DE1962151B - Dosiergerat - Google Patents

Description

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Die ν οι liegende Gründung betrifft ein Dosiergerät der Wirkstül'f/.ufuhr bei stehender Flüssigkeit erreicht

nit eine: Dosierpumpe für die Zugabe von lösbaren werden sollte.

Wirkstoffen /u einer in einer Leitung geführten IJs hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit

■lüssigkeit, wobei die Pumpe mittels einer pulsierende einem Dosiergerät der eingangs genannten Art gelöst

Drucksiöße erzeugenden Vorrichtung, die von dem 5 weiden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

l-laupistrom oder einem Nebenstroni der Flüssigkeit als pulsierende Druckstöße erzeugende Vorrichtung

durchströmt wird, antreibbar ist. ein digitales Fluidikelement vorgesehen ist.

F.s ist schon ein derartiges für Geschirrspül- Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Fluic'jk-

maschineii vorgesehenes Dosiergerät mit einer element handelt es sich um ein nach dem Coanda-

Dosierkolbenpumpe bekannt (schweizerische Patent- \o Effekt arbeitendes Wandstrahlelement, das im Innern

schrift 3 to 5(12), deren Kolben durch den Druck mindestens zwei Kanäle für den durch dieses Fluidik-

des lTüssigkeitshauptstromes verschoben wird und element hindurchgeleiteten Flüssigkeitsstrom auf-

dabei gleichzeitig eine gewisse Wirkstoffmen;>e aus weist. Mit der Kennzeichnung »digital« ist zum Aus-

eincr Kammer in den Hauptstrom der Flüssigheil druck gebracht, daß in einem solchen Fluidikelement

eindosiert. Sobald der Druck des Hauptstromes wieder 15 nur bestimmte Strömungsverhältnisse stabil sind. Im

unterbrochen wird, geht der Kolben durch Federkraft allgemeinen kann sich jeweils nur in einem der

wieder in seine Ausgangsstellung zurück, wobei Kanäle eine Strömung ausbilden, die unter besiimm-

wieder eine bestimmte Wirkstoff menge in die Dosier- ten Bedingungen auf einen anderen Kanal umge-

kammer eingefüllt wird. Dieses bekannte Gerät weist schaltet bzw. umgelenkt wird. Eine Aufteilung der

daher den erheblichen Nachteil auf, daß der Fluß 20 durchfließenden Flüssigkeitsmenge auf die einzelnen

in der Hauptleitung zum Füllen der Dosierkammer Kanäle ist dagegen bei digitalen Elementen nicht

jeweils unterbrochen werden muß. Außerdem führen möglich.

Druckstöße in der Zuleitung zu Störungen der Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Er-

Dosiermenge. findung ist ein bistabiles Fluidikelement vorgesehen,

Hs ist auch bereits bekanntgeworden, und zwar 25 also eine Anordnung mit ^wei stabilen Schaltstellungen

ebenfalls in Verbindung mit Geschirrspülmaschinen, bzw. Strömungsmöglichkeiten. Ein solches Fluidik-

dic Wirkstoffmenge mit Hilfe einer Wasserstrahl- element kann erfindungsgemäß über Wirkdruck-

pumpe in den Flüssig'vcitshauptstrom einzuführen leitungen mit zwei Kammern einer herkömmlichen

(deutsches Gebrauchsmuster 1 793 893). Dabei kann Dosierpumpe verbunden werden, deren Kammern

ebenfalls nicht verhindert werden, duß die unver- 30 voneinander durch eine den Dosierkolben betätigende

meidlichen Druckstöße, insbesondere b'i stehender Membran getrennt sind, wobei beim Erreichen eines

