DE69118874T2

DE69118874T2 - Misch- und abgabevorrichtung für flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69118874T2
Application number: DE69118874T
Authority: DE
Inventors: Duane Farling; Gary Smith
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2011-12-07
Also published as: US5083872A; JPH05505144A; WO1992010281A1; EP0515671A1; DE69118874D1; EP0515671B1

Description

Die Erfindung bezieht sich ein Flüssigkeitsmisch- und abgabesystem zur Herstellung und Abgabe einer Mischung von Flüssigkeiten, deren Mengen in einem vorbestimmten erwünschten Verhältnis zueinander stehen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Lösungs und Abgabesystem für Emulsionen zur Herstellung einer Charge einer fotografischen Emulsion mit vorbestimmtem Mengenmischungsverhältnis der Bestandteile, wobei jeder Bestandteil der Emulsion in einer vorbestimmten Konzentration vorliegt, zum Zweck der Aufbringung einer Probe einer bestimmten Menge als Testbeschichtung auf ein Substrat.
Systeme zum Mischen von Flüssigkeiten, zum Beispiel chemischen Suspensionen oder Lösungen, mit denen eine Mischung hergestellt werden soll, deren Flüssigkeiten in einem vorbestimmten Mengenverhältnis zueinander stehen, sind bereits bekannt. Dabei werden zur Steuerung der entsprechenden Flüssigkeitsmengen und der Eigenschaften der Mischung die betreffenden Flüssigkeiten nacheinander in einer bestimmten Reihenfolge mittels Dosierpumpen zugegeben. Insbesondere wird eine erste Flüssigkeit als kontinuierlicher Strom mittels ihrer Dosierpumpe einem ersten Mischer zugeführt, dem eine zweite Flüssigkeit mittels ihrer Dosierpumpe zugegeben wird, wonach die beiden Flüssigkeiten als Mischung zum nächsten Mischer strömen, in dem die nächste Flüssigkeit mittels ihrer Dosierpumpe zugeführt wird, usw., bis alle Flüssigkeiten nacheinander zu einem kontinuierlichen Strom vereint sind.
US-A-4.305.669 zeigt ein gas- oder luftfreies geschlossenes, mit Flüssigkeit gefülltes System, das aufeinanderfolgende Kreise für das kontinuierliche Mischen der einzelnen Flüssigkeiten umfaßt, wobei diese in einer kritischen Reihenfolge an aufeinanderfolgenden Punkten des Kreises mittels Dosierpumpen in den Flüssigkeitsstrom eingeführt werden.
US-A-3.655.166 zeigt eine mit Flüssigkeit gefüllte Säule, die zur Herstellung einer fotografischen Emulsion durch normalerweise geschlossene, durch den Strömungsdruck zu öffnende Ventile in aufeinanderfolgende Mischbereiche unterteilt ist. Gelatine-, Natriumbromid- und Silbernitratlösungen werden jeweils in kritischer Reihenfolge mittels Dosierpumpen aufeinanderfolgen Mischbereichen zugeführt, wo sie kontinuierlich gemischt werden, und strömen dann intermittierend durch die Ventile aufwärts, wobei die Mischung oben aus der Säule austritt.
US-A-7.779.518 beschreibt eine Mischanordnung für die Herstellung einer fotografischen Emulsion, bei der die einzelnen Flüssigkeiten nacheinander mittels Dosierpumpen aufeinanderfolgenden Mischbereichen zum kontinuierlichen Mischen zugeführt werden.
US-A-4.241.023 und 4.334.884 zeigen gemeinsam eine Mischanordnung für die Herstellung einer fotografischen Emulsion, bei der die einzelnen Flüssigkeiten nacheinander mittels Dosierpumpen aufeinanderfolgenden Mischbereichen zum kontinuierlichen Mischen zugeführt werden, wobei der Flüssigkeitsstrom jedoch zwischen den Mischzonen reift.
Diese bekannten Systeme betreffen die Herstellung von Flüssigkeitsmischungen, bei denen ein wiederholtes Umpumpen mittels Dosierpumpen erforderlich ist, um die Flüssigkeiten nacheinander kontinuierlich in den Flüssigkeitsstrom einzuführen und den Strom abwärts zu führen. Ein solches wiederholtes Umpumpen erzeugt jedoch eine ungleichmäßige, pulsierende Strömung, ungleichmäßige Volumenströme der dosierten Flüssigkeit und eine Mischung, deren Flüssigkeiten kein präzise vorbestimmtes Mengenverhältnis zueinander aufweisen. Da jede Flüssigkeit mit einer präzisen Strömungsgeschwindigkeit relativ zu den anderen dosiert zugegeben werden muß, damit die in der Mischung enthaltenen Flüssigkeiten präzise das vorbestimmte Mengenverhältnis zueinander aufweisen, ist diese Ungleichmäßigkeit nicht erwünscht.
Diese bekannten Systeme sind für das gleichmäßige Zusammenführen einer Vielzahl von Flüssigkeiten zu einer Mischung, bei der die Flüssigkeiten zueinander ein präzise vorbestimmtes Mengenverhältnis aufweisen, und zur Abgabe der Flüssigkeit über eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung in Chargen, nicht kontinuierlich, nicht geeignet.
Es besteht ein Bedarf an einem Misch- und Abgabesystem zum gleichzeitigen Zusammenführen einer Vielzahl von Flüssigkeiten zu einer Mischung, bei der die Flüssigkeitsmengen zueinander in einem präzise vorbestimmten Verhältnis vorliegen und bei der die Flüssigkeitsmischung chargenweise über eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung abgegeben werden kann. Insbesondere ist es erwünscht, über ein Emulsionslösungs- und Zuführsystem für die Herstellung einer Charge einer fotografischen Emulsion mit vorbestimmtem Mengenmischungsverhältnis zu verfügen, das eine bestimmte Probenmenge der Charge zum Aufbringen als Testbeschichtung auf ein Substrat abgeben kann.
Die Erfindung löst die vorgenannten Probleme dadurch, daß sie ein Flüssigkeitsmisch- und -abgabesystem, einschließlich einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum gleichzeitigen Zusammenführen einer Vielzahl von Flüssigkeiten, zur Herstellung einer Charge einer Mischung bereitstellt, in der die jeweiligen Flüssigkeitsmengen präzise in einem vorbestimmten Mengenverhältnis zueinander stehen und die über eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung abgegeben wird.
Das System sieht statt des kontinuierlichen Betriebes einen chargenweisen Betrieb vor und umfaßt insbesondere ein Emulsionslösungs- und ein Abgabesystem zur Herstellung einer relativ kleinen Charge einer fotografischen Emulsion in vorbestimmter Menge für die Abgabe einer Chargenprobe einer bestimmten Menge zum Aufbringen einer Testbeschichtung auf ein Substrat.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 mit einem Strömungssystem, das eine Versorgungsleitung, mehrere Flüssigkeitszuführmodule, einen einschaltbaren Mixer zum Mischen der zugeführten Flüssigkeiten in einer Mischleitung zwischen Zufluß und Abfluß des Mixers, eine Abgabevorrichtung und eine Förderleitung aufweist. Die Förderleitung verbindet den Mixerausgang mit der Abgabevorrichtung, so daß sie vom Mixer die hergestellte Flüssigkeitsmischung aufnimmt und an die Abgabevorrichtung zur Abgabe weiterleitet. Die Module weisen jeweils Mittel für die Zufuhr jeweils einer der Flüssigkeiten, eine Kolben/Zylindereinheit mit einem Zufluß und einem Abfluß, Antriebsmittel zum wahlweisen Bewegen des Kolbens relativ zum Zylinder zwischen Endstellungen oder in eine vorbestimmte Zwischenstellung im Zylinder zwischen den Endstellungen sowie eine Röhre mit einem zwischen ihren gegenüberliegenden Enden vorgegebenen inneren Volumen auf. Die Kolben/Zylinder-Einheit weist ein vorbestimmtes Maximalvolumen auf, das bei Bewegung des Kolbens von einer Endstellung zur anderen verdrängt wird. Das Innenvolumen der Röhre ist mindestens so groß, vorzugsweise wesentlich größer, als das vom Kolben der Kolben/Zylinder-Einheit maximal verdrängte Zylindervolumen. Eines der Röhrenenden ist mit dem Zufluß und Abfluß verbunden. Die Module umfassen ferner jeweils ein Hauptventil zur Verbindung des Zuflusses und des Abflusses ihrer jeweiligen Kolben/Zylinder-Einheit mit der Versorgungsleitung sowie ein wechselseitig betätigbares Strömungsventil zur wahlweisen Verbindung des anderen Röhrenendes entweder mit den Flüssigkeitszuführmitteln oder dem Mixereingang. Zweckmäßigerweise ist das eine Ende der Röhre über ein Hilfsventil mit dem Zufluß und Abfluß verbunden.
