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DE3131650A1 - "verfahren und vorrichtung zum abgeben von viskosen konzentraten veraenderlicher viskositaet in genau dosierbaren mengen von variablem volumen" - Google Patents

"verfahren und vorrichtung zum abgeben von viskosen konzentraten veraenderlicher viskositaet in genau dosierbaren mengen von variablem volumen"

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Publication number
DE3131650A1
DE3131650A1 DE19813131650 DE3131650A DE3131650A1 DE 3131650 A1 DE3131650 A1 DE 3131650A1 DE 19813131650 DE19813131650 DE 19813131650 DE 3131650 A DE3131650 A DE 3131650A DE 3131650 A1 DE3131650 A1 DE 3131650A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hollow cylindrical
volume
pump volume
cylindrical body
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19813131650
Other languages
English (en)
Other versions
DE3131650C2 (de
Inventor
Horst 2060 Bad Oldesloe Köhl
Alexander 2067 Reinfeld Kückens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Douwe Egberts Getraenke-Serv KG
Original Assignee
DAGMA DEUTSCHE AUTOMATEN- und GETRAENKEMASCHINEN GmbH and CO KG
Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen & Co Kg 2067 Reinfeld GmbH
Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DAGMA DEUTSCHE AUTOMATEN- und GETRAENKEMASCHINEN GmbH and CO KG, Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen & Co Kg 2067 Reinfeld GmbH, Dagma Deutsche Automaten und Getraenkemaschinen GmbH and Co KG filed Critical DAGMA DEUTSCHE AUTOMATEN- und GETRAENKEMASCHINEN GmbH and CO KG
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Priority to CH1225/82A priority patent/CH659891A5/de
Priority to IE476/82A priority patent/IE52625B1/en
Priority to AU81152/82A priority patent/AU555234B2/en
Priority to AR288690A priority patent/AR230100A1/es
Priority to NLAANVRAGE8200969,A priority patent/NL184337C/xx
Priority to MX191769A priority patent/MX159215A/es
Priority to GB08207098A priority patent/GB2103296B/en
Priority to FI820853A priority patent/FI69517C/fi
Priority to FR8204864A priority patent/FR2502774B1/fr
Priority to BR8201607A priority patent/BR8201607A/pt
Priority to LU84030A priority patent/LU84030A1/de
Priority to ES510765A priority patent/ES8302301A1/es
Priority to SE8201867A priority patent/SE454385B/sv
Priority to CA000399323A priority patent/CA1188269A/en
Priority to IT20359/82A priority patent/IT1199980B/it
Priority to AT0117282A priority patent/AT380081B/de
Priority to DK137282A priority patent/DK151118C/da
Priority to PT74657A priority patent/PT74657B/de
Publication of DE3131650A1 publication Critical patent/DE3131650A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3131650C2 publication Critical patent/DE3131650C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F11/08—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the diaphragm or bellows type
    • G01F11/082—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the diaphragm or bellows type of the squeeze container type

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Description

PATENTANWÄLTE
■OW€S. R. DÖKÖIM® ©DP L.-P> C=SYS. Ώ>Μ. J,
BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
DÄGMÄ
Deutsche Automaten- und
Getränkemaschinen GmbH
Schillerst!?. 22
2067 Reinfeld/Ho
"Verfahren und Vorrichtung zum Abgeben von viskosen Konzentraten veränderlicher Viskosität in genau dosierbaren Mengen von variablern Volumen"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abgeben von viskosen Konzentraten veränderlicher Viskosität in genau dosierbaren Mengen von variablem VolumenB bei denen durch zyklische Änderung des Pumpvolumens eines Hohlkörpers aus flexiblem oder formelastischem Material über ein Rückschlagventil Konzentrat aus dem Speichervolumen eines Behälters angesaugt und durch ein zweites Rückschlagventil abgabeseitig ausgestoßen wird ο
Als Dosierpumpe ausgebildete Abgabeabschnitte mit zwei als EIn-„laß und als Auslaß dienenden Rückschlagventilen sind in verschiedenartigen Ausführungsformen bekannt= So zeigt z„B„ die
_ J
GB-PS 827 778 eine Dosierpumpe, bei der der Abgäbeabschnitt als Schlauch ausgebildet ist, der mit einer Betätigungseinrichtung radial zusammengequetscht werden kann und durch die Eigenelastizität wieder seinen vollständigen Querschnitt einnimmt. In Abhängigkeit von dem Druckwechsel in dem Abgäbeabschnitt öffnet das Einlaßventil bzw. das Auslaßventil. Eine solche Ausbildung ist schwierig zu handhaben und ermöglicht auch nur eine relativ ungenaue Dosierung. Vorrichtungen dieser Art sind daher für Seifenspender oder dgl. geeignet, bei denen es nicht so sehr auf die Dosiergenauigkeit ankommt. Außerdem sind die zur Betätigung des Abgabeabschnittes dienenden Vorrichtungen außerordentlich aufwendig.
Es ist aber auch schon bekannt, am Abgäbeabschnitt eine radial nach außen ragende balgartige Palte vorzusehen, die zwischen plattenförmigen Betätigungselementen in axialer Richtung zusammengepreßt werden kann, um so als Dosierpumpe zu wirken. Auch hier kann der Abgäbeabschnitt als Gummibalg ausgebildet sein, dem entsprechende schnabelartige Gummiventile als Rückschlagventile zugeordnet sind (vgl. US-PS 25 5^ 570). Auch diese bekannte Vorrichtung beansprucht erheblichen Raum und ist daher für den Einbau in Automaten oder dgl. ungeeignet. Auch ist das Dosiervolumen relativ ungenau, so daß eine genaue Dosierung nur außerordentlich schwierig ist.
Bei der dosierten Abgabe bestimmter stark viskoser Konzentrate ist eine sehr genaue Dosierung erforderlich. Da der z.B. in
Getränkeautomaten zur Verfügung stehende Einbauraum außerordentlich gering ist9 muß die Dosiervorrichtung möglichst raumsparend ausgebildet sein. Ein ganz besonderes Problem besteht darins daß Konzentrate aus verderblichen organischen Substanzen außerordentlich große hygienische Probleme bereiten s insbesondere wenn die Dosiervorrichtung oder die zugehörigen Teile mit Tropfen von solchen Substanzen verschmutzt werden» Die dadurch erforderliche Wartung und häufige Reinigung der Teile ist außerordentlich um= ständlich und schwierig und bedarf einer strengen überwachung9 wenn allen hygienischen ^Erfordernissen Rechnung getragen werden soll»
Bei den bisher bekannten Dosiereinriehtungen mit Schlauchpumpe oder dgl= sehlauchförmige» Abgäbeabschnitt ist bei nur kleinen Formänderungen des elastischen Schlauchmaterials die formelastische Rückstellkraft des Schlauchabschnittes relativ gering«. Erst bei größeren Verformungen nimmt auch die Rückstellkraft zu» Die Größe der Rückstellkraft beeinflußt aber auch die genaue Wiederholbarkeit der Formänderung und damit die Genauigkeit der Dosierung» Mit diesen Vorrichtungen können daher nur relativ große Volumina und mit nur relativ geringer Wiederholungsfrequenz abgegeben werden= Unter relativ großen Volumina werden Z0B. Volumina von O5,4 cm3 verstanden» Auch ist eine Vorspannung in der Ausgangsstellung der Schlauchabschnitte bei gefülltem Schlauch nicht möglichs da die Schlauchabschnitte in die Betätigungseinrichtungs z.B. Schlauchpumpe s eingefädelt werden müssens wobei eine Verformung nicht stattfinden darfs um
1 ο 1 b 5 U
- 10 das Austreten von Flüssigkeitstropfen zu verhindern.
Ein weiteres wesentliches Moment, das sich bei den bekannten Vorrichtungen ungünstig auf die Dosiergenauigkeit auswirkt, ist die Tatsache, daß während der Verkleinerung des Pumpvolumens der schlauchförmige Abgabeabschnitt unkontrollierbaren weiteren Formänderungen durch den im Inneren auftretenden erhöhten Druck unterworfen wird. Auch diese unkontrollierbaren Veränderungen können nur toleriert werden, wenn bei jedem Zyklus relativ große Dosiervolumen abgegeben werden, so daß der Einfluß dieser Änderungen klein bleibt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, das eingangs näher bezeichnete Verfahren und die zugehörige Vorrichtung so weiterzubilden, daß die aufgezeigten Nachteile vermieden werden und kleinste Mengen mit größter Präzision und hoher Zyklusfrequenz abgegeben werden können. Dabei soll die zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung sehr raumsparend ausgebildet sein3 damit sie leicht auch im engen Raum,z.B. eines Getränkeautomaten, eingebaut oder sogar nachträglich angebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei zur Ausführung des Verfahrens die vorrichtungsgemäße Lösung mit den Merkmalen des Anspruches 4 angewandt wird.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Pumpenwirkung durch axiale Ver-
- li -
kleinerung eines zylindrischen Pumpvolumenss das während des Verkleinerungsvorganges gleichzeitig von außen formhaltig abgestützt wirds so daß keinerlei unkontrollierte Verformungen bei dem zunehmenden Pumpendruck und damit keinerlei Veränderungen des Dosiervolumens auftreten können» Damit wird selbst bei kleinsten Dosiermengen pro Zyklus eine außerordentlich hohe Präzision und Genauigkeit in der Dosierung erzielt ο Durch die axiale Zusammenpressung des zylindrischen Dosiervolumens ifird die Voraussetzung dafür geschaffen8 daß der das Pumpvolumen begrenzende hohlsylindrisehe Körper mit vorwählbarer axialer Vorspannung in Richtung auf eine Volumenvergrößerung in der Ausgangs lage vorgespannt wird. Dadurch ergeben sich ausreichend hohe Rückstellkräfte auch bei kleinsten Volumenänderungen. Die axiale Zusammenpressung des Pumpvolumens in Verbindung mit der sehr hohen Genauigkeit selbst bei kleinstem Dosiervolumen ermög·= licht es fernerj, den Zyklus der Dosierung mit einer Frequenz entsprechend der Netzfrequenzs also mit 50 bis 60 Ez8 durchzuführen» Die hohe Frequenz und das klein© noch sehr genau dosierbare Volumen gewährleisten einen weiten Einstellbereich der gesamt abzugebenden Menge allein durch Steuerung der Anzahl der Dosierimpulse ο Diese Steuerung läßt sich bei netsfrequenzgesteuerten Geräten sehr einfach und zuverlässig durchführenο
Trotz der Vorspannung in der Ruhestellung des Pumpvolumens läßt sich der Abgabeabschnitt leicht und sicher in die Betätigungseinrichtung einfädelns ohne daß es zu unerwünschter Abgabe von Flüssigkeitstropfen kommt» Dadurch werden auch die hygienischen
ο ι ο-1 ο ο υ
Probleme völlig ausgeschaltet, wie sie sonst bei Verschmutzung der Vorrichtung auftreten. Die Anordnung wird dadurch noch wesentlich verbessert, daß die ganzen funktionswichtigen Teile in einem starren Führungsrohr eingeschlossen sind, welches permanent oder lösbar mit einem, bevorzugt als Wegwerfartikel ausgebildeten Behälter zum Transport, zur Lagerung und zur Abgabe der Flüssigkeit verbunden ist.
Durch die hohe Zyklusfrequenz erhält man nahezu eine "fließende", also nahezu kontinuierliche Abgabe der Flüssigkeit mit Hilfe einer in ihrer Länge beliebig einstellbaren Kette von rasch aufeinanderfolgenden Dosierzyklen.
Der hülsenförmige Körper kann lediglich flexibel sein, wobei durch zusätzliche Elemente, wie Federelemente oder dgl., für die notwendige Vorspannung und Rückstellung gesorgt wird. Bevorzugt ist der Hülsenkörper jedoch aus formelastischem Material ausgebildet und fest mit starren nabenförmigen Körpern der Rückschlagventile verbunden.
Die geringen Abmessungen des Abgabeabschnittes ermöglichen den Einbau in einen Automaten bei Beanspruchung von sehr geringem Raum. Der weitere Vorteil der neuen Vorrichtung ermöglicht es, auch vorhandene Dosiereinrichtungen mit elektromagnetischer Ringspule umzurüsten, um von einer zeitgesteuerten Dosierung zu einer mengengesteuerten oder volumengesteuerten Dosierung überzugehen, wenn die zeitgesteuerte Dosierung wegen Veränderungen
in der Konsistenz der Flüssigkeit zu- Dosierungenauigkeiten führt, Solche Konsistenzänderungen haben bei der Vorrichtung des Behälters gemäß der Erfindung keinen Einfluß auf die Dosiergenauigkeit ο
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert=
Es zeigen;
Figo 1 einen zur Lagerungs zum Transport und zur Abgabe dienenden Behälter mit einem Abgabeabschnitt gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt s
Figo 2 den Abgabeabschnitt im größeren Maßstab und in auseinandergezogener Darstellung seiner Einzelteile und
Figo 3 im senkrechten Schnitt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Abgabeabschnittes ο
Bevorzugt handelt es sich beim Erfindungsgegenstand um einen Wegwerfbehälter9 der sowohl zur Lagerung9 zum Transport als auch zur dosierten Abgabe dient» Bevorzugt ist dabei der Abgabeabschnitt fabrikmäßig bleibend mit diesem Behälter verbunden und xcLrd mit diesem weggeworfen« Es handelt sich also bei dem Behälter um einen Massenartikel«
i Ό
Dabei kann der Behälter aus einer äußeren Hülle und einem inneren, die Flüssigkeit aufnehmenden flexiblen und bei der Abgabe entsprechend zusammenfallenden Beutöl bestehen. In diesem Fall ist eine Belüftung des Behälters für die Abgabe nicht erforderlich. Es kann aber auch ein im wesentlichen starrer Behälter vorgesehen sein, dem eine für die Abgabe bestätigbare Belüftungseinrichtung zugeordnet ist.
Ferner ist der Behälter bevorzugt bestimmt für die Aufnahme, Speicherung und den Transport sowie für die Abgabe von organischen Konzentraten.
Im Beispiel nach Fig. 1 ist ein Behälter mit einer äußeren Hülle 1 und einem flexiblen zusammenfallenden Füllbehälter 2 ausgebildet. Dieser weist ein Mundstück 3 auf, an dem bevorzugt bleibend der Abgabeabschnitt 4 befestigt ist. In Fig. 1 ist der Behälter in der Überkopfsteilung gezeigt, die er bei der dosierten Abgabe der Flüssigkeit einnimmt. In dieser Stellung ist der Abgabeabschnitt 6 durch die zentrale öffnung einer elektromagnetischen Ringspule 5 gefädelt, die beispielsweise in einem Getränkeautomaten oder -dispenser fest eingebaut ist. Die elektromagnetische Ringspule 5 ist an ein entsprechendes Steuergerät angeschlossen, welches es z.B. ermöglicht, die elektromagnetische Ringspule 5 mit der Netzfrequenz zu betreiben, wobei die Zahl der Frequenzschwingungen, denen die Ringspule 5 folgen soll, an dem Steuergerät eingestellt werden kann.
Der Abschnitt 4 weist ein starres Führungsrohr 6 aus Kunststoff auf s das mit seinem oberen Ende bleibend mit dem Mundstück 3 des Behälters verbunden ist. über seine größere Länge weist das Führungsrohr 6 einen über die Schulter 35 (Fig. 2) erweiterten und am unteren Ende freien Querschnitt auf« Dem Führungsrohr 6 ist ein starrer stirnseitiger Deckel 26 zugeordnet a der einen zentralen Auslaßstutzen 27 aufweist. Beide Teile 6 und 26 des Führungsrohres sind im dargestellten Beispiel über einen nabenförmigen Ventilkörper 20 miteinander verbunden,, der an seinem Umfang einen Ringflansch 22 aufweist s bis zu dem von beiden Enden her das Führungsrohr bzw. der Abschlußdeckel 26 fest aufgedrückt werden können« Auf diese Weise ist zugleich der nabenförmige Ventilkörper 20 starr mit dem Führungsrohr 6 und dem Abschlußdeckel 26 verbunden.
Ein zweiter ähnlicher nabenförmiger Ventilkörper 8 ist in dem weiteren Abschnitt des Führungsrohres 6 mit freiem Spiel aufgenommen so daß dieser sich frei in axialer Richtung in diesem Führungsrohr bewegen kann. Auf einem nach oben dem Behälter 1 zugewandten stutzenförmigen Ende des aus Kunststoff bestehenden Ventilkörpers 8 ist ein magnetisierbarer Hülsenteil 7 in Form eines Ringankers fest aufgesetzt 9 wobei er mit seiner unteren ringförmigen Stirnseite an der Schulter 9 des Ventilkörpers 8 anliegt» Der Ventilkörper 8 und der Ringanker 7 bilden somit eine starre Einheit, die entsprechend dem Doppelpfeil 31 als solche in dem Führungsrohr 6 axial auf und ab bewegbar ist ο
J iö I b b U
Die einander zugewandten Enden der Ventilkörper 8, 20 weisen Aufnahme- und Befestigungsabschnitte 10, 11 bzw. 19»21 für die hülsenförmigen Enden 16 bzw. 18 eines hohlzylindrischen Körpers 15 auf. Im dargestellten Beispiel ist dieser aus elastischem Material und damit zugleich als elastisches Pederelement ausgebildet. Der dargestellte Körper 15 weist verdickte Endabschnitte 16 und 18 zur Befestigung an den beiden Ventilkörpern 8 und 20 sowie einen verdünnten und in einer radial nach innen ragenden Palte 17 gelegten Abschnitt auf. Durch die Verbindung der nabenförmigen Ventilkörper 8 und 20 über den Körper 15 ist zwischen diesen Teilen ein vorbestimmtes Dosiervolumen eingeschlossen. Die Ausgangsgröße dieses Volumens wird durch die Rückstellwirkung des Körpers 15 in Verbindung mit der Innenschulter 35 des Führungsrohres 6 bestimmt, an dem sich in der Ruhestellung die obere ringförmige Stirnfläche des Ankerringes 7 anlegt.
Im dargestellten Beispiel weist jeder Ventilkörper 8 bzw. 20 eine zentrale Bohrung 12 bzw. 24 auf, in die jeweils der Stiel eines pilzförmigen und aus elastischem Material bestehenden Ventilelementes Ik bzw. 25 schnappartig eingesetzt werden kann. Die kegelförmige Verdickung am Stielende verriegelt das Ventilelement an dem nabenförmigen Ventilkörper. Der lippenförmige Umfangsrand des tellerförmigen Kopfes des Ventilelementes lh bzw. 25 legt sich unter dem wechselnden Druck abdichtend auf die innere Stirnfläche des nabenförmigen Ventilkörpers 8 bzw. 20. In diesem inneren Bereich sind mehrere kranzartig angeord-
nete Durchtrittsbohrungen 13 bzw. 23 vorgesehen, durch die die Flüssigkeit in das Dosiervolumen eintreten bzw. aus diesem austreten kann. Die elastische Vorspannung des Materials der pilzförmigen Ventilelemente 14 bzw. 25 reicht aus,, um unter statischen Verhältnissen ein Durchtreten von Flüssigkeit durch die Bohrungen 13 bzw. 23 zu verhindern. Lediglich wenn über die statischen Verhältnisse hinausgehende Druckänderungen auftrete^ heben sich die lippenförmigen Umfangsrander der tellerförmigen Köpf e der Ventilelemente von der zentralen Stirnfläche der nabenförmigen Ventilkörper 8 bzw. 20 ab, um die Flüssigkeitsströmung zu ermöglichen.
Nach oben zu ist der Hub der aus dem Ventilkörper 8 und Ringanker 7 bestehenden Baueinheit durch die Innenschulter 35 des Führungsrohres 6 bestimmt. Nach unten itfird der Hub dieser Einheit dadurch bestimmt 3 daß bei der Abwärtsbewegung die untere Stirnkante des Teils 10 des nabenförmigen Ventilkörpers 8 gegen die obere ringförmige Stirnkante des Teils 21 des nabenförmigen Ventilkörpers 20 stößt. Durch Wahl der Länge der Teile 10 und 21 kann bei unverändertem Aufbau die Hublänge 30 der beweglichen Eipheit 798 leicht verändert und genau eingestellt werden. Bei der aufeinanderzu gerichteten Bewegung der Ventilkörper 8 und 20 schließen die Teile 10 und 21 den hohlzylindrischen Körper von außen formhaltig ein, so daß der Körper sich radial nach außen nicht ausdehnen kann.
Fig» 1 zeigt die Teile etwa in der Originalgröße einer bevor-
O IO ί öDU
zugten Ausführungsform, wobei die Hublänge in der Praxis eher kleiner gewählt wird,als in Fig. 1 dargestellt ist. Die aus dem Stutzen 27 austretende Flüssigkeitsmenge wird bestimmt durch die Zahl der mit der Netzfrequenz erfolgenden Pumpenhübe. Diese Menge läßt sich daher genau einstellen, zumal das Einzelvolumen, das bei jedem Pumpenstoß abgegeben wird, auch bei sehr geringer Größe außerordentlich genau eingestellt werden kann. Die Flüssigkeit ist in dem Abgabeabschnitt hermetisch gegen die Einwirkung des Luftsauerstoffes abgeschirmt. Man erkennt, daß die Anordnung außerordentlich einfach und billig herstellbar ist und sehr zuverlässig arbeitet, wobei insbesondere die Handhabung sehr einfach und sehr sicher ist und zu keinerlei Verschmutzung der umliegenden Teile führen kann.
Die Hubbegrenzung kann auch durch andere Anschlagteile, z.B. an dem Führungsrohr, gewährleistet werden.
Um auch radiale Formänderungen des hohlzylindrischen Körpers im Bereich der radial nach innen ragenden Falte zu vermeiden, ist es vorteilhaft, der oder jeder Falte im Bereich ihres nach innen weisenden Kammes einen starren Stützring zuzuordnen.
Es kann vor allem auch besonders günstig sein, wenn man den Kamm der Falte schraubenförmig verlaufen läßt. In diesem Fall kann dem Kamm als Stützelement ein sich schraubenförmig erstreckendes und nur axial zusammendrückbares Federelement zugeordnet sein, das zugleich zur axialen Vorspannung des hohlzylin-
drischen Körpers 15 dient. Dieser braucht dann selbst nicht formelastisch zu sein, wenn er nur aus ausreichend flexiblem Material besteht.
Auf das austrittsseitige Rückschlagventil 25 kann auch unter bestimmten Voraussetzungen verzichtet werden.
Zum Ersatz des Rückschlagventils ist der das Pumpenvolumen umschließende Raum austrittseitig mit einem Auslaßstutzen versehen, der mit dem Pumpenvolumen in freier Verbindung steht. Die lichte Weite und die Länge dieses Auslaßstutzens sind so bemessen, daß die innere Reibung und die Oberflächenspannung des Konzentrats in dem Auslaßstutzen ausreichen, die Konzentratsäule bei unverändertem und bei sich vergrößerndem Pumpenvolumen axial unverändert im Auslaßstutzen festzuhalten. Der Zustand des unveränderten Pumpenvolumens ist der, bei dem das eintrittsseitige Rückschlagventil geschlossen ist. Bei sich vergrößerndem Pumpenvolumen wird aus dem Behälter Konzentrat in das Pumpenvolumen angesaugt.
Bei praktischen Ausführungsformen der Vorrichtung in dieser weitergebildeten Art betrug die innere lichte Weite des Pumpenvolumens zwischen 8 und 12 mm. Die Hublänge konnte zwischen 1 und 2 mm eingestellt werden. Die Hubfrequenz betrug 50 Hz, konnte aber zwischen 10 Hz und 100 Hz ohne Störung des Betriebes verändert werden. Es wurden Flüssigkeiten mit Viskositäten zwischen 1 bis 100 Einheiten (Centipoise) getestet. Das eintrittsseitige Rückschlagventil besaß als Durchtrittsöffnungen
ο i ο ι b5U
im Halbkreis liegende Schlitze, die von dem Ventilplättchen abgedeckt werden konnten. Es wurde festgestellt, daß bei einer Länge des das Austrittsventil ersetzenden Auslaßstutzens zwischen 10 und 40 mm und einer lichten Weite dieses Stutzens zwischen 1 und 3 mm kein Austropfen des Konzentrats zu befürchten war.
Ohne die korsettartige Abstützung des Balges treten unregelmäßige, die Dosiergenauigkeit beeinträchtigende Auswölbungen an dem Balg auf. Mit der neuen korsettartigen Abstützung konnten dagegen volumenmäßig Toleranzen von kaum meßbarer Größe eingehalten werden.
Eine Abwandlung der das Pumpenvolumen bestimmenden Teile ist in Fig. 3 gezeigt. In das zylindrische Gehäuse 40, das mit seinem oberen Ende an den Behälter für das Konzentrat anschließbar ist, ist eine obere Buchse 42 eingesetzt, die an ihrem oberen Ende einen nach außen ragenden Flansch aufweist. Eine entsprechende untere Buchse 43 ist im unteren Ende des Gehäuses 40 vorgesehen und mit einem den Auslaßstutzen 49 aufweisenden Deckel fest verbunden. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß die untere Buchse 43 mit Spiel in dem unteren Ende des Gehäuses 40 gleiten kann. Auch die untere Buchse 43 weist einen nach außen ragenden Flansch auf. Zwischen dem unteren Abschnitt des Gehäuses 40 und den beiden etwa in Fluchtung miteinander liegenden Stutzen 42 und 43, die aus starrem Material, z.B. Kunststoff, hergestellt sind, ist ein Ringraum 47 vorgesehen. In diesem Ringraum ist
eine Spreizfeder oder Vorspannfeder 48 angeordnet, die sich mit ihren beiden Enden an den Planschen der Buchsen 42 und 43 abstützt und die beiden Buchsen in der in Pig. 3 wiedergegebenen Spreizstellung zu halten sucht. Bei der dargestellten Ausführung ist der untere Stutzen mit einem Ankerring 45 verbunden, der durch die nicht dargestellte elektromagnetische Einrichtung so betätigt werden kann, daß der untere Stutzen 43 bis zur Anlage an den oberen Stutzen 42 zur Ausführung eines Pumphubes angehoben werden kann. Die einander zugewandten Enden der beiden Stutzen sind durch eine Faltenmembran 44 abdichtend aber im wesentlichen kräftefrei miteinander verbunden. In der Annäherungsstellung der beiden Stutzen 42, 43 schließt sich die Palte 44 praktisch vollständig.
Um zu verhindern daß in dem Ringraum 47 Druckluftkompressionen im Rhythmus der Pumphubbewegungen auftreten, ist der Ringraum 47 zur Außenatmosphäre über Schlitze oder Bohrungen 50 belüftet , wobei die öffnungen 50 mögliehst nahe der Endstellung des Pumphubes liegen sollen, um einen kurzen Weg für die durch die Veränderungen des Volumens des Ringraumes 47 bewegte Luft zu erhalten. Im oberen Planschbereich des Stutzens 42 ist das nicht dargestellte Einlaßventil für die Pumpenkammer vorgesehen,, das ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann. Die Hubbewegung des unteren Stutzens 43 ist durch den Doppelpfeil 46 angedeutet. Die Anordnung könnte auch so getroffen sein, daß beide Stutzen aufeinanderzu und voneinanderweg bewegt werden. Die dargestellte Aus-
ο ro
führung hat den Vorteil, daß in den Ringraum 47 kein Konzentrat eindringen kann. Der Stutzen 49 kann so ausgebildet sein, daß dem Auslaß des Pumpenvolumens kein Rückschlagventil zugeordnet zu werden braucht.
Es ist ersichtlich, daß eine solche Anordnung, die unabhängig von der elastischen Rückstellkraft eines Gummibalges arbeitet, auch nahezu pasteuse Medien dosieren kann, die mit der normal zur Verfügung stehenden Rückstellkraft eines formelastischen Körpers nicht mehr erzielt werden kann. In diesem Fall müssen die magnetischen Kräfte entsprechend aufgebaut werden. Analog ist dann auch die Federkraft bestimmbar.

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE
    i. R. DÖRING DSPL.-PHYS. DR. J. FRICKE
    BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN
    Ansprüche
    Verfahren zum Abgeben von viskosen Konzentraten veränderlicher Viskosität in genau dosierbaren Mengen von variablem Volumen, bei dem durch zyklische Änderung des Pumpvolumens eines Hohlkörpers aus flexiblem oder formelastischem Material über ein Rückschlagventil Konzentrat aus einem Spei- . cfoervolumen eines Behälters angesaugt und durch ein zweites Rückschlagventil abgabeseitig ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Pumpvolumen in Richtung seiner Längsachse zwischen Anschlägen zyklisch verändert wirdg und daß bei jeder Volumenverkleinerung der hohlzylindrische Körper gegen Formänderungen in radialer Richtung nach außen formschlüssig von außen abgestützt wirdο
    2. Verfahren nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet , daß der hohlzylindrische Körper in der dem größeren Ausgangsvolumen entsprechenden Form in axialer Richtung und in Richtung einer Vergrößerung des Pumpvolumens elastisch vorgespannt wird»
    ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 29 dadurch gekennzeichnet , daß die zyklische Änderung des
    Pumpvolumens mit der Netzfrequenz des elektrischen Stromnetzes durchgeführt wird.
    4. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem als Dosierpumpe ausgebildeten Abgabeabschnitt, der mit dem Speichervolumen eines Behälters, insbesondere eines Behälters zum Speichern, Transportieren und Abgeben des Konzentrats, verbindbar ist und mit seinem Abgabeende jeweils über ein in Abgaberichtung öffnendes Rückschlagventil verbunden ist, ein axial zusammendrückbares Pumpvolumen aufweist und in eine das Pumpvolumen steuernde Betätigungseinrichtung einfädelbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Pumpvolumen in einem hohlzylindrischen Körper (15) aus flexiblem oder formelastischem Material vorgesehen ist, dem ein den Körper axial zusammendrückendes Betätigungselement (7) zugeordnet ist, und daß ein hohlzylindrisches Gehäuse vorgesehen ist, welches den hohlzylindrischen Körper (15) wenigstens in der Phase der Volumenverkleinerung^ formhaltig von außen einschließt.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die starren Ventilkörper (8,20) der beiden Rückschlagventile (14,25) mit den Enden des hohlzylindrischen Körpers (15) fest verbunden und in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind und Wandabschnitte (10,21) aufweisen, die wenigstens in der Stellung größter
    axialer Annäherung den hohlzylindrischen Körper (15) von außen formhaltig umschließen.
    „ Vorrichtung nach Anspruch 2I oder 5 9 dadurch gekennzeichnet , daß die Wandabschnitte (10,21) der beiden Rückschlagventile (l4s25) zugleich den = veränderbaren - Begrenzungsansehlag für die Annäherungsbewegung der beiden Rückschlagventile bilden.
    7» Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 69 dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ventilkörper (20) unbeweglich mit einem die Rückschlagventile, das Betätitungselement und den hohlzylindrischen Körper verdeckt aufnehmenden Führungsrohr (6,26) verbunden ist, in dem der andere Ventilkörper (8) und das damit ver·= bundene Betätigungselement (7) axial verschiebbar geführt sind.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Einheit aus Ventilkörper (8) und Betätigungselement (7) in der Stellung des größeren Wertes des Pumpvolumens mit vorbestimmter Vorspannkraft in Richtung einer Vergrößerung des Pumpvolumens gegen einen Innen= anschlag (Innenschulter 35) des Führungsrohres (6S26) vorgespannt ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8S dadurch gekenn-
    ο i o i ο Ο υ
    zeichnet , daß der hohlzylindrische Körper (15) aus formelastischem Material besteht und unter axialer Zusammenpressung in der Ruhestellung zwischen den beiden Ventilkörpern (8,20) eingespannt ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungselement als Ringanker (7) ausgebildet und zusammen mit dem Ventilkörper (8) über eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung mit der Netzfrequenz zwischen 50 bis 60 Hz zyklisch in dem Führungsrohr bewegbar ist.
    11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der beweglichen Einheit ein diese unter Vorspannung in der Ausgangsstellung haltendes Federelement zugeordnet ist.
    12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verdickt ausgebildeten Enden (I6,l8) des hohlzylindrischen Körpers (15) aus formelastischem Material auf Umfangsabschnitte (11,19) der nabenförmigen Ventilkörper (8,20) abdichtend aufgezogen sind und der hohlzylindrische Körper (15) wenigstens eine radial nach innen vorspringende Falte (17) aufweist.
    13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,, daß die Rückschlagventile pilzförmige Elemente (l4325) aus elastisch verformbarem Material sindfl die druckknopfartig in eine zentrale Bohrung der aus Kunststoff bestehenden nabenförmigen Ventilkörper (8s20) einsetzbar sind=,
    14„ Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 15a dadurch gekennzeichnet,» daß das Führungsrohr aus einem Führungsabschnitt (6) und einem,, einen stutzenförraigen Auslauf (27) aufweisenden Stirndeckel (26) besteht9 die über den Kunststoffkörper des gestellfesten Rückschlagventils (20) vereinigt sind=
    15« Vorrichtung .nach einem der Ansprüche 12 bis 142 dadurch gekennzeichnet s daß die oder jede nach innen vorspringende Falte (17) gegen radiale Verformung durch ein starres ringförmiges Stützelement ge= halten ist»
    ο Vorrichtung nach Anspruch 15 D dadurch gekennzeichnet s daß der Kamm der nach innen vorspringenden Falte (17) des hohlzylindrischen Körpers (15) aus lediglich flexiblem oder aus formelastisehern Material schrauben= förmig verläuft und als Stützelement eine in den Kamm fest eingebettete axial nachgiebige Schraubenfeder vorgesehen ist»
    17= Vorrichtung nach Anspruch ^2 dadurch gekenn-
    zeichnet , daß das Pumpenvolumen austrittsseitig statt über ein austrittsseitiges Rückschlagventil mit einem Auslaßstutzen von einer solchen lichten Weite und einer solchen Länge in freier Verbindung steht, daß die innere Reibung und die Oberflächenspannung des Konzentrats in dem Auslaßstutzen ausreichen, die Konzentratssäule bei unverändertem (eintrittsseitiges Rückschlagventil geschlossen) und bei sich vergrößerndem Pumpenvolumen (Saughub ) axial unverändert im Auslaßstutzen festzuhalten.
    18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenvolumen durch zwei hohle starre Stutzen (42,43) und eine deren einander zugewandten Stirnenden miteinander verbindendeRingfalte (44) aus flexiblem Material begrenzt ist, und in dem Ringraum (47) zwischen dem Pumpenvolumen und dem hohlzylindrischen Gehäuse (40) eine Schraubenfeder (48) angeordnet ist, deren Enden sich an Flanschen der voneinander abgewandten Enden der Stutzen (42 und 43) abstützen.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Ringraum mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehende Belüftungsöffnungen (50) münden.
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