DE19707198A1

DE19707198A1 - Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Stoffen an Systeme

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Publication number: DE19707198A1
Application number: DE1997107198
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1998-09-24

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von fließfähgien Stoffen, insbesondere Flüssigkeiten und Gasen in Systeme sowie ein Verfahren zur dosierten Abgabe von fließfähigen Stoffen in Systeme.

Auf verschiedenen Gebieten der Wartung biologischer Systeme, insbesondere bei der Hal tung von Tieren und Pflanzen in geschlossenen Räumen sowie innerhalb und außerhalb von Gewässern, ist es erforderlich, Wirkstoffe über einen längeren Zeitraum gleichmäßig und gezielt zuzuführen. Zu derartigen Wirkstoffen zählen beispielsweise Sauerstoff, Dünger, Arzneimittel, Algizide, CO₂, Bakterienkulturen, Korrosionsschutzmittel, Desinfektions- und Oxidationsmittel, Nitrate oder Phosphate, Fällungsmittel wie Eisen, Aluminiumsalze, Polymere, Kalkmilch, usw.

Üblicherweise werden derartige Wirkstoffe, z. B. in biologischen Systemen, durch einfaches Zuführen per Hand oder andere gröbere Dosiervorrichtungen in fester und flüssiger Form zugegeben.

Bei der Dosierung von Wirkstoffen zu Gewässern, wobei es sich hier um Teiche, Aquarien und andere abgeschlossene wasserführende Systeme handeln kann, kann es zu Pro blemen kommen. Üblicherweise werden die Wirkstoffe mit der Hand direkt oder aus entsprechenden Vorratsbehältern in das Wasser gegeben. Die Dosierung von Hand ist mit hohen lokalen Konzentrationen an der Einbringstelle verbunden, insbesondere Systeme mit Zu- und Abflüssen können nur diskontinuierlich von Hand versorgt werden. Hier kommt es zu zeitabhängigen Schwankungen der Wirkstoffkonzentrationen. Die Dosierung in Zuflüsse ist dort nur mit höherem technischem Aufwand möglich. Die Konzentrationsschwankungen können zu kurzzeitigen Überdosierungen führen, die wiederum Schäden am ökologischen System, beispielsweise an den Tieren und Pflanzen verursachen können.

Bei gasförmigen Stoffen besteht die Gefahr, daß diese, wenn sie in solchen Mengen vorliegen, daß sie nicht sofort verbraucht werden, aus dem System entweichen, ohne genutzt zu werden. Dadurch muß der gasförmige Stoff in einer höheren Menge als für das System erforderlich zugegeben werden, was wiederum zu erhöhten Kosten führt. Die Dosierung von Gasen ist wegen der aufwendigen Anlagentechnik in der Regel mit hohen Kosten für den Anwender verbunden.

Verfahren und Vorrichtungen zur gezielt dosierten Abgabe von Flüssigkeiten sind beispielsweise aus der DE-PS-31 09 064 und der DE-A-34 00 589 bekannt. Die in der DE- PS-31 09 064 beschriebenen Vorrichtungen weisen einen ersten Behälter mit einem darin befindlichen Steigrohr auf, welches an seinen oberen Enden durch eine Abdeckung in einen weiteren Behälter führt, wobei eine Kuppel über das obere Ende des Steigrohres gestülpt ist. Bei dem vorbekannten Verfahren zur steuerbaren Abgabe von Flüssigkeiten wird von einer Treibgasdosierung ausgegangen, die auf einer katalytischen Zersetzung von Wasserstoffperoxid beruht. Durch die bei Zersetzung von Wasserstoffperoxid freiwerdenden Gasmenge wird durch in gesteuerter Weise aufgebauten Druck ein dementsprechend gesteuerter Austritt von Flüssigkeit aus der Vorrichtung erreicht.

Die in der DE-A-34 00 589 beschriebene Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten besteht aus mindestens zwei miteinander in Verbindung stehenden Behältnissen, die jeweils mindestens eine Ausgangsöffnung aufweisen, und sind dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Behäl ter, der ein Treibgas entwickelndes System enthält, in einem äußeren Behälter, der die Dosierflüssigkeit enthält, angeordnet ist und sich im Betriebszustand die Austrittsöffnung des inneren Behälters oberhalb der eingefüllten Dosierflüssigkeit und die Austrittsöffnung des äußeren Behälters in dem Bereich der eingefüllten Dosierflüssigkeit befinden. Die zu leistende Arbeit wird hier über Zersetzungsprozesse gewonnen.