Insbesondere bestehen die Antriebsmittel jeweils aus einem individuell und wahlweise betätigbaren Schrittmotor mit veränderlicher Drehzahl, die Röhren sind jeweils Kapillarröhren, die wechselseitig betätigbaren Strömungsventile sind über eine Kapillarspeiseleitung mit dem Mixereingang verbindbar und die Förderleitung ist eine Kapillarförderleitung.
Zur selektiven und individuellen Steuerung des Antriebs der einzelnen Antriebsmittel, der Betätigung der einzelnen Ventile und des Einschaltens des Mixers können Steuerungen vorgesehen werden.
Zum Überführen der Abgabevorrichtung von einer inaktiven in eine aktive Stellung, in der die Flüssigkeitsmischung von der Flüssigkeitsabgabevorrichtung abgegeben wird, können zum Beispiel durch die Steuermittel gesteuerte Verschiebemittel vorgesehen sein.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren gemäß Anspruch 15.
Die Spülflüssigkeit wird dem Mixer vorteilhafterweise mit einer wählbaren Abgaberate zugeführt, so daß die Abgabe der Mischung aus der Abgabevorrichtung mit dieser Abgaberate erfolgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Steuerungssystems für den Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sind. Einige Teile sind zum besseren Verständnis der Zeichnungen in der Größe übertrieben dargestellt.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist mit Nutzen zum Mischen verschiedener Flüssigkeiten einsetzbar. Zum Beispiel eignet sich die Vorrichtung 1 zum Mischen von bis zu fünf verschiedenen zumischbaren Flüssigkeiten, die über fünf Flüssigkeitszuführmodule A, B, C, D und E so zugemischt werden, daß man eine Mischung zur Abgabe als Beschichtung für ein Substrat (bandförmiges Material 28) erhält.
Die Vorrichtung 1 umfaßt eine Versorgungsleitung 2 mit Zweigleitungen 2a, 2b, 2c, 2d und 2e, Hauptventile (erste Ventile) 3a, 3b, 3c, 3d und 3e, Einlässe und Auslässe (Abzweigleitungen) 4a, 4b, 4c, 4d und 4e, Zylinder 5a, 5b, 5c, 5d und 5e mit maximalen Kolbenverdrängungsvolumina Va, Vb, Vc, Vd und Ve, Kolben 6a, 6b, 6c, 6d, und 6e mit Kolbenstangen 7a, 7b, 7c, 7d und 7e, Motoren 8a, 8b, 8c, 8d und 8e, Hilfsventile (zweite Ventile) 9a, 9b, 9c, 9d und 9e, Dosierröhren 11a, 11b, 11c, 11d und 11e mit Schleifen La, Lb, Lc, Ld und Le und Zuflußenden 10a, 10b, 10c, 10d und be und Abflußenden 12a, 12b, 12c, 12d und 12e, wechselseitig betätigbare Mehrwegeventile (dritte Ventile) 13a, 13b, 13c, 13d, 13e mit Röhrenanschlüssen 14a, 14b, 14c, 14d und 14e, Ansauganschlüssen (Zuführanschlüssen) 15a, 15b, 15c, 15d und 15e und Austrittsanschlüssen (Speiseleitungsanschlüssen) 18a, 18b, 18c, 18d und 18e, Abzugsleitungen 16a, 16b, 16c, 16d und 16e für Flüssigkeitsvorräte 17a, 17b, 17c, 17d und 17e und speziell zugewiesene Leitungen (Speiseleitungen) 19a, 19b, 19c, 19d und 19e. Außerdem umfaßt die Vorrichtung 1 einen Mixer 21 mit einem Eingang 20, einem Ausgang 22 und einem internen Strömungsweg 21a, einer Förderleitung 23, einer Abgabevorrichtung 24 mit einem Zufluß 25a, einer Ablaßtülle 25b und einer internen Leitung 24a sowie eine Verschiebeeinrichtung 26 zum Verschieben der Abgabevorrichtung 24 in den durch den Pfeil 27 gekennzeichneten Richtungen zwischen einer Leerstellung (inaktiven Stellung) 27a und einer Abgabestellung (aktiven Stellung) 27b, in der sie sich oberhalb eines Substrats (bandförmigen Materials) 28 befindet, das an der aktiven Position 27b positioniert ist und mittels einer sich in Richtung des Pfeils 30 drehenden Rolle 29 bewegt wird. Des weiteren umfaßt die Vorrichtung 1 eine Wasserleitung 31, ein Wasserventil 32, eine Entlüftungsleitung 33, ein Entlüftungsventil 34, eine Rückstromleitung 35 mit einem oberen Ende 35a und einem unteren Ende 35b, ein Rückstromventil 36 und einen zusätzlichen Rückstromanschluß 37 im dritten Ventil 13a.
Die Vorrichtung 1 eignet sich zur schnellen Herstellung individueller Testchargen von Mischungen chemischer Flüssigkeiten, bei denen die in jeder charge der Mischung enthaltenen Mengen der Flüssigkeiten zueinander präzise ein gewünschtes vorbestimmtes Verhältnis aufweisen, zum Aufbringen einer Probe einer bestimmten Menge der Mischung als Testbeschichtung auf ein bewegtes Bandmaterial.
Da fotografische Mischungen chemischer Flüssigkeiten normalerweise lichtempfindlich sind, sieht die Vorrichtung 1 den Einsatz im Dunkeln vor. Die Vorrichtung (das System) 1 arbeitet als geschlossenes Strömungssystem, in dem die Flüssigkeitsmischung unter nahezu vollkommener Abwesenheit von Gasen hergestellt wird. Im Sinne dieser Beschreibung ist unter Herstellung der Flüssigkeitsmischung im geschlossenen Strömungssystem der Vorrichtung 1 unter nahezu vollkommener Abwesenheit von "Gasen" die nahezu vollkommene Abwesenheit von Luft und/oder anderen Gasen zu verstehen, die eventuell ursprünglich im geschlossenen Strömungssystem vorhanden waren oder mit einer Flüssigkeit eingetragen wurden, die dem System vor dem Einrichten für den gewünschten Misch- und Abgabetrieb, d.h. für einen Testlauf, von einem oder mehren Flüssigkeitsvorräten zugeführt wurden.
Für den Betrieb der Vorrichtung 1 sind eine Reihe von Schritten zur Durchführung eines Vorbereitungslaufs und eines Testlaufs erforderlich, wobei einige dieser Schritte je nach dem allgemeinen Zustand des geschlossenen Systems und den vorbestimmten Mengen der Zumischflüssigkeiten im Verhältnis zur Maximalkapazität der Module A bis E wahlweise ausgeführt werden können.
Diese Schritte umfassen einen Spülvorgang, einen Vorbereitungslauf, einschließlich eines Abzugs- und Entleerungsvorgangs, einen Füllvorgang, einen Mischvorgang und einen Spülvorgang. Der Spülvorgang besteht aus einem optionalen vorbereitenden Schritt, in dem eine weitere Menge der Zumischflüssigkeit eines der Module als Spülflüssigkeit zugeführt wird, einem Einstell- oder Rückzugsschritt und einem Schritt, in dem die Abgabevorrichtung verschoben und die Mischung abgegeben wird.
Die Versorgungsleitung 2 der Vorrichtung 1 weist Zweigleitungen 2a, 2b, 2c, 2d und 2e zur Versorgung der fünf Flüssigkeitszuführmodule A, B, C, D und E auf, deren zugehörige Komponenten sich im wesentlichen entsprechen.
Die Zweigleitungen 2a bis 2e sind über entsprechende Hauptventile (erste Ventile) 3a, 3b, 4c, 3d und 3e der Module A bis E mit oberen Enden der entsprechenden Zuflüsse und Abflüsse (Abzweigleitungen 4a, 4b, 4c, 4d und 4e an den jeweiligen oberen Enden der zugehörigen stehenden Zylinder 5a, 5b, 5c, 5d und 5e verbunden, in deren jeweiligen Kammern Kolben 6a, 6b, 6c, 6d und 6e aufgenommen sind. Die Kolben 6a bis 6e sind mit jeweils zugeordneten Kolbenstangen 7a, 7b, 7c, 7d und 7e verbunden, die sich durch die unteren Enden der Zylinder 5a bis 5e abwärts erstrecken.
Die Kolben 6a bis 6e werden von zugehörigen, an den unteren Enden der Zylinder befindlichen Motoren 8a, 8b, 8c, 8d und 8e der Module A bis E zwischen den sich gegenüberliegenden oberen und unteren Enden der Zylinder 5a bis 5e hin- und herbewegt. Die Motoren 8a bis 8e sind über konventionelle (nicht dargestellte) Schneckentriebe mit den zugehörigen Kolbenstangen 7a bis 7e gekoppelt.
Bei Einschalten der Motoren 8a bis 8e werden die zugehörigen Kolben 6a bis 6e einzeln und unabhängig voneinander in den zugehörigen Zylindern 5a bis 5e zwischen einer unteren, Füll-Endstellung (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt) und einer oberen Leer-Endstellung (in Fig. 1 voll ausgezogen dargestellt) oder präzise in eine gewünschte Zwischenstellung zwischen den Endstellungen bewegt.
Die unteren Enden der Abzweigleitungen 4a bis 4e sind über die zugehörigen Hilfsventile (zweiten Ventile) 9a, 9b, 9c, 9d und 9e der Module A bis E mit den Zuflußenden 10a bis 10e der jeweils zugeordneten Dosierröhren 11a, 11b, 11c, 11d und 11e verbunden. Die Abflußenden 12a, 12b, 12c, 12d und 12e der Dosierröhren 11a bis 11e sind mit entsprechenden Anschlüssen 14a, 14b, 14c, 14d und 14e der zugehörigen wechselseitigbetätigbaren Mehrwege-Strömungsventile (dritten Ventile) 13a, 13b, 13c, 13d und 13e verbunden.
Die Ansaugöffnungen (Zuführöffnungen) 15a, 15b, 15c, 15d und ise der dritten Ventile 13a bis 13e sind mit zugeordneten Abzugsleitungen 16a, 16b, 16c, 16d und 16e der Module A bis E verbunden, deren freiliegende untere Enden in entsprechende Flüssigkeitsvorräte 17a, 17b, 17c, 17d und 17e, zum Beispiel offene Behälter mit den zuzumischenden Flüssigkeiten, eingeführt sind.
Die Austrittsöffnungen (Speiseleitungsanschlüsse) 18a, 18b, 18c, 18d und 18e der dritten Ventile 13a bis 13e sind jeweils mit den zugewiesenen Leitungen (Speiseleitungen) 19a, 19b, 19c, 19d und 19e der Module A bis E verbunden, die ihrerseits mit einer in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Sammelleitung am Eintritt 20 eines den Modulen A bis E nachgeschalteten Mixers 21 verbunden sind.
Die ersten Ventile 3a bis 3e und die zweiten Ventile 9a bis 9e sind Öffnungs/Schließventile. Die ersten Ventile 3a bis 3e und die zweiten Ventile 9a bis 9e sind normalerweise offen. Bei den dritten Ventilen 13a bis 13e handelt es sich dagegen um ständig offene Verstellventile. In einer Stellung (einer Ansaugstellung) verbinden die dritten Ventile 13a bis 13e die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e und sperren die Speiseleitungsanschlüsse 18a bis 18e gegenüber den Röhrenanschlüssen 14a bis 14e ab. In der anderen Stellung (einer Austrittsstellung) verbinden die dritten Ventile 13a bis 13e die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e und sperren die Zuführanschlüsse 15a bis 15e gegenüber den Röhrenanschlüssen 14a bis 14e ab.
Bei dem Mixer 21 (einschließlich des Sammelleitungseintritts 20) handelt es sich um einen Mixer mit geschlossenem Strömungssystem mit einem vorbestimmten kleinen Innenvolumen von zum Beispiel 15 cm³. In einer internen Strömungsbahn 21a (in Fig. 1 schematisch durch parallele gestrichelte Linien dargestellt), die den Eintritt 20 mit einem Austritt 22 des Mixers 21 verbindet, ist eine (nicht dargestellte) kleine drehbare Scheibe oder ein ähnliches herkömmliches Mischelement angeordnet, das mittels eines (nicht dargestellten) Motors in herkömmlicher Weise zum Mischen von Flüssigkeiten betätigt werden kann.
Der Austritt 22 des Mixers 21 ist über eine flexible Förderleitung 23, bestehend aus einem Kunststoffschlauch in reichlicher&sub1; ein Durchhängen erlaubender Länge, mit einer Abgabevorrichtung 24 verbunden. Der Abgabevorrichtung 24 wird die Flüssigkeitsmischung von der Förderleitung 23 über einen Zufluß 25a zugeführt und kann über die Ablaßtülle 25b von der Abgabevorrichtung abgegeben werden. Der Zufluß 25a und die Ablaßtülle 25b sind über eine interne (gestrichelt dargestellte) Abgabeleitung 24a miteinander verbunden.
Die Förderleitung 23 weist ein vorbestimmtes inneres Volumen auf, das als Speichervolumen für einen Teil der im Mixer 21 hergestellten Flüssigkeitsmischung dient. Dieses Speichervolumen der Förderleitung 23 wird so gewählt, daß es größer ist als das Volumen der hergestellten Flüssigkeitsmischung, das von der Abgabevorrichtung 24 als Probe einer bestimmten Menge für die Testbeschichtung abgegeben werden soll.
Die Abgabevorrichtung 24 ist mit einer Verschiebeeinrichtung 26 verbunden, die sie in Richtung der Pfeile 27 zwischen einer Leerstellung (inaktiven Stellung) 27a und einer (gestrichelt dargestellten) Abgabestellung (aktiven Stellung) 27b hin- und herbewegt. Da die Förderleitung 23 flexibel und mit reichlich Überlänge vorgesehen ist, vollzieht sich die Hin- und Herbewegung der Abgabevorrichtung 24, ohne daß auf den Mixer 21 oder eine andere Komponente der Vorrichtung 1 Zug ausgeübt wird.
Wenn sich die Abgabevorrichtung 24 in ihrer aktiven Stellung 27b befindet, liegt sie oberhalb eines Bandmaterials 28, das in einer durch den Pfeil 30 angedeuteten selektiven Richtung von einer angetriebenen Stützrolle 29 bewegt wird. In der aktiven Stellung 27b dient die Abgabevorrichtung 24 dazu, über die Ablaßtülle 25b einen Teil der über die Förderleitung 23 zugeführten Testlauf-Flüssigkeitsmischung als Probe bestimmter Menge abzugeben und auf das Bandmaterial 28 als Testbeschichtung aufzubringen.
Nach der Beschichtung des Bandmaterials 28 mit der Probe bestimmter Menge kann das Band verschiedene Betriebsstufen, zum Beispiel Trocknungsstationen, usw., durchlaufen, bevor die Beschichtung nach einem bestimmten Testverfahren untersucht wird. Dieses Testverfahren ist nicht Gegenstand der Erfindung.
Bei der Abgabevorrichtung 24 kann es sich um eine herkömmliche Flachdüsen-Flüssigkeitsbeschichtungseinrichtung mit einem vorbestimmten Innenvolumen von zum Beispiel 1,2 cm³ handeln. Die Abgabeleitung 24a kann als (vom Zufluß 25a zur Tülle 25b stromabwärts führende) Bandleitung ausgeführt sein, die horizontal eine Länge (zum Beispiel 5 cm), die kürzer ist als die Breite des Bandmaterials 28 in Querrichtung, und eine Kapillarbreite (z.B. 2,54 10&supmin;&sup4; cm (0,0001 Zoll)) aufweist. Die Kapillarbreite der Abgabeleitung 24a ermöglicht es, in Abhängigkeit von der vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit des Bandmaterials und der vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit, mit der Mischung aus der Tülle 25b austritt, eine Beschichtung in der gewünschten Dicke auf das Bandmaterial 28 aufzubringen.