Flüssigkeit, eine Überkonzentrations des Wirkstoffes bestimmten Druckwertes in einer der beiden

in der Flüssigkeit hervorrufen. Kammern über die zugehörige Wirkdruckleitung das

Des weiteren wurde wie bekannt vorgeschlagen. Umschalten des Fluidikelementes, d. h. die Umlen-

die Durchflußmenge in der Hauptleitung mit Hilfe 35 kung der Strömung aus der einen stabilen Stellung

eines Flügelrades zu mcsstn und den Meßwert auf in die andere cinleitbar ist. Da jeweüs die Umschal-

i'iäie elektromagnetisch betätigte Dosierpumpe zu tung beim Erreichen eines bestimmten Druckwertes

übertragen, deren Hub sich in Abhängigkeit von beginnt, ist zwangläufig die Schaltfre^uenz dieses bi-

diesem Meßwert selbsttätig verstellt (deutsches stabilen Fluidikelemenies der durchfließenden

Gebrauchsmuster 1712 968). Diese Fördcreinrich- 40 Flüssigkeitsmenge proportional,

tung benötigt eine umfangreiche, anfällige Mechanik Vorteilhaft ist weiterhin, das Fluidikelement derart

sowie eine Stromversorgung, weshalb sie bereits aus aufzubauen und zu betreiben, daß es von der hin-

diesen Gründen für viele praktische Anwendungs- durchströmenden Flüssigkeit, d. h. dem Flaupt- oder

fälle ausscheidet. Nebenfluß, antreibbar ist.

Weiterhin ist ein Dosiergerät bekannt, bei dem die 45 Des weiteren ist noch der Erfindung vorgesehen.

Förderung der zuzusetzenden Flüssigkeit durch eine das Fluidikelement in einer Nebenstromleitung anzu-

Membran oder einen Balg, der von einem Flügelrad ordnen und in die Hauptstromleitung — in Strö-

im Flüssigkeitshauptstrom angetrieben wird, propor- mimgsrichtung gesehen — hinter der Abzweigung

tional zur Durchflußmenge im Flüssigkeitssysteni der Nebcnstromleitung von der Hauptstromleitung

erfolgt. Dabei wird durch eine an der Welle des 50 eine als Wirkdruckgeber dienende Querschnittsvcr-

Flü»elradcs angebrachte Exzcntcrsehcibc eine zu engung einzufügen.

einer Druckkammer führende Steigleitung ab- Ferner können Stcucikanäle des Fluidikelementes

wechselnd geöffnet und geschlossen, so daß die zur Erhöhung der Schallgeschwindigkeit zu einem

Membran periodisch von dem Wirkdruck bcauf- Rückkoppelungskanal miteinander verbunden sein,

schlagt wird (österreichische Patentschrift 206 660). 55 Als Dosierpumpe ist auch eine Kolbenpumpe

Auch eine derartige Anordnung mit mehreren geeignet.

mechanisch bewegten Teilen ergibt nur eine bedingte Das erfindungsgemäße Dosiergerät zeichnet sich

Betriebssicherheit und ist außerdem relativ aufwendig unter anderem durch seinen überraschend einfachen

und kostspielig. Aufbau aus. Durch die Verwendung eines Fluidik-

Die Verwendung eines oszillierenden Flu-dil,- 60 elementes zum Antrieb der Dosierpumpe sind kciner-

elements zum Antrieb eines Kolbens ist ebenfalls lci mechanisch bewegte Teile in dem durchströmten

bereits bekannt (USA.-Patcntschrift 3 124 999). Wirkdruckgeber vorhanden, weshalb sich eine große