Die im Stand der Technik beschriebenen Vorrichtungen eignen sich in der Regel nur zur do sierten Abgabe von Gasen. Hinzu kommt, daß die Fertigung dieser Vorrichtungen aufgrund der miteinander verbundenen Behältnisse relativ große Probleme bereitet. Ferner ist bei der Anwendung der Systeme in wäßriger Umgebung auf die richtige Lager der Behälter zu achten. Das System ist durch seine Bauweise auf eine bestimmte Dosierkapazität festgelegt und insgesamt nicht sehr variabel.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher Wirkstoffe, Gase und Flüssigkeiten, über einen langen Zeitraum hinweg gleichmäßig und ohne schädliche Nebenprodukte abgegeben werden können. Einer weitere Aufgabe bestand darin, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach zu handhaben ist und deren Dosierung auf die Systeme, in denen der Einsatz erfolgt, variabel ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine Vorrichtung zur kontrollierbaren Abgabe fließfähiger Stoffe Vorrichtung zur dosierten Abgabe fließfähiger Stoffe in Systeme, gekennzeichnet durch ein Behältnis (1), dessen im wesentlichen volumenkonstanter Innenraum durch eine undurchlässige, bewegliche Trennwand (5) in ein erstes und ein zweites Volumen (4, 6) unterteilt ist, wobei das erste Volumen (4) über eine semipermeable Membran (3) mit der Umgebung verbunden ist und eine Substanz (6) enthält, die in Verbindung mit dem umgebenden Medium oder System einen osmotischen Druck aufbaut, und das zweite Volumen (6) mit dem abzugebenden Stoff (8) gefüllt ist und einen Auslaß (9) aufweist.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur dosierten Abgabe fließfähiger Stoffe in Systeme, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Behältnis (1), dessen im wesentlichen volumenkonstanter Innenraum durch eine undurchlässige, bewegliche Trennwand (5) in ein erstes und ein zweites Volumen (4,6) unterteilt ist, wobei das erste Volumen (4) über eine semipermeable Membran (3) mit der Umgebung verbunden ist und eine Substanz (6) enthält, in Verbindung mit dem umgebenden Medium oder System ein osmotischer Druck aufgebaut wird, und der abzugebende Stoff (8), der sich im zweiten Volumen (6) befindet über einen Auslaß (9) an das System abgeben wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine wesentliche Vereinfachung bei der Zuführung von Stoffen oder zur Steuerung von chemischen und technischen Abläufen innerhalb von wasserführenden Angagen oder Versorgungssystemen dienen, z. B. zur Pflege der darin befindlichen Lebewesen, wie Tiere und Pflanzen, dienen.

Durch die Konzentrationsunterschiede auf beiden Seiten der Membran, entsteht ein osmotischer Druck, der zur Verrichtung von mechanischer Arbeit, d. h. Abgabe von Stoffen, genutzt wird.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beispiel zur dosierten Abgabe von Stoffen in Süßwasser genutzt, so enthält das erste Volumen vorzugsweise eine Salz- oder Zuckerlösung in einer Konzentration, die über der Konzentration des umgebenden Mediums oder im externen Fall das verwendete Wasser liegt. Bringt man eine entsprechende Vorrichtung in eine System so ein, daß die Membranen mit dem umgebenden Medium Kontakt hat, so dringt das Wasser oder Lösungsmittel des Systems in das erste Volumen ein und der Inhalt des ersten Volumens wird entsprechend dem osmotischen Druck mit dem Wasser oder Lösungsmittel verdünnt. Bei konstantem Druck dehnt sich das erste Volumen entlang der Behältniswandung aus. Durch die Ausdehnung des ersten Volumens wird der Inhalt des Behältnisses, d. h. der im zweiten Volumen enthaltene Wirkstoff, verdrängt und über den Auslaß an die Umgebung abgegeben. Das Behältnis sollte hierbei starr in dem Sinne sein, daß er sein Volumen beibehält.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise zur Abgabe von Wirkstoffen an Systeme, wie biologische Systeme, eingesetzt werden, wie Bakterienkulturen, Sauerstoff Dünger, Algiziden, Arzneimitteln und auch CO₂-haltigen Lösungen. Zu derartigen biologischen System zählen u. a. Gewässer, wie Seen, Teiche, Süß- und Meerwasseraquarien, Kläranlagen. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für wasserhaltige Dosiervorrichtungen eingesetzt werden, beispielsweise Vorrichtungen zur dosierten Abgabe von Düngemitteln in Gärtnereibetrieben, oder zur Abgabe von Mitteln wie Korrosionsschutzmittel, Desinfektions- und Oxidationsmittel, Nitrate oder Phosphate, Fällungsmittel wie Eisen, Aluminiumsalze, Polymere, Kalkmilch, usw. in wasserführende Anlagen.

Das Behältnis wird erfindungsgemäß durch eine bewegliche Trennwand in ein erstes und ein zweites Volumen unterteilt. Die Trennwand ist vorzugsweise derart ausgestaltet, daß sich das erste Volumen durch das Eindringen des Wassers aus der Umgebung vergrößert. Dabei kann die Trennwand aus einem dehnbaren oder einem faltbaren Material sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die bewegliche Trennwand ein faltbarer Beutel. Ein faltbarer Beutel hat den Vorteil, daß er vor Anwendung nur einen möglichst kleinen Raum innerhalb des Behältnisses einnimmt und sich während der Anwendung entsprechend ausdehnen kann. Der Beutel hat vorzugsweise eine solche Größe, daß es das gesamte zweite Volumen ausfüllen kann.

In den Beutel kann ein formgebendes Element enthalten sein, so daß die Ausdehnung in eine Vorzugsrichtung forciert werden kann, z. B. Rohr, Stab, etc.

Das erste Volumen kann auch ein zweites abgeschlossenes Element enthalten, das z. B. im Falle der Druckerhöhung nach Erschöpfung des zweiten Volumens eine Mechanismus auslöst, der zur Entleerung beider Volumina führt und der Einheit in bezug zum umgebenden Medium Auftrieb verleiht. Bevorzugte Materialien für das Behältnis sind Thermoplaste, insbesondere PE, Metalle, Ton und Keramik.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß die Abgabe des Wirk stoffes über verschiedene Parameter kontrolliert werden kann. Zu diesen Parametern zählen die Fläche der semipermeablen Membran und deren Durchlässigkeit sowie über das chemische Potential, d. h. den Konzentrationsunterschied zwischen dem umgebenden Medium bzw. Wasser und der im ersten Volumen befindlichen Lösung. Bei wählbarer Membranfläche ist durch entsprechende Konzentration in die Osmosezelle ein Grenzstrom zu erreichen, wodurch eine konstante Dosierung erreicht wird.

In einigen Fällen kann es aus Gründen der Lagerung nachteilig sein, wenn das erste Volumen über längere Zeit eine wäßrige Salz- oder Zuckerlösung oder dergleichen enthält.

In solchen Fällen ist es möglich, das Salz bzw. den Zucker oder eine derartige Substanz fest, als Pulver oder z. B. in Form einer Tablette einzuarbeiten. Wird die Vorrichtung z B. in Wasser geworfen, so dringt das Wasser über die semipermeable Membran über das erste Volumen ein und löst die Substanz auf. Es bildet sich eine hochkonzentrierte Salz- bzw. Zuckerlösung, deren Konzentrationsunterschied den osmotischen Druck herbeiführt.

Wie bereits eingangs erwähnt kommen als Wirkstoffe alle Substanzen in Betracht, die zur Wartung und Stabilisierung eines biologischen Systems benötigt werden, beispielsweise sauerstoffspendende bzw. -haltige Lösungen, CO₂-bildende oder -haltige Lösungen, Säuren, Basen und Huminstoffe, Lösungen von Bakterienkulturen, Düngemittel, Algiziden und Fungiziden, Arzneimittel, usw. Die Wirkstoffe können in Form ihrer Reinsubstanz, sofern sie über den Auslaß abgegeben werden können, als Lösungen oder als Gase vorliegen.

Die beigefügten Figuren stellen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Vorrichtung zur kontrollierbaren Abgabe von Stoffen,

Fig. 2 die Vorrichtung in Form eines Kolbens

Fig. 3 eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung aus Fig. 1

Fig. 4 eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung aus Fig. 1

Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung, worin das erste Volumen in zwei über einen Kanal verbundene Räume aufgeteilt ist

Fig. 6 eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung aus Fig. 1.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dar. Das Behältnis 1, ist mit einem Deckel 2 verschlossen, in den eine semipermeable Membran 3 eingearbeitet ist. Die Trennwand 5, die das Behältnis in ein erstes und ein zweites Volumen (4/6) teilt, ist hier als faltbarer Beutel dargestellt. Das erste Volumen 4 enthält eine Salz- oder Zuckerlösung 5.

Die Membran 3 ist eine beliebige semipermeable Membran, die für Wasser durchlässig ist. Es können Umkehrosmose-Membranen, Nanofiltrationsmembran oder sonstige technische Membrane, Därme, z. B. Schweinedarm, Rinderdarm, Schweinsblase oder sonstige Produkte tierischer oder pflanzlicher Herkunft, die den Eigenschaften einer osmotisch wirkenden Membran entsprechen, verwendet werden. Alle halbdurchlässigen, also semi permeablen Membrane, die in bezug auf das Füllgut undurchlässig für das umgebende Lösungsmittel aber durchlässig sind. So ist es z. B. auch möglich das Volumen 1 mit Trockenfrüchte, Erbsen, Bohnen etc. zu füllen und ein feinmaschiges Gitter als quasi semipermeable Membran zu verwenden.

Im zweiten Volumen 7 befindet sich die Wirkstofflösung 8. Die Wirkstofflösung wird über den Auslaß 9, der hier in Form einer Kapillare ausgebildet ist, in die Umgebung abgegeben. Der Auslaß 9 weist vorzugsweise Kapillargröße auf. Dadurch kann vermieden werden, daß Flüssigkeit aus der Umgebung in das zweite Volumen 7 eindringt und die abzugebende Substanz kann in kleinen Mengen abgegeben werden.

Wird die hier dargestellte Vorrichtung beispielsweise in ein Aquarium oder einen Teich geworfen, so dringt das Wasser des Teiches oder des Aquariums aufgrund des Konzentrationsunterschiedes über die semipermeable Membran 3 langsam in das erste Volumen 4 ein. Das erste Volumen 4 dehnt sich entsprechend aus und verdrängt wegen des unveränderten Gesamtvolumens des Behältnisses die im zweiten Volumen 7 befindliche Wirkstofflösung 8, die kontinuierlich über den Auslaß 9 an die Umgebung abgegeben wird. Das System ist erschöpft, wenn das erste Volumen 4 das zweite Volumen 7 vollständig verdrängt hat. Es baut sich dann in der Vorrichtung ein Druck auf, der dem Konzentrationsunterschied zur Umgebung über dem Druck des umgebenden Mediums liegt (osmotischer Druck).

Eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt Fig. 2 dar, worin die Vorrichtung ähnlich einem Kolben funktioniert. Das Behältnis 1 ist ein zylindrisches Gefäß, in dessen Boden der Auslaß 9 angeordnet ist. Das erste Volumen dehnt sich entlang der Behältniswände nach unten aus und drückt den Stempel 11 nach unten. Durch die Bewegung des Stempels 11 nach unten wird die Wirkstofflösung 8 aus dem zweiten Volumen 7 über den Auslaß 9 an die Umgebung abgegeben.

Wird als Wirkstofflösung 8 eine H₂O₂-haltige Lösung eingesetzt, die den Sauerstoffgehalt eines Systems erhöhen soll, so ist am Ende des Auslasses 9 vorzugsweise eine Kugel 12 angeordnet, die mit einem Katalysator, z. B. MnO₂, beschichtet ist. Das MnO₂ katalysiert die Zersetzung des H₂O₂ in Wasser und Sauerstoff, wodurch die Effektivität der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht wird.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform setzt sich das Gehäuse 1 der Vorrichtung aus einem Topf und einem Deckel 14 zusammen, wobei der Rand der Membran 3 sowie der Rand der Trennwand 5 gemeinsam zwischen Topf 1 und Deckel 14 eingespannt sind.

In dieser Ausführungsform befindet sich der Auslaß 9 am Boden des Topfes 1. Der Auslaß 9 ist in Form eines Stopfens ausgearbeitet, der in die Bodenöffnung 15 des Topfes 1 von innen gesteckt werden kann. Diese Ausführungsform hat zum einen den Vorteil, daß sich der Topf 1 auf einfache Weise als Tiefziehteil herstellen läßt und zum anderen kann die Wirkstofflösung 8 über die Bodenöffnung 15 nachgefüllt werden kann.

Vor der in Fig. 3 dargestellten Membran 3 ist ein Gitter oder Netz 16 aus einer wasserunlöslichen Substanz mit bakteriziden Eigenschaften, vorzugsweise aus Kupfer oder Silber angeordnet. Es ist auch möglich, die Membran 3 damit zu beschichten. Die Salzlösung kann aber auch mit Fungiziden und Bakteriziden versetzt werden.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist auf der der semipermeablen Membran 3 gegenüberliegenden Seite des Behältnisses 1 ein Schneid- oder Einstechelement 10 ange ordnet. Das Schneid- oder Stechelement 10 durchsticht die Trennwand 5, sobald diese dieses Ende erreicht hat, d. h. das zweite Volumen 7 im wesentlichen ausgefüllt ist. Die Anordnung eines Schneid- oder Einstechelements 10 ist besonders vorteilhaft, wenn die Wirkstofflösung 8 und die Salzlösung 6 unter Bildung eines Gases miteinander reagieren, sobald sie miteinander in Kontakt kommen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Wirkstofflösung einen niedrigen pH-Wert aufweist, d. h. sauer ist, und die Salzlösung 6 ein Carbonat enthält, so daß sich bei der Reaktion der sauren Lösung mit dem Carbonat CO₂ bildet. Durch das sich bildende CO₂ wird die Flüssigkeit aus dem zweiten Volumen 7 ver drängt. Das Gewicht des Behältnisses 1 reduziert sich und das Behältnis schwimmt langsam auf. Das aufschwimmende Behältnis zeigt an, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung verbraucht ist. Auslaß 9 und Einstechelement 10 können in einem einzigen Bauteil verwirklicht sein.

In einer weiteren möglichen in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung bildet der Deckel 2 und das daran befestigte erste Volumen 4 mit der Salzlösung bzw. einer wasserlöslichen salzhaltigen Tablette 14 eine Einheit, die als Ganzes aus dem Behältnis 1 entfernt und somit ausgetauscht werden kann. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, nach Verbrauch der Wirkstofflösung 8, die Vorrichtung erneut zu verwenden. Die neue Wirkstofflösung 8 wird in das Behältnis 1 (erstes Volumen 7) nachgefüllt und das Behältnis 1 kann mit einer neuen Einheit, bestehend aus einer unverbrauchten semipermeablen Membran 3, unversehrten Beutel 4 und konzentrierter Salzlösung 6 verschlossen werden.

In der in Fig. 4 dargestellte Ausgestaltung ist das untere Ende des Auslasses 9 angespitzt und stellt das Schneid- und Einstechelement 10 dar, daß die Trennwand 5 durchsticht, sobald der Beutel 4 das entsprechende Volumen angenommen hat.

Die in Fig. 4 darstellte Ausführungsform enthält das erste Volumen 4 ein weiteres Reaktionselement 20, daß einen Mechanismus auslöst, wodurch angezeigt wird, wann das erfindungsgemäße System erschöpft ist. Das Element 20 besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Material. Es ist durch eine zerstörbare Trennwand 23 in zwei Räume 21 und 22 unterteilt, wobei der Raum 21 mit einer Substanz gefüllt ist, die in Kontakt mit Wasser oder anderen Substanzen ein Gas bildet. Der zweite Raum 22 enthält ein Einstech- und Schneidelement 24. Ist das System beispielsweise derart eingestellt, daß bei vollständiger Entleerung des Inhalts 7 des zweiten Volumens 8 noch kein Konzentrationsausgleich zwischen dem ersten Volumen 4 und der Umgebung hergestellt, erhöht sich der Druck innerhalb des Behältnisses 1 weiter. Durch den erhöhten Druck wird das Element 20 zusammengedrückt. Das Schneid- und Einstechelement 24 durchsticht die Trennwand 23 wodurch die Substanz im Raum 21 das Gesamte Element 20 füllt. Die Gasbildung erfolgt beispielsweise über einen im Raum 22 befindlichen Katalysator oder die Substanz wird über entsprechende Vorrichtungen, beispielsweise ein im Raum 22 befindlichen Auslaßventil (hier nicht dargestellt) in das erste Volumen abgegeben, wo es durch Reaktion mit der restlichen Salzlösung 6 Gas bildet. Die Flüssigkeit wird aus dem Volumen verdrängt und das Behältnis schwimmt auf. Im Element 20 ist der Raum 21 beispielsweise mit H₂O₂ gefüllt, daß durch Inkontaktbringen mit einem geeigneten Katalysator, z. B. MnO₂, O₂ bildet.

In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist das erste Volumen 4 auf zwei Räume 17 und 18 in dem Behältnis 1 aufgeteilt, die über einen, vorzugsweise flexiblen, Kanal 19 miteinander verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann geeignet, wenn der osmotische Druck und somit die Dosierung des Wirkstoffes nur schlecht innerhalb des Systems eingestellt werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere, wenn die Wirkstofflösung 8 mit einer weiteren Substanz zur Reak tion gebracht werden soll. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn Kohlendioxid einem Gewässer zugeführt werden soll, beispielsweise zum Ansäuern oder als Pflanzennahrung. Kohlendioxid erhält man in der Regel dadurch, daß man ein Carbonat bzw. eine Carbonat haltige Lösung mit einer Säure zur Reaktion bringt. Eine genaue Dosierung des entstehen den CO₂ läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, wenn als Wirkstofflösung 8 eine Carbo nat-Lösung eingesetzt wird. In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform wird die Carbo nat-Lösung über den Auslaß 9 in einen Reaktionsraum 25 geleitet, in dem sich eine Säure, beispielsweise Salzsäure, befindet. Durch Reaktion zwischen der Carbonat-Lösung und der Salzsäure bildet sich CO₂, das über den zweiten Auslaß 13, ggf. über eine geeignete Leitung, aus dem Reaktionsraum 25 an die Umgebung abgegeben wird. Durch eine genaue Einstellung des Konzentrationsgefälles zwischen Umgebung und Salzlösung 6 läßt sich die Abgabe der Carbonat-Lösung an den Reaktionsraum 25 und somit die Menge an umgesetztem Carbonat mit Salzsäure genau dosieren. Ebensogut kann eine Säure beispielsweise eine Salz-, Schwefel-, Citronen-, Essigsäure etc. auf ein fester Carbonat oder Bicarbonat dosiert werden.

In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist das Behältnis 1 in einem Behälter 26 mit definiertem Gehalt an umgebenden Medium 27, beispielsweise Wasser etc., daß durch die Membran 3 durchtritt, umgeben. Entsprechend dem Konzentrationsgefälle zwischen dem Medium 27 und der Salzlösung 6 im ersten Volumen 4, wird Medium 27 verbraucht. Wenn die bis zur Erschöpfung des Systems die erforderliche Menge genau definiert wurde, d. h. das Verhältnis von Medium 27 zu Salzlösung 6 unter Berücksichtigung der Membran 3 eingestellt wurde, kann an der Skalierung 28 abgelesen werden, wann das System erschöpft ist, beispielsweise ob die Wirkstofflösung 8 bereits vollständig abgegeben wurde.

In einer weiteren möglichen Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wird diese zum Konzentrationsausgleich für Düngemittelvorrichtungen für Pflanzen eingesetzt in den in gewerblichen Gärtnereien verwendeten Düngevorrichtungen werden die Pflanzen über Nährstoffkonzentrate, die die erforderlichen Mineralien und sonstigen Mittel enthalten, ver sorgt. Mit der Zeit sinkt die Konzentration der Nährstofflösung an wirksamen Substanzen. Zum Nachdosieren dieser Substanzen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart aufge baut, daß in das Ausdehnungsvolumen, d. h. das in Fig. 1 dargestellte erste Volumen 4, eine Salzlösung 6 enthalten ist, die als Bestandteile die optimale Konzentration der einzelnen Inhaltsstoffe der Düngelösung enthält. Die Wirkstofflösung 8 ist eine konzentrierte Lösung der Nährlösung. Durch den sich ausdehnendem ersten Volumen 4 wird die konzentrierte Nährstofflösung 8 langsam an die Nährlösung abgegeben, wodurch der Gehalt der Nährstoffe kontinuierlich entsprechend des Verbrauchs durch die Pflanzen nachgeliefert wird.

Bezugszeichenliste

1

Behältnis

2

Deckel

3

semipermeable Membran

4

erstes Volumen

5

Trennwand

6

Salzlösung

7

zweites Volumen

8

Wirkstofflösung

9

Auslaß

10

Schneid- oder Einstechelement

11

Stempel

12

Kugel

13

zweiter Auslaß

14

Tablette

15

Bodenöffnung

16

Gitter, Netz

17

,

18

Räume, in die das erste Volumen

4

aufgeteilt ist

19

Kanal

20

Reaktionselement

21

,

22

Räume, in das Reaktionselement aufgeteilt ist

23

Trennwand zwischen den Räumen

21

und

22

24

Schneid- oder Einstechelement im Reaktionselement

20

25

Reaktionsraum

26

Behälter

27

Medium

28

Skalierung

Claims

1. Vorrichtung zur dosierten Abgabe fließfähiger Stoffe in Systeme, gekennzeichnet durch ein Behältnis (1), dessen im wesentlichen volumenkonstanter Innenraum durch eine undurchlässige, bewegliche Trennwand (5) in ein erstes und ein zweites Volumen (4, 6) unterteilt ist, wobei das erste Volumen (4) über eine semipermeable Membran (3) mit der Umgebung verbunden ist und eine Substanz (6) enthält, die in Verbindung mit dem umgebenden Medium oder System einen osmotischen Druck aufbaut, und das zweite Volumen (6) mit dem abzugebenden Stoff (8) gefüllt ist und einen Auslaß (9) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die bewegliche Trennwand (5) ein flexibler Beutel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (9) Kapillargröße aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Schneid- oder Einsteckelement (10) in dem zweiten Volumen (6), dessen Schneide oder Spitze sich bis in jene Kontur hinein erstreckt, welche das erste Volumen (4) bei maximalem Füllgrad einnimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Behältnis (1) aus einem Topf mit einem Deckel (14) zusammensetzt, und daß der Rand der Membran (3) sowie der Rand der Trennwand gemeinsam zwischen Topf und Deckel (2) eingespannt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Membran ein Gitter oder Netz (16), das ggf. bakterizid oder fungizid behandelt worden ist, angeordnet oder die Membran damit beschichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang (9) des Auslasses ein Element (12) angeordnet ist, das von der austretenden Substanz umspült wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (12) mit MnO₂ beschichtet ist und die Wirkstofflösung eine H₂O₂-Lösung ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das biologische System ein wäßriges System ist, insbesondere ein stehendes oder fließendes Gewässer, ein Aquarium, eine Kläranlage, eine Dosieranlage für die Dün gung von Pflanzen, Schwimmbäder, wasserführende Anlagen, Heizkreisläufe, etc.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Volumen (4) auf zwei Räume (17, 18) in dem Behältnis (1) aufteilt, und daß die zwei Räume (17, 18) über einen, vorzugsweise flexiblen Kanal (19) miteinander verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der abzugebende (8) über den Auslaß (9) in einen Rekationsraum (25) geleitet wird, der eine geeignete Substanz enthält, so daß durch Kontakt des Stoffes (8) mit der Substanz im Reaktionsraum (25) ein Gas bildet, daß über einen zweiten Auslaß (13) dosiert wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (1) von einem Behälter (26) umgeben ist, der ein Medium (27) enthält, wobei das Medium (27) über die semipermeable Membran (3) mit der Substanz (6) einen osmotischen Druck aufbaut und der Verbrauch des Mediums (27) an einer Skalierung (28) abgelesen werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Volumen (4) ein Element (20) angeordnet ist, das bei Überdruck im ersten Volumen (4) unter Bildung eines Gases zerstört wird, wodurch das Aufschwimmen des Behältnisses (1) in wäßriger Umgebung bewirkt wird.

14. Verfahren zur dosierten Abgabe fließfähiger Stoffe in Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behältnis (1), dessen im wesentlichen volumenkonstanter Innenraum durch eine undurchlässige, bewegliche Trennwand (5) in ein erstes und ein zweites Volumen (4, 6) unterteilt ist, wobei das erste Volumen (4) über eine semipermeable Membran (3) mit der Umgebung verbunden ist und eine Substanz (6) enthält, in Verbindung mit dem umgebenden Medium oder System ein osmotischer Druck aufgebaut wird, und der abzugebende Stoff (8), der sich im zweiten Volumen (6) befindet über einen Auslaß (9) an das System abgeben wird.