Die Tülle 25b besteht aus einem dem horizontalen Querschnitt der Abgabeleitung 24a entsprechenden, nach unten weisenden offenen Schlitz. Wenn die Abgabeleitung 24a im statischen Zustand mit Flüssigkeit gefüllt ist, bildet sich aufgrund der horizontalen Kapillarbreite durch die herrschenden Oberflächenspannung ein abwärts weisender, den offenen Schlitz der Tülle 25b überspannender Meniskus aus. Dieser verhindert, daß Flüssigkeit aus der Tülle 25b tropft.
Die Module A bis E umfassen jeweils die ersten Ventile 3a bis 3e, die Kolben/Zylinder-Einheiten der Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Zylinder 5a bis 5e und die Kolben 6a bis 6e mit den Kolbenstangen 7a bis 7e, die Motoren 8a bis 8e, die zweiten Ventile 9a bis 9e, die Dosierröhren 11a bis 11e, die dritten Ventile 13a bis 13e, die Abzugsleitungen 16a bis 16e für die Flüssigkeitsvorräte 17a bis 17e und die Speiseleitungen 19a bis 19e.
Die Module A bis E sind zwischen die jeweiligen oberen Zweigleitungen 2a bis 2e der Versorgungsleitung 2 und die nachgeschaltete Gruppe aus Mixer 21, Förderleitung 23 und Abgabevorrichtung 24 zwischengeschaltet, die zusammen vom Eintritt 20 des Mixers 21 bis zur Tülle 25b der Abgabevorrichtung 24 einen unteren geschlossenen Strömungsweg bilden.
Der Flüssigkeitsvorrat 17a kann aus einer Testprobe einer fotografischen Emulsion, zum Beispiel einer wässrigen Dispersion von Silberhalogenidkriställchen in Gelatine, bestehen. Der Flüssigkeitsvorrat 17b kann aus einem grenzflächenaktiven Stoff bestehen, der beim Auftragen der flüssigen Mischung als Beschichtung die Oberflächenspannung verringert. Der Flüssigkeitsvorrat 17c kann aus einem Härter bestehen, der zu einem späteren Zeitpunkt des Tests, d.h. nach dem Aufbringen der Beschichtung, für das Aushärten der Mischung sorgt. Bei dem Flüssigkeitsvorrat 17d kann es sich um eine wässrige Gelatinelösung zur Ergänzung des Gelatineanteus der Emulsion des Flüssigkeitsvorrats 17a handeln. Der Flüssigkeitsvorrat 17e kann aus destilliertem oder entionisiertem Wasser (zum Beispiel chemisch reinem Wasser) zur Verdünnung der anderen Bestandteile der hergestellten Mischung bestehen.
Die Flüssigkeiten der Flüssigkeitsvorräte 17a bis 17e weisen jeweils eine bekannte Konzentration auf. Insbesondere ist das Gewichts/Volumenverhältnis jedes Bestandteils jeder Flüssigkeit bekannt. Damit kann die gewünschte Menge jedes dieser Bestandteile in der Probe bestimmter Menge, die als Testbeschichtung abgegeben wird, dadurch vorbestimmt werden, daß die zugeführten Dosiermengen der für die Herstellung der Flüssigkeitscharge verwendeten Flüssigkeiten so gewählt werden, daß sich das den gewünschten Mengen dieser Bestandteile entsprechende Volumenverhältnis ergibt.
Die Zumischflüssigkeiten sind von einer Art, die es nicht erlaubt, sie im voraus zusammenzuführen, da dies das Testverfahren stören und zu unzuverlässigen und falschen Testergebnissen führen könnte. Zum Beispiel könnte der Härteranteil des Flüssigkeitsvorrats 17c zur vorzeitigen Alterung oder Aushärtung des Emulsionsanteils des Flüssigkeitsvorrats 17a und des Gelatineanteils des Flüssigkeitsvorrats 17d führen und verhindern, daß der Anteil des grenzflächenaktiven Stoffs des Flüssigkeitsvorrats 17d seine die Oberflächenspannung vermindernde Wirkung ordnungsgemäß in der Flüssigkeit entfalten kann. Auch die Eigenschaften der Emulsion des Flüssigkeitsvorrats 17a, die normalerweise die in einem gegebenen Testverfahren getesteten Variablen darstellen, können durch vorzeitiges Zumischen in unerwünschter Weise verändert werden.
An die Versorgungsleitung 2 ist über ein Wasserventil 32 eine Wasserleitung 31 zum Zuführen von Betriebswasser zur Versorgungsleitung 2 und über ein Entlüftungsventil 34 eine Entlüftungsleitung 33 angeschlossen, über die die Versorgungsleitung 2 an die Atmosphäre entlüftet wird. Die Wasserleitung 31 kann unter Druck stehendes, heißes, destilliertes oder entionisiertes Wasser, d.h. chemisch reines Wasser, zum Beispiel mit einer Temperatur von etwa 40ºC (104ºF) und einem Förderdruck von 1,38 10&sup5; Pa (20 psig) zuführen. Eine Rückstromleitung 35 ist mit einem oberen Ende 35a über ein Rückstromventil 36 an die Versorgungsleitung 2 und mit einem unteren Ende 35b mit einem zusätzlichen Rückstromanschluß 37 im dritten Ventil 13a verbunden.
Das Wasserventil 32, das Entlüftungsventil 34 und das Rückstromventil 36 sind, ebenso wie die ersten Ventile 3a bis 3e und die zweiten Ventile 9a bis 9e, Öffnungs/Schließventile. Das Wasserventil 32 und das Rückstromventu 36 sind normalerweise geschlossen, während das Entlüftungsventil 34 normalerweise offen ist.
Das dritte Ventil 13a ist insbesondere als Ventil mit zwei Verbindungsmöglichkeiten ausgebildet, das bei Verbindung des Röhrenanschlusses 14a mit dem Speiseleitungsanschluß 18a die Strömungsverbindung zwischen der Rückstromleitung 35 und dem Zuführanschluß 15a herstellt. Wenn das Ventil 13a den Röhrenanschluß 14a mit dem Zuführanschluß 15a verbindet, befindet sich der Rückstromanschluß 37 in seiner Nullstellung und ist gegenüber dem Zuführanschluß 15a abgesperrt.
Die Vorrichtung 1 ist so aufgebaut, daß die Versorgungsleitung 2, die Module A bis E und deren Komponenten (insbesondere die Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Dosierröhren ha bis 11e und die Speiseleitungen 19a bis 19e) sowie der Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 zusammen ein über die Ventile 3a bis 3e, 9a bis 9e, 13a bis 13e, 32, 34 und 36 gesteuertes geschlossenes Strömungssystem bilden. Das geschlossene Strömungssystem kann über die Wasserleitung 31 und/oder die Abzugsleitungen 16a bis 16e mit Flüssigkeiten versorgt werden, während Luft oder andere Gase über die obere Entlüftungsleitung 33 und die untere Tülle 25b abgeführt werden. Damit stellt die Vorrichtung 1 ein im wesentlichen geschlossenes System dar.
Die Ventile 3a bis 3e, 9a bis 9e, 13a bis 13e, 32, 34 und 36, die Zylinder 5a bis 5e, die Kolben 6a bis 6e, die Kolbenstangen 7a bis 7e, die Motoren 8a bis 8e, der Mixer 21, die Abgabevorrichtung 24, die Verschiebeeinrichtung 26, das Bandmaterial 28 und die Rolle 29 sind alle in bekannter Weise aufgebaut.
Bei den Ventilen 3a bis 3e, 9a bis 9e, 13a bis 13e, 32, 34 und 36 kann es sich um luftbetätigte Ventile handeln, die in bekannter Weise unabhängig voneinander betätigt werden können, zum Beispiel mit einer Schalt-Reaktionszeit von 4 Sekunden. Auch die Motoren 8a bis 8e sind in bekannter Weise aufgebaut und können unabhängig voneinander aktiviert werden, ebenso wie der Mixer 21 und die Verschiebeeinrichtung 26. Die Verschiebeeinrichtung 26 kann als druckluftbetätigte Kolben/Zylinder-Einheit ausgebildet sein, mittels derer die Abgabevorrichtung 24 zwischen zwei Stellungen 27a und 27b hin- und herbewegt werden kann.
Im Hinblick auf die prazise Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können insbesondere die fünf Zylindereinheiten 5a bis 5e sowie deren Kolben 6a bis 6e in bekannter Weise als kleine Standard-Spritzen ausgebildet sein. Die Motoren 8a bis 8e sind in bekannter Weise als einzeln und selektiv betätigbare Schrittmotoren mit veränderlicher Drehzahl ausgebildet. Bei den Schrittmotoren 8a bis 8e kann es sich um Kleinstschrittmotoren handeln, die mit 25.000 Schritten pro Umdrehung arbeiten und damit die Kolben 6a bis 6e in sehr kleinen, präzisen Bewegungseinheiten bewegen können.
Aus dem gleichen Grunde handelt es sich bei den Abzweigleitungen 4a bis 4e, den Dosierröhren 11a bis 11e und den Abzugsleitungen 16a bis 16e, den Speiseleitungen 19a bis 19e und der Förderleitung 23 um Kapillarröhren bzw. Kapillarleitungen mit einem Innendurchmesser von zum Beispiel etwa 1/16 Zoll (0,158 cm) bis 1/8 Zoll (0,317 cm). Auch die Rückstromleitung 37 kann als Kapillarleitung ausgebildet sein.
Bei diesen Größen weisen die Röhren oder Leitungen mit dem Innendurchmesser von 1/16 Zoll (0,158 cm) einen rechnerischen Strömungsquerschnitt von 0,003069 Zoll² (0,0198009 cm²) auf, während die Röhren oder Leitungen mit dem Innendurchmesser von 1/8 Zoll (0,317 cm) einen rechnerischen Strömungsquerschnitt von 0,0122766 Zoll² (0,0792047 cm²) haben.
Die Abzweig-Kapillarleitungen 4a bis 4e weisen eine nur geringe Größe und ein vernachlässigbares inneres Volumen (praktisch gleich Null) auf, d.h. sie dienen als Zylinderanschlußleitungen und reichen soeben aus, Strömungsverbindungen zwischen den jeweiligen Anschlüssen an den oberen Enden der Zylinder 5a bis 5b und den ersten Ventilen 3a bis 3b sowie zwischen diesen Anschlüssen und den zweiten Ventilen 9a bis 9e herzustellen. Zweckmäßigerweise werden die Längen der Kapillar-Speiseleitungen 19a bis 19e relativ kurz gewählt, und auch der Mixer 21 ist zweckmäßigerweise relativ klein.
Auf diese Weise werden die inneren Volumina dieser Komponenten minimiert, um so eine präzisere und empfindlichere Leistung der Vorrichtung 1 zu erhalten und den Verbrauch an Zumischflüssigkeiten bei der Herstellung der Mischungscharge zu verringern.
Die Länge der Kapillar-Förderleitung 23 wird zwar aus denselben Gründen zweckmäßigerweise auch so gering wie möglich gehalten, muß aber so ausreichend gewählt werden, daß das innere Speichervolumen einen reichlichen Teil der hergestellten Mischung aufnehmen kann, damit dieser später über die Tülle 25b als Probe bestimmter Menge und damit als Testbeschichtung auf das Bandmaterial 28 aufgebracht werden kann.
Aus den gleichen Gründen werden bei Bewegung der Kolben 6a bis 6e mittels der Schrittmotoren 8a bis 8e zwischen ihren Endstellungen in den Kammern der Zylinder, d.h. bei Bewegung der Kolben von einer ihrer Endstellungen in die andere innerhalb der Zylinder (Ausführung eines ganzen Hubes in einer Richtung), auch nur vergleichsweise geringe maximale Volumina Va, Vb, Vc, Vd bzw. Ve in den Zylindern 5a bis 5e verdrängt.
Zum Beispiel können die Zylinder 5a bis 5e bei einem entsprechenden vorbestimmten festen Volumenverhältnis von 1 (Va des Moduls A) zu 0,1 (Vb des Moduls B) zu 0,2 (Vc des Moduls C) zu 1 (Vd des Moduls D) zu 1 (Ve des Moduls e) maximale Verdrängungsvolumina Va bis Ve von 25 cm³, 2,5 cm³, 5 cm³, 25 cm³ und 25 cm³ aufweisen. Selbstverständlich sind die Zylinder 5a bis 5e weder auf diese speziellen Volumen noch auf das angegebene feste Verhältnis beschränkt. Die Zylinder 5a bis 5e können beliebige maximale Verdrängungsvolumen Va bis Ve aufweisen, mit dem jedes gewünschte vorbestimmte Volumenverhältnis erzielt wird, wenn ihre Kolben von einer Endstellung in die andere oder in eine Zwischenstellung zwischen ihren jeweiligen Endstellungen in ihren zugehörigen Zylindern bewegt werden.
Bei einer ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit sollte das Volumen Ve des Zylinders 5e des Moduls E groß genug sein, um ein weiteres Volumen zusätzlich zu dem aufnehmen zu können, das der Menge der vom Vorrat 17e zumischbaren Flüssigkeit - zum Beispiel Wasser - entspricht, die dem Mixer 21 von der Dosierröhre 11e zur Herstellung der Mischungscharge zugeführt wird, wie dies nachstehend noch im einzelnen erläutert wird. Dieses zusätzliche Volumen im Zylinder 5e sollte mindestens so groß sein wie die Probe der bestimmten Menge, die zur Herstellung der Testbeschichtung auf dem Bandmaterial 28 abgegeben wird. Dieses zusätzliche Volumen im Zylinder 5e ermöglicht es, dem Mixer 21 später eine gleiche überschüssige Menge dieser Zumischflüssigkeit (Wasser) von der Dosierröhre 11e als Spülflüssigkeit für die Abgabe der Probe einer bestimmten Menge auf das Bandmaterial 28 zuzuführen, wie dies weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird.
Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit sollte das Volumen Vd des Zylinders 5e groß genug sein, um ein weiteres Volumen zusätzlich zu dem aufnehmen zu können, das der Menge der Zumischflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat 17d, zum Beispiel wässrige Gelatinelösung, entspricht, die dem Mixer 21 von der Dosierröhre 11d aus zur Herstellung der Mischungscharge zugeführt wird, wie dies nachstehend noch im einzelnen besprochen wird. Auch dieses zusätzliche Volumen im Zylinder 5d sollte mindestens ebenso groß sein wie die Probe bestimmter Menge, die zur Herstellung der Beschichtung auf dem Bandmaterial 28 abgegeben wird. Wie in der ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit ermöglicht es dieses zusätzliche Volumen im Zylinder 5d auch bei dieser zweiten Ausführungsform, dem Mixer 21 später ein gleiches überschüssiges Volumen der Zumischflüssigkeit (Geiatinelösung) von der Dosierröhre 11d aus als Spülflüssigkeit zuzuführen, um die Probe einer bestimmten Menge auf das Bandmaterial 28 abzugeben.
Die Summe der maximalen Verdrängungsvolumina Va bis Ve der Module A bis E sollte größer sein als die Summe der inneren Volumina der Speiseleitungen 19a bis 19e, zuzüglich der inneren Volumina des Mixers 21, der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24. Dies gewährleistet, daß die zur Herstellung der Mischungscharge verwendeten Mengen der Zumischflüssigkeiten ausreichen, die Leitungen 19a bis 19e, den Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 zu füllen, vorzugsweise mit einem gewissen Überlauf der Mischung aus der Tülle 25b. Dies wiederum gewährleistet, daß die Probe bestimmter Menge, die auf das Bandmaterial 28 aufgebracht wird, frei von Luft oder Gas ist, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung weisen die Kapillardosierröhren 11a bis 11d zwischen ihren gegenüberliegenden Enden 10a bis 10e und 12a bis 12e innere Volumina auf, die mindestens ebenso groß, vorzugsweise im wesentlichen gleich groß sind wie die jeweiligen maximalen Verdrängungsvolumina Va bis Ve in den Zylindern 5a bis 5e der Module A bis E.
Um diese unterschiedlichen Volumina Va bis Ve in den verschiedenen Bereichen des geschlossenen Strömungssystems der Vorrichtung 1 berücksichtigen zu können, können die zugehörigen Dosierröhren 11a, 11d und 11e, die Abzugsleitungen 16a, 16d und 16e und die Speiseleitungen 19a, 19d und 19e der größeren Module A, D und E sowie die Förderleitung 23 einen kapillaren Innendurchmesser von 1/8 Zoll (0,317 cm) aufweisen. Desgleichen können die zugehörigen Dosierröhren 11b und 11c, die Abzugsleitungen 16b und 16c und die Speiseleitungen 19b und 19c der kleineren Module B und C einen kapillaren Innendurchmesser von 1/16 Zoll (0,158 cm) aufweisen. Die Rückstromleitung 35 des Moduls A kann ebenfalls den kapillaren Innendurchmesser von 1/8 Zoll (0,317 cm) haben.
Die Dosierröhren 11a bis 11e können jeweils zu mehreren Schleifen La, Lb, Lc, Ld und Le gewunden sein, um so die Länge der einzelnen Röhren, die erforderlich ist, um jeweils ein Innenvolumen zu erreichen, das mindestens dem maximalen Verdrängungsvolumen Va bis Ve des zugehörigen Zylinders 5a bis 5e entspricht, zu stauchen, d.h. in einem kompakten Raum unterzubringen.
Die Kolben 6a bis 6e sitzen derart in Zylindern 5a bis 5e, daß wenn die Kolben von ihrer unteren Füllstellung in ihre obere Leerstellung bewegt wurden, kein toter Raum besteht. Durch vertikale Anordnung der Zylinder 5a bis 5e derart, daß sich ihre Kapillarabzweigleitungen 4a bis 4e an ihren oberen Enden befinden, wird bei Bewegung der Kolben 6a bis 6e in ihre obere Stellung bei geschlossenen ersten Ventilen 3a bis 3e und geöffneten Ventilen 9a bis 9e zunächst in den Zylindern enthaltene Luft oder anderes Gas über die Abzweigleitungen mit extrem kleinem Volumen in die stromabwärts gelegenen Bereiche des geschlossenen Systems verdrängt. Die Luft oder das Gas wird dann in dem nachfolgend noch zu beschreibenden Spülschritt entfernt.
Bei Betrieb der Vorrichtung 1 in einem Testlauf (d.h. zur Herstellung einer charge, von der ein Teil als Probe bestimmter Menge auf das Bandmaterial abgegeben wird) ist das geschlossene Strömungssystem von der oberen Versorgungsleitung 2 bis zur unteren Tülle 25b&sub1; zuzüglich der Abzugsleitungen 16a bis 16e, immer mit Flüssigkeit gefüllt&sub1; so daß Luft oder Gas in keinem Teil des inneren Strömungsweges vorhanden ist.
Dies wird durch einen Spülvorgang im Rahmen eines Einrichtverfahrens erreicht, bei dem die Abgabevorrichtung 24 sich in ihrer inaktiven Stellung 27a befindet, der Mixer 21 abgeschaltet ist, die Kolben 6a bis 6e sich in ihren Zylindem 5a bis 5e in ihrer oberen Leersteilung befinden und der Flüssigkeitsvorrat 17a entfernt wurde (normalerweise wird nur dieser Flüssigkeitsvorrat zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen der Vorrichtung 1 ausgewechselt).
Zunächst werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der sie die Röhrenanschlüsse 14a, 14b, 14c, 14d und 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a, 18b, 18c, 18d und 18e und damit den Rückstromanschluß 37 mit dem Zuführanschluß isa verbinden. Das Entlüftungsventil 33 ist dann geschlossen, die ersten Ventile 3a bis 3e, die zweiten Ventile 9a bis 9e, das Rückstromventil 36 und das Wasserventil 32 sind geöffnet.
Jetzt kann Wasser (das als Betriebsflüssigkeit dient) unter Druck von der Wasserleitung 31 über die Versorgungsleitung 2 und die Zweigleitungen 2a bis 2e in jeweils getrenntem Strom durch die einzelnen Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Dosierröhren 11a bis 11e und die Speiseleitungen 19a bis 19e und dann in einem Strom durch den Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 fließen. Der Spülstrom tritt dann aus der Tülle 25b aus und wird in einen (nicht dargestellten) Abfluß geleitet. Außerdem fließt Wasser über die Versorgungsleitung 2 in einem weiteren Strom durch die Rückstromleitung 35, um die Abzugsleitung 16a von einer vorher darin vorhandenen Flüssigkeit, zum Beispiel einer fotografischen Emulsion, des Flüssigkeitsvorrats 17a zu reinigen. Der Spülstrom tritt aus dem freiliegenden unteren Ende der Abzugsleitung 16a aus und wird ebenfalls einem (nicht dargestellten) Abfluß zugeführt.
Dann werden die ersten Ventile 3a bis 3e, das Wasserventil 32 und das Rückstromventil 36 geschlossen, während die zweiten Ventile 9a bis 9e geöffnet bleiben. Das Entlüftungsventil 34 kann zum Ausgleich des Drucks in der Versorgungsleitung 2 und den Zweigleitungen 2a bis 2e, d.h. in den oberen Bereichen des Systems, geöffnet bleiben. Durch den Spülvorgang wird etwaige Luft oder etwaiges Gas dadurch aus dem geschlossenen Strömungssystem herausgespült, daß sie/es in dem aus der Tülle 25b austretenden Strom oder in dem aus dem unteren Ende der Abzugsleitung 16a austretenden Strom mitgeschleppt wird. Außerdem werden bei diesem Vorgang alle Bereiche des geschlossenen Systems mit Wasser als Systembetriebsflüssigkeit gefüllt.
Nach dem Spülvorgang werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der sie die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e verbinden, und die neue Testflüssigkeit wird im Flüssigkeitsvorrat 17a so eingestellt, daß das untere Ende der Abzugsleitung 16a in den neuen Flüssigkeitsvorrat 17a hineinragt.
Normalerweise befindet sich am unteren Ende der Abzugsleitung 16a ein (nicht dargesteiltes) Einmal-Filtereiement, das das Eindringen von verunreinigenden Partikeln (z.B. nicht gelöste Gelatinepartikel, Haare, Schmutzpartikel und dergleichen), die eventuell in der den Flüssigkeitsvorrat 17a bildenden fotografischen Emulsion vorhanden sein können, über die Abzugsleitung 16a in die Dosierröhre 18a verhindert. Da es sich bei dieser fotografischen Emulsion um eine wässrige Mischung (zum Beispiel eine Mischung, die Silberhalogenid und Gelatine in ausgewählten Mengen enthält) handelt, deren Rezeptur normalerweise für jeden Testlauf individuell aufgestellt wird, besteht die Gefahr des Einschlusses solcher verunreinigender Partikel in der Emulsion. Wenn sie nicht ausreichend gelöst oder warmgehalten werden, neigen manche Gelatinepartikel dazu, in der Emuision ungelöst zu bleiben (nicht zu schmelzen). Da andererseits die Flüssigkeiten der Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e normalerweise in chemisch reiner Form erhalten und zugeführt werden (zum Beispiel in Form vorformulierter, gefilterter und ausreichend gelöster organischer Lösungsmittel oder wässriger Lösungen grenzflächenaktiver Stoffe, Härter und Gelatine bzw. als Wasser vorliegen), unterliegen diese Vorräte im allgemeinen nicht der Gefahr des Einschlusses derartiger verunreinigender Partikel. Daher brauchen die Flüssigkeitsvorräte 17d bis 17e an den Abzugsleitungen 16b bis 16e normalerweise nicht gefiltert zu werden.
Das Filterelement an der Abzugsleitung 16a dient speziell dazu&sub1; solche verunreinigenden Partikel zu entfernen, die die kleinen Kapillarleitungen des geschlossenen Systems blockieren würden. Allerdings besteht die Gefahr, daß an der Oberfläche und in den eingeschlossenen Räumen des Futerelements Luft haftet, die über die Abzugsleitung 16a in das geschlossene System eingetragen werden könnte. Auch die Tatsache, daß das untere Ende der Abzugsleitung 16a während des Spülvorgangs der Luft ausgesetzt ist, birgt die Gefahr in sich, daß Luft über die Abzugsleitung 16a in das System eingetragen werden kann.
Da die Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e normalerweise zwischen zwei Arbeitsgängen nicht ausgewechselt und daher im Spülvorgang nicht durchgespült werden, tritt bei den Abzugsieitungen 16b bis 16e das Problem des Eintrags von Luft nicht auf. Wenn jedoch einer der Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e von einer der Abzugsleitungen 16b bis 16e entfernt wird, zum Beispiel um den Flüssigkeitsvorrat gegen einen anderen auszutauschen, kann durch die freiliegenden Abzugsleitungen Luft in die Vorrichtung 1 eingeführt werden.
Deshalb wird im Rahmen des Einrichtens der Vorrichtung 1 nach dem Spülvorgang die Vorrichtung 1 durch einen Vorbereitungslauf so vorbereitet, daß sichergestellt ist, daß etwaige Luft, die über eine der Abzugsleitungen 16a bis 16e eingetreten sein kann, vor Beginn des Testlaufs ebenfalls nach unten aus der Vorrichtung 1 abgeleitet wird. Die Abzugsleitungen 16a bis 16e sind während des Testlaufs immer mit den betreffenden Zumischflüssigkeiten der Flüssigkeitsvorräte 17a bis 17e gefüllt und völlig frei von Luft oder anderem Gas.
Da normalerweise nur die Abzugsleit ung 16a dem Spülvorgang unterzogen wird, ist sie mit Wasser als Betriebsflüssigkeit gefüllt, während die Abzugsleitungen 16b bis 16e mit den jeweiligen Zumischflüssigkeiten des vorherigen Arbeitsganges gefüllt bleiben. Wenn jedoch eine der Abzugsleitungen 16b bis 16e den Spülvorgang erfordert, wird ein zusätzlicher Spülvorgang ausgeführt. Dies geschieht in der Weise, daß der vorstehend beschriebene Spülvorgang wiederholt wird, nachdem zunächst die entsprechenden Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e von den Abzugsleitungen 16b bis 16e entfernt und die dritten Ventile 13b bis 13e in die Stellung gebracht wurden, in der die Röhrenanschlüsse 14b bis 14e je nach Fall mit den Zuführanschlüssen 15b bis ise verbunden sind. Der von der Wasserleitung 31 kommende Spülwasserstrom fließt über die Versorgungsleitung 2 und die Zweigleitungen 2b bis 2e jeweils durch die Dosierröhren 11b bis 11e und tritt aus den freiliegenden unteren Enden der Abzugsleit ungen 16b bis 16e aus, von wo aus er ebenfalls einem (nicht dargestellten) Abfluß zugeführt wird.
Nach Abschluß des zusätzlichen Spülvorgangs werden die entsprechend durchgespülten Abzugsleitungen 16b bis 16e ebenfalls mit Wasser als Betriebsflüssigkeit gefüllt. Die neuen Flüssigkeiten werden dann mittels der Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e so positioniert, daß die unteren Enden der Abzugsleitungen 16b bis 16e in die neuen Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17e hineinragen; anschließend wird der Vorbereitungslauf durchgeführt.
Zur Einleitung eines Vorbereitungslaufs wird die Vorrichtung 1 derart eingestellt, daß sich die Abgabevorrichtung 24 in der aktiven Stellung 24a befindet, der Mixer 21 ausgeschaltet ist, die ersten Ventile 3a bis 3e und das Rückstromventil 36 geschlossen sind, die Kolben 6a bis 6e ihre obere Leerstellung einnehmen, die zweiten Ventile 9a bis 9e geöffnet sind und die dritten Ventile 13a bis 13e sich in der Stellung befinden, in der sie die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbinden. Die vom Spülvorgang herrührende Betriebsflüssigkeit (z.B. chemisch reines Wasser) füllt die Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Dosierröhren 11a bis 11e, die Speiseleitungen 9a bis 9e, den Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24.
Da die zweiten Ventile 9a bis 9e normalerweise offen und die dritten Ventile 13a bis 13e ständig geöffnet sind (so daß die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e entweder mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e oder mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbunden sind), ist klar, daß bei Schließen der ersten Ventile 3a bis 3e nur Betriebsflüssigkeit von den Dosierröhren 11a bis 11e in die Zylinder 5a bis 5e eingeführt und während der Tätigkeit der Kolben 6a bis 6e von den Zylindern in die Röhren ausgestoßen wird.
Diese Füllmengen der Betriebsflüssigkeit, die höchstens den maximalen Verdrängungsvolumina Va bis Ve entsprechen, wirken als Ballast- oder Regelflüssigkeit. Diese Betriebsflüssigkeit fließt bei Betätigung oder Verschiebung der Kolben 6a bis 6e zwischen den gegenüberliegenden Enden der Zylinder oder in eine Zwischenstellung zwischen den Endstellungen im Zylinder wechselweise zwischen den Zylindern 5a bis 5e und den Dosierröhren 11a bis 11e hin und her.
Während die zweiten Ventile 9a bis 9e nur dazu dienen, die Zylinder 5a bis 5e gegenüber den Dosierröhren 11a bis 11e zur zweckmäßigen Strömungsregeiung, zum Beispiel bei der Wartung zwischen Zeiten normalen Betriebes, abzusperren, sind die ersten Ventile 3a bis 3e erforderlich, um die Zylinder 5a bis 5e während des normalen Betriebes der Vorrichtung 1 gegenüber den Zweigleitungen 2a bis 2a und der Versorgungsleitung 2 abzusperren. Und dies obwohl das Wasserventil 32, das Entlüftungsventil 34 und das Rückstromventil 36 geschlossen gehalten werden können. Würden die ersten Ventile 3a bis 3e offen bleiben, würde eine die Strömung störende unerwünschte Vermischung zwischen der sonst in den Zweigleitungen 2a bis 2e und der Versorgungsleitung 2 statischen Flüssigkeit und der dynamischen Betriebsflüssigkeit auftreten, die während der Betätigung der Kolben 6a bis 6e mit unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit zu den Dosierröhren 11a bis 11e und von diesen weg strömt. Diese unerwünschte Vermischung würde die erforderlichen präzisen und empfindlichen Ströme der Betriebsfiüssigkeit zwischen den Zylindern 5a bis 5e und den Dosierröhren 11a bis 11e beeinträchtigen.
Zur Einleitung des Vorbereitungslaufs werden die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e der Ventile 13a bis 13e mit den Zuführanschlüssen isa bis ise verbunden. Dann werden in einem Abzugsvorgang des Vorbereitungslaufs die Kolben 6a bis 6e gleichzeitig mit einer wählbaren Füllgeschwindigkeit in ihre unteren Füllstellungen bewegt. Durch die Füllbewegung der Kolben 6a bis 6e werden die Volumina Va bis Ve der Betriebsflüssigkeit durch hydraulische Saugwirkung aus den Dosierröhren 11a bis 11e in die Zylinder 5a bis 5e gezogen.
Außerdem werden durch diese Bewegung der Kolben 6a bis 6e gleichzeitig und ebenfalls durch hydraulische Saugwirkung entsprechende Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten ähnlich der Ansaugwirkung einer Pipette von den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e über die Abzugsleitungen 16a bis 16e in die Dosierröhren 11a bis 11e gesaugt. Da die Abzugsleitung 16a sowie alle anderen Abzugsleitungen 16b bis 16e, die eventuell gespült worden sind, zu Beginn des Vorbereitungslaufs Betriebsflüssigkeit enthalten, wird auch diese Betriebsflüssigkeit als Teil des Dosiervolumens, das dem betreffenden Volumen Va bis Ve entspricht, in die zugehörige Dosierröhre angesaugt. Da bei diesem Ansaugvorgang des Vorbereitungslaufs (d.h. beim Ansaugen der Zumischflüssigkeitsmengen aus den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e durch die Abzugsleitungen 16a bis 16e in die Dosierröhren 11a bis 11e) Luft in die Dosierröhren eingetragen werden kann und da die über die Abzugsleitungen, zumindest über die Abzugsleitung 16a, in die Dosierröhren eingesaugten Flüssigkeiten Betriebsflüssigkeit aus dem Spülvorgang enthalten, werden die Mengen dieser Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf nicht (für den Testlauf) verwendet.
Als nächstes werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der sie die Röhrenanschlüsse 14e bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbinden. Dann werden in einem Entleervorgang des Vorbereitungslaufs die Kolben 6a bis 6e gleichzeitig in ihre oberen Leerstellungen bewegt. Diese Entieerungsbewegung der Kolben 6a bis 6e bewirkt, daß die Betriebsflüssigkeit von den Zylindern 5a bis 5e in die Dosierröhren 11a bis 11e zurückfließt und damit die aus dem Vorbereitungslauf vorhandenen Mengen an Zumischflüssigkeit und die noch vorhandene Betriebsflüssigkeit aus dem Spülvorgang, die Luft enthalten kann, aus den Röhren entleert oder verdrängt und durch die Speiseleitungen 19a bis 19e, den abgeschalteten Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 abgeleitet werden.
Dadurch wird die Betriebsflüssigkeit (zum Beispiel Wasser), die zuvor in den Speiseleitungen, im Mixer, in der Förderleitung und in der Abgabevorrichtung enthalten war, verdrängt. Die Betriebsflüssigkeit tritt aus der Tülle 25b aus und verläßt das System. Da die Mengen zumischbarer Flüssigkeit aus dem Vorbereitungslauf unmittelbar hinter der Betriebsflüssigkeit durch die Vorrichtung 1 transportiert werden, treten auch sie über die Tülle 25b aus der Vorrichtung 1 aus. Zum Beispiel kann ein erster Teil dieser Flüssigkeiten zusammen mit der ausgespülten Betriebsflüssigkeit entleert werden, während ein restlicher Teil später durch den Zustrom der Dosiermengen zumischbarer Flüssigkeiten für den Testlauf entleert wird.
Jetzt ist die Vorrichtung 1 in den Abzweigleitungen 4a bis 4e und den Dosierröhren 11a bis 11e mit Betriebsflüssigkeit gefüllt, so daß Luft oder andere Gase aus diesen Leitungen und Röhren ausgeschlossen sind, während die einzelnen Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf (die Luft enthalten können) in den Speiseleitungen 19a bis 19e einzeln und im Mixer 21, der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 in wahlloser Mischung anstehen.
Jetzt kann der Testlauf durchgeführt werden. Zur Einleitung des Testlaufs werden die Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e verbunden sind. Als nächstes werden im Rahmen des Abzugsvorgangs des Testlaufs die Kolben 6a bis 6e gleichzeitig in ihre unteren Füllstellungen bewegt, so daß über jetzt flüssigkeitsgefüllte, luftfreie Abzugsleit ungen 16a bis 16e eine Testcharge, bestehend aus dosierten Mengen der zumeßbaren Flüssigkeiten aus den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e, in die Dosierröhren 11a bis 11e angesaugt wird. Diese Füllbewegung der Kolben 6a bis 6e während des Abzugsvorgangs des Testlaufs wird mit einer ausreichend geringen Strömungsgeschwindigkeit (zum Beispiel mit der halben Maximalgeschwindigkeit der Schrittmotoren) ausgeführt, um zu verhindern, daß sich in störender Weise ein vorübergehendes Vakuum ausbildet, wie dies der Fall sein könnte, wenn die Kolben mit höchster Geschwindigkeit des Schrittmotors angetrieben würden. Ein solches störendes Vakuum könnte bewirken, daß in den Röhren 11a bis 11e über die Abzugsleitungen 16a bis 16e der betreffenden Zumischflüssigkeiten eine ungebührliche (zu hohe) Saugwirkung entsteht, wodurch der gasfreie Austrag der Flüssigkeiten im geschlossenen System gestört werden könnte.
Dann werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbunden sind. Anschließend wird der Füllvorgang des Testlaufs durchgeführt.
Beim Füllvorgang des Testlaufs werden die Kolben 6a bis 6e gleichzeitig durch die Schrittmotoren 8a bis 8e mit wählbaren individuellen Geschwindigkeiten in ihre obere Leerstellung bewegt, wobei gleichzeitig die Speiseleitungen 19a bis 19e mit einem entsprechenden Volumenstrom ausschließlich der jeweiligen Zumischflüssigkeiten des Testlaufs von den Dosierröhren 11a bis 11e gefüllt werden. Durch diesen Fülivorgang des Testlaufs werden die Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf aus den Speiseleitungen 19a bis 19e entleert und als wahllose Mischung in den Mixer eingebracht, was zu einer weiteren Entleerung der unteren Bereiche des Strömungssystems über die Tülle 25b führt. Betriebsflüssigkeit aus dem Spülvorgang und Luft oder andere Gase, die durch den Vorbereitungslauf in das System eingetragen wurden und die vorher in den Dosierröhren 11a bis 11e, den Abzugsleitungen 16a bis 16e und/oder den Speiseleitungen 19a bis 19e vorhanden waren, sind nun stromabwärts der Speiseleitungen 19a bis 19e mit der wahllosen Mischung der Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf ausgetragen worden.
Das System ist jetzt bereit für den Mischvorgang des Testlaufs.
Zur Ausführung des Mischvorgangs des Testlaufs wird der Mixer 21 eingeschaltet, und die Kolben 6a bis 6e werden gleichzeitig mit ihren jeweiligen wählbaren, von den Schrittmotoren 8a bis 8e bestimmten Lösungsgeschwindigkeiten in ihre oberen Leerstellungen gebracht. Diese Entleerbewegung der Kolben 6a bis 6e bewirkt, daß die Betriebsflüssigkeitsmengen von den Zylindern 5a bis 5e mit den individuellen Volumenströmen, die durch die entsprechende individuelle Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung bestimmt werden, in die Dosierröhren 11a bis 11e zurückfließen. Die Volumentströme entsprechen exakt dem gewünschten vorbestimmten Mischungsverhältnis der Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten, die in der im Testlauf herzustellenden Probe mit vorbestimmtem Mengenmischverhäitnis eingehalten werden soll.
Während die Betriebsflüssigkeitsmengen von den Zylindern 5a bis 5e wieder in die Dosierröhren 11a bis 11e eintreten, verdrängen sie die Dosiermengen der Zumischflüssigkeit aus dem Testlauf gleichzeitig mit denselben individuellen Volumenströmen aus den Dosierröhren und führen sie über die Speiseleitungen 19a bis 19e mit eben diesen Volumenströmen dem Mixer 21 zu. Bei den ersten Teilen dieser Zumischflüssigkeiten aus dem Testlauf, die in den Mixer 21 eintreten, handelt es sich um jene in den Speiseleitungen 19a bis 19e befindlichen Teile der Füllmengen, die zuvor im Füllvorgang des Testlaufs den Speiseleitungen zugeführt worden waren. Diese Teile der Füllmengen treten also gleichzeitig mit dem Anlaufen der Schrittmotoren 8a bis 8e in den Mixer 21 ein. Die Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten des Testlaufs fließen in genau dem gewünschten vorbestimmten Mengenverhältnis, das ihren Volumenströmen entspricht, in den Mixer 21.
Dieser Zufluß der Dosiermengen der Zumischflüssigkeit des Testlaufs zum Mixer 21 verdrängt stromabwärts mit gleicher Strömungsrate die wahllose Mischung der Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf, die sich zuvor im Mixer 21, in der Förderleitung 23 und in der Abgabevorrichtung 24 befand. Dadurch fließen die Mengen der Zumischflüssigkeit aus dem Vorbereitungslauf durch diese Komponenten der Vorrichtung 1 und treten mit derselben Strömungsgeschwindigkeit aus der Tülle 25b aus. Gleichzeitig werden die zufließenden Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten für den Testlauf im Mixer 21 mit derselben Strömungsgeschwindigkeit fliegend, d.h. durch die im Mixer rotierende Scheibe, zugemischt, während sich der Strom mit der gleichen Strömungsgeschwindigkeit durch die Mischstrecke 21a bewegt. Es entsteht auf diese Weise ein abgehender Strom einer Testchargen-Flüssigkeitsmischung, bei der die Flüssigkeiten zueinander präzise das gewünschte, vorbestimmte Mengenverhältnis aufweisen.
Die Aufwärtsbewegung der Kolben 6a bis 6e übt auf die Betriebsflüssigkeitsfüllmengen einen positiven hydraulischen Druck aus, der bewirkt, daß die verdrängten Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten aus dem Testlauf mit diesem Druck durch den Mixer 21 fließen, so daß der Zufluß der Dosiermengen der Zumischflüssigkeit seinerseits den aus dem Mixer austretenden Strom der hergestellten Mischung entsprechend verdrängt.
Während sich die Zumischflüssigkeiten in den Dosiermengen des Testlaufs gleichzeitig im Mixer 21 vermischen, verdünnen sie einander entsprechend ihren von den individuellen Geschwindigkeiten der Kolben 6a bis 6e vorgegebenen individuellen Volumens trömen.
Der Mixer 21 dient dazu, mittels seiner rotierenden Scheibe oder eines ähnlichen herkömmlichen Mischelements eine schnelle, innige