Der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Auf- Betriebssicherheit und hohe Lebensdauer des Gerätes

gäbe zugrunde, ein Dosiergerät zu schaffen, mit dem ergibt. Bei jeder Durchflußmenge und -geschwindig-

ein lösbarer Wirkstoff mit hoher Dosiergenauigkeit 65 keit erfolgt eine dem Flüssigkeitsstrom streng

bei jeder Durchflußmenge und ohne Unterbrechung proportionale, genaue Dosierung. Durch Druckstöße

der Strömung in eine Flüssigkeit eingeführt werden in den die Flüssigkeit führenden Leitungen wird die

kanu wobei sogar eine praktisch völlige Absperrung Dosierpumpe nicht betätigt, da das Fluidikelemcnt

iiul relaiiv kurzzeitige Druekstöße nicht anspricht. Auch hei Unterbrechung tier Flüssigkeiti.entnnhme, d. h. hei stehender Flüssigkeit wird eine Überkoii/enuation des Wirkstoffes — im Gegensalz zu allen bekannten Anordnungen — zuverlässig vermieden, weil das Fluidikelement erst hei turbulenter Strömung zu arbeiten beginnt iiiid sich die Druckstölk in der Zuleitung über die parallelen Kanäle auf die Kammern der Dosierpumpe gleichmäßig aufteilen, so daß das Dosierventil durch diese Druckslöße nicht beeinflußt werden kann.

Außerdem ist es von Vorteil, daß das erfindungsgemäße Dosiergerät lageiinabhänyig eingebaut werden kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an Hand der schematischen Zeichnung. Hierbei zeigt

F i g. 1 das erfindungsgemäße, in einer Huuptstromleitung angeordnete Dosiergerät in Verbindung mit einer Dosierpumpe und

F i g. 2 das gleiche Gerät wie in Fig. I, jedoch im Nehenstrom vorgesehen.

Gemäß F i g. 1 ist ein digitales, bistabiles Fluidikelement 1 in einer Hauptstronileitung 2 angeordnet. In dem Fluidikelement 1 strömt die Flüssigkeit der Hauptleitung abwechselnd durch zwei Kanäle 3 in jeweils einen Auslaßkanal 4 und von dort wiederum in die Hauptstromleitung 2 zurück. Jeder Kanal 3 ist mit einer WirkdrucklciUing 5 verbunden, die ihrerseits jeweils in eine Kammer G einer Dosierpumpe 7 mündet.

Die beiden Kammern 6 dieser Dosierpumpe 7 sind durch eine Membran 8 voneinander getrennt. Letztere dient zur Betätigung eines Dosierkolbcns 9. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist dieser unter anderem mittels zweier Muttern 10 an der Membran 8 angeordnet. Die Dosierpumpe 7 weist weiterhin einen Behältern für der Hauptstromleitung 2 zuzudosicrenden Wirkstoffe auf. Der Behältern ist über ein Ventil 12 und eine Leitung 13 mit der Hauptstronileitung 2 vor dem Fluidikeiement 1 verbunden; eine Leitung 15, die mit einem Ventil 14 verschen ist, führt hinter dem Fluidikelement zur Hauptstromleitung 2 zurück. Bei dieser geschilderten Anordnung werden die zu dosierenden Chemikalien im Behälter 11 in fester Fom deponiert. Es ist jedoch auch möglich, die zu dosierenden Wirkstoffe über eine .in die Leitung 13 anschließende Leitung 16 aus ein°.m Behälter 17 bereits in flüssiger Form zu entnehmen. Dann dient der Behältern lediglich als Pumpraum der Dosierpumpe 7. nicht jedoch als Behälter für feste Chemikalien.

Die aus der Hauptleitung 2 in das Fluidikelement 1 gelangende Flüssigkeit legt sich infolge des bekannten Coanda-Effekts bei turbulenter Strömung an die Wandung eines der Kanäle 3 an und erhält somit eine stabilde Strömungsrichtung. In dem jeweils beaufschlagten Kanal 3 wird ein Staudruck (Wirkdruck) erzeugt, der über die zugehörige Wirkdrucklcitung 5 auf die Membran 8 der Dosierpumpe 7 einwirkt, während die Flüssigkeit über den zugehörigen Auslaßkanal in die Hauptstromleitung 2 abfließt. Bei Vollausschlag der Membran 8 steigt der Druck in der jeweiligen Wirkdruckleitung 5 bis auf einen Maximalwert an. der dann auf den beaufschlagten Kanal 3 zurückwirkt, die hydraulischen Strömungsverhältiiisse ändeit und nach Druckausgleich in einer Düse IH durch einen Riickkoppluiigskunal 10 zu einer Beaufschlagung des anderen Kanals 3 fiihri. Daraufhin wird über die zweite Wirkdriickleilung 5 die zweite Kammer 6 der Dosierpumpe 7 beaufschlagt. Die Schallfrequenz des Fluidikelementes 1 und damit auch die der Membran 8 und des Dosierkolbens 9 ist proportional der Durchflußmenge durch das Fluidikelement. Durch die llubbewegung des

