück

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anstatt das Fluid in Umkehrrichtung durch die Leitung zu schicken, da die öffnung der Rückkehrleitung (Bezugszeichen 86 in Figur 2 der DE-OS 29 02 811.3) im Vergleich zur öffnung des Vorratsbehälters relativ klein ist. In der Praxis hat es sich bei Gas/Heißschmelzkleber-Mischungen gezeigt, daß die Umkehrleitung 60 tatsächlich im wesentlichen bei einem Druckabbau leer läuft, und dies zeigt, daß der Materialstrom nicht in die Rückkehrleitung 60, sondern in den Vorratsbehälter zurückströmt.

Nach einer kurzen Zeitperiode, die für ein gegebenes System und Material leicht angegeben werden kann, und die für einen typischen Heißschmelzkleber etwa in der Größenordnung zwischen 2 und 5 Minuten liegt, hat sich der Druck in den Leitungen auf einen zulässigen geringen Wert abgebaut. Das Druckabbau-Ventil kann dann in die normale "Lauf"-Position losgelassen oder zurückgesetzt werden. Im Vergleich zu der bisher bekannten Praxis, bei der es keinen sicheren und leichten Weg zur Druckentlüftung gab, ermöglicht es die Erfindung, das System und insbesondere die Leitungen oder Schläuche einfach, sicher und schnell lediglich durch Betätigung des Druckabbau-Ventils 13 von Druck zu befreien.

Auf Grund der während des Druckabbaus in dem Schlauch erfolgenden Umkehrströmung fließt das Fluid in Umkehrrichtung durch das Filter 59 und befreit dadurch das Filter von allen festen Teilchen, welche sich am Filter angesammelt haben. Nachdem diese Teilchen vom Filter entfernt worden sind, werden diese Teilchen bevorzugt durch das Verteiler-Ablaßventil abgegeben, so daß sie anschließend nicht mehr im System umlaufen.

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Die Steuervorrichtung 7 läßt sich neben der Verwendung zur Druckentlüftung auch noch dazu*einsetzen, einen größeren als den normalen Startdruck zu erzeugen, um die Pumpe 41 mit Gas zu beschicken. Dies ist immer dann erwünscht, wenn ein viskoses oder verfestigtes Material in der Pumpe 41 den Gaseinlaß durch die öffnung 54 blockiert, so daß in die Flüssigkeit kein Gas injiziert werden kann. Um eine derartige Verstopfung zu beseitigen, ermöglicht die Steuervorrichtung ein wahlweises Umgehen des Druckreduzierventils 14, um das Gas mit dem - größeren - stromaufseitigen Druck der Versorgungsquelle zuzuführen. Bei diesem Betrieb wird beim Start die Flüssigkeitszufuhr mit Energie gespeist, um den Kleber zu schmelzen. Das Magnetventil 12 wird erregt, so daß von der Gasquelle die Leitung 10 der Steuervorrichtung 7 einen geregelten Druck erhält. Wenn die Pumpe 23-arbeitet, bewirkt eine Betätigung des Start- oder Bypass-Ventils 29, daß das Reduzierventil 14· mittels eines Bypasses umgangen wird und das Gas mit dem höheren, d.h. nicht reduzierten Druck aus der Gasquelle 11 geliefert wird. Dieser höhere Druck, der zum Beispiel bei dem dargestellten Heißschmelzkleber-System in der Größenordnung von etwa 2,8 Kp/cm² liegt, unterstützt die Beseitigung irgendeiner internen Verstopfung. Wenn die Gasströmung durch die-Pumpe 41 eingesetzt hat, was durch Abgabe von Schaum an der Abgabepistole erkennbar ist, kann das Startventil 29 in die normale Laufposition freigelassen werden. Anschließend strömt das Gas von der Quelle mit dem normalen, reduzierten Druck, welcher vom Druckreduzierventil 14 erzeugt wird.

Figur 2 zeigt eine zweite Anschlußart für die Steuervorrichtung 7 an ein Gas/Flüssigkeitssystem. Das Gas/ Flüssigkeitssystem kann dem in Fig. 1 dargestellten

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System ähnlich sein, die Steuerleitung 20 betätigt jedoch ein Umleitventil 80 in diesem System, welches den Pumpenausgang vom Verteiler 63 zurück zum Pumpeneingang lenkt, so daß die Mischung die Pumpe wiederholt durchläuft; das Gas entweicht an der Einlaßöffnung der Pumpe, wo es dem niederen Druck der von der Quelle zugeführten Flüssigkeit ausgesetzt ist.

Zu diesem Zweck wird ein normalerweise geschlossenes, druckbetätigtes ümleitventil 80 eingefügt, um den Materialfluß von der Leitung 62 über eine Leitung 81 direkt zurück zum Vorratsbehälter zurückzuführen. Dieses Umleitventil 80 kann ähnlich ausgebildet sein wie das Ventil 50 in der US-PS RE 27 865, welche durch diese Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Beschreibung sein soll. Normalerweise ist das Ventil mittels einer Feder in den geschlossenen Zustand vorgespannt; wenn ein Druckabbau-Ventil 13 betätigt wird, wird dessen Ausgangsdrucksignal in der Leitung 20 dazu benutzt, das bewegliche Ventilelement des Ventils 80 zu verschieben und einen Pfad von dem Verteiler 63 direkt zu dem Rücklaufkanal 60 zu öffnen. Die Betätigung des Druckabbau-Ventils 13 unterbricht gleichzeitig die Gaszufuhr zur Mischpumpe. Das schon gemischte Fluid wird dadurch erneut durch die Pumpe geleitet, wobei das Gas entweicht. In diesem System wird für einen Druckabbau keine Laufumkehr der Pumpe, und damit kein Umkehrventil benötigt; anstatt ein Umkehrventil zu betätigen, betätigt das Steuerdrucksignal von dem Pumpenventil das Umleitventil 80, um Druck in den Leitungen zu entlüften.

Bei einer weiteren Verwendungsart der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird weder eine Laufumkehr einer Pumpe noch das Betreiben eines Umleitventils erforderlich.

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Bei dieser Betriebsart unterbricht die Betätigung des Druckabbau-Ventils lediglich den Gäszustrom zur Mischpumpe. Das einstellbare Umlaufventil 61 wird geöffnet, um einen minimalen Druckabfall zu verwirklichen, und der Luftmotor wird so eingestellt, daß die Pumpe 23 mit einer langsamen Geschwindigkeit läuft. Wird kein Gas der zweiten Pumpe 41 zugeführt, und wird die Abgabepistole 50 geschlossen, so wird die Gas enthaltende Mischung in den Schläuchen 67 und 62 langsam durch die zuströmende- Flüssigkeit ersetzt, welche kein Gas enthält. Die verdrängte Gas/Flüssigkeitsmischung aus dem Schlauch 67 kehrt über eine Rückkehrleitung und die Zufuhrleitung 46 zum Versorgungsbehälter zurück. In diesem Falle geht das System allmählich von einem eine Gas/Flüssigkeitsmischung enthaltenden System in ein Hydrauliksystem über, welches (wie schon erwähnt) bezüglich eines vorhandenen kumulierten Gasdrucks kein Problem darstellt.

Wenn die Gas/Flüssigkeitsmischung in den Vorratsbehälter zurückgekehrt ist, trennt sich das Gas aus der Flüssigkeit mit einer Geschwindigkeit, die von der Art der Flüssigkeit abhängt. Der Schaum steigt an die Oberfläche des Vorratsbehälters, und die der Pumpe durch die Leitung 46 zugeführte Flüssigkeit enthält eine abnehmende Gasmenge.

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Claims

Nordson Corporation, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Ohio, Jackson Street, Amherst, Ohio 44001 (USA)

Steuervorrichtung zum Druckabbau in mit Druck beaufschlagten Gas/Flüssigkeitssystemen

Ansprüche

MJ Steuervorrichtung zum Abbauen des Drucks in einem System, bei dem eine Gas/Flüssigkeitsmischung unter Druck gepumpt wird, wobei das System eine Rotationspumpe enthält, welche das Gas und die Flüssigkeit miteinander vermischen und die Mischung unter Druck durch eine Leitung an eine ventilgesteuerte Abgabeeinrichtung abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasleitung (10) zum Zuführen des Gases aus einer Vorratsquelle zu der Pumpe (23) vorgesehen ist,

daß ein Druckabbauventil (13) in der Gasleitung (10) zur Unterbrechung der Gaszufuhr zur Pumpe (23) selektiv betätigbar ist und
daß Umkehreinrichtungen (20, 21, 24) zur Drehrichtungs-

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umkehr der Pumpe (23) vorgesehen sind, um die Flußrichtung der Mischung durch die Pumpe hindurch umzukehren,

daß die Umkehreinrichtungen (20, 21, 24) auf die Betätigung des Druckabbauventils ansprechen und daß beim Umkehrbetrieb der Pumpe (23) der Druck in der Gasleitung (10) wesentlich verringert ist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23) von einem Fluidmotor (24) antreibbar ist und daß die Umkehreinrichtungen (20, 21) Mittel (21) zum Umkehren der Drehrichtung des Fluidmotors (24), und damit zur Umkehr der Drehrichtung der Pumpe (23) enthalten.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Fluidmotors (24) bei Betätigung eines Umkehrventils (21) umgekehrt wird, welche die Richtung der Fluidströmung durch den Fluidmotor (24) umkehrt und daß das Druckabbauventil· (13) gl·eichzeitig das Umkehrventil (21) betätigt, wenn das Druckabbauventil (13) zur Unterbrechung der Gaszufuhr zur Pumpe (23) ausgelöst wird.
4. Steuervorrichtung für ein System, bei dem eine Gas/ Flüssigkeitsmischung unter Druck gepumpt wird, wobei das

.System eine Rotationspumpe enthält, welche das Gas und die Flüssigkeit zusammenmischt und die Mischung unter Druck durch eine Leitung einer ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasleitung (10) zur Zufuhr des Gases aus einer Vorratsquelle zu der Pumpe (23) vorgesehen ist, daß ein Druckabbauventil (13) in der Gasleitung (10) selektiv betätigbar ist, um die Gaszufuhr zur Pumpe (23) zu unterbrechen und gleichzeitig eine Ventileinrichtung (20, 21, 24; 80)

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zum Abbau des Drucks innerhalb des. Systems zu betätigen.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (21, 24) ein Umkehrventil (21) zur Umkehr der Drehrichtung eines Fluidmotors (24) enthält, der die Rotationspumpe (23) antreibt.
6. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrventil (21) ein durch einen Steuerdruck betätigtes 4-Wege-

Ventil ist, und daß das Druckabbauventil (13) bei Betätigung den Gasdruck von der Gasleitung (10) als Steuerdruck auf das Umkehrventil (21) zu dessen Betätigung ausübt.
7. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckreduzierventil (14) in der Gasleitung (10), und selektiv betreibbare Bypass-Einrichtungen (29, 30) zur Umgehung des Druckreduzierventils (14) vorgesehen sind, um Gas ohne Druckverlust am Druckreduzierventil (14) von der Vorratsquelle zur Pumpe (23) zu leiten.
8. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23) eine zweistufige Pumpe ist und eine erste Pumpenstufe

(40) zur Dosierung der Flüssigkeit, und eine zweite Pumpenstufe (41) zur Vermischung der Flüssigkeit und des Gases enthält, und daß das Gas von der Gasleitung

(10) zur zweiten Pumpenstufe (41) zugeführt wird.

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9. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,-dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23) die Mischung durch einen Druckschlauch (67) an eine ventilgesteuerte Abgabeeinrichtung (50) abgibt, und daß der Druckschlauch zwischen der Pumpe (23) und der ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung mittels lösbarer Kopplungen (68, 69) eingefügt ist.
10. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23) die unter Druck stehende Gas/Flüssigkeitsmischung durch ein Filter (59) einer Leitung zuführt und daß eine Laufumkehr der Pumpe (23) die Flußrichtung durch das Filter umkehrt und das Filter durch die Rückströmung reinigt.
11. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Druck stehende Rückkehrleitung (60) eine Verbindung von der ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung (50) zurück zur Pumpe (23) darstellt, und daß bei Betätigung des Druckabbauventils (13) auch der Druck in der Rückkehrleitung (60) abgebaut wird.
12. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkehrleitung (60) die Mischung von der ventilgesteuerten Abgabeeinrichtung (50) zurück zu einer Flüssigkeits-Zufuhrleitung (46) fördert, welche von einer Flüssigkeitsquelle (45) zur Pumpe (23) verläuft, und daß die Rückkehrleitung (60) mit einer verringerten Querschnittsöffnung in die Flüssigkeits-Zufuhrleitung (46) einmündet,: so daß der Umkehrfluß von der Pumpe (23) in die Flüssigkeits-Zufuhrleitung (46) nicht in die

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Rückkehrleitung (60) sondern hauptsächlich zur Flüssigkeitsquelle (45) zurückfließt.
13. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorratsquelle (45) voller flüssigem Heißschmelzkleber zur Speisung der Pumpe (23) vorgesehen ist.
14. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal vorgesehen ist, durch den die Mischung bei Umkehrlauf der Pumpe (23) in einen Vorratsbehälter zurückströmt, in dem Atmosphärendruck herrscht.
15. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter eine Heizeinrichtung für Heißschmelzkleber enthält, von der die Flüssigkeit zu der Pumpe (23) zugeführt wird.
16. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (80) ein Umleitventil (80) enthält, welches einen Pfad vom Ausgang der Pumpe (23) zum Eingang der Pumpe (23) bildet.
17. Steuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Umleitventil (80) durch Druck von der Gasleitung (10) betreibbar ist, wenn das Druckabbauventil (13) betätigt ist.
18. Steuervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umleitventil (80) zwischen der Aus-

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laßseite der Pumpe (23) und der Eijilaßseite der Pumpe (23) eingefügt ist.
19. Steuervorrichtung zum Abbauen des Drucks in einem System, bei dem eine Gas/Flüssigkeitsmischung unter Druck gepumpt wird, wobei das System eine Pumpe enthält, die das Gas und die Flüssigkeit von Vorrats- . quellen, zugeführt erhält und Gas und Flüssigkeit miteinander vermischt und die Mischung unter Druck durch eine Leitung an eine ventilgesteuerte Abgabeeinrichtung abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasleitung (10) für die Zufuhr des Gases aus der Gas-Vorratsquelle zu der Pumpe (23) vorgesehen ist, und daß ein Druckabbauventil in der Gasleitung (10) selektiv betätigbar ist, um die Zufuhr des Gases zur Pumpe (23) zu unterbrechen, während die Pumpe lauft_f und um gleichzeitig den Ausstoß der Pumpe zurück zu.deren Eingang zu leiten.
20. Steuervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckabbauventil· bei Betätigung einen Steuerdruck auf ein Umleitventil (80) ausübt, um das Umleitventil· (80) in eine Leitung mündend zu öffnen, weiche die Ausgangsseite der Pumpe mit der Eingangsseite der Pumpe verbindet.

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