ίο Kolbens 'J infolge der Bewegung der Membran 8 wird über ein Ventil 12 Flüssigkeil aus der Leitung 13 angesaugt. Im Gegentakl zum Ventil 12 wird aus dem Behältern über das Ventil 14 Flüssigkeit in die Leitung 15 und somit iii die Hauplstromleitung 2

abgegeben. Diese Flüssigkeit ist dann mit Wirkstoffen versetzt. Gleiches gilt natürlich auch, wenn gelöste Wirkstoffe aus dem Behälter 17 angesaugt werden. Bei Stillstand der Dosierpumpe 7 wird eine unzulässig hohe Wirkstoffkonztitration in der Leitung 15

und der Leitung 13 durch die Ventile 12 und 14, die dann geschlossen sind, vermieden.

In Fig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Einrichtung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der unter F i g. 1

dadurch, daß sie nicht im Haupt- sondern im Nebenstrom zur Hauptstromleitung 2 angeordnet ist. Der Einlaß des Fluidikelementes ist im vorliegenden Fall über eine Leitung 20, der Auslaß über eine Leitung

21 mit der Hauptstromleitung 2 verbunden. Zwischen den beiden Anschlußstellen der Leitungen 20 und 21 an der Hauptstromleitung 2 ist ein Wirkdruckgeber

22 vorgesehen. Er kann z. B. eine Blende oder eine Venturi-Düse sein. Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 2 entspricht der nach Fig. 1.

An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Kolbenpumpe kann selbstvei ständlich auch eine Membranpumpe verwendet werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dosiergerät mit einer Dosierpumpe für die Zugabe von lösbaren Wirkstoffen zu einer in einer Leitung geführter. Flüssigkeit, wobei die Pumpe mittels einer pulsierende Druckstöße erzeugenden Vorrichtung antreibbar ist, die von dem Hauptstroni oder von einem Nebenstrom der Flüssigkeit durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als pulsierende Druckstößc erzeugende Vorrichtung ein digitales Fluidikelement (1) vorgesehen ist.

5c 2. Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidikelement (1) bistabil ist.

3. Dosiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, di'.ß das bislabile Fluidikelement (1) übe- Wirkdruckleitungcn (5) mit zwei Kammern (6) der Dosierpumpe (7) verbunden ist, die voneinander durch eine den Dosierkolben (9) betätigende Membran (8) getrennt sind, und daß beim Erreichen eines bestimmten Druckwertes in einer der beiden Kammern (6) über die zugehörige Wirkiiruckleitung (5) das Umschalten des Fluidikelementes (1) einlcitbar ist.

4. Dosiergerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidikelement (1) von der hindurchströmenden Flüssigkeit antreibbar ist.

5. Dosiergerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidikelement (1) in einer Nebenstromleitung angeordnet ist und die

Hauptstromleitung (2) — in Strömlingsrichtung gesehen — hinter der Abzweigung der Nebenstromleitung (20) von der Hauptstromleitung (2) eine als Wirkdruckgeber (22) dienende Querschnittsverengung aufweist. 6. Dosiergerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkanäle des Fluidikelementes(l) zu einem Riickkoppliingskanal (19) miteinander verbunden sind.

7. Dosierpumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpe (7) eine Kolbenpumpe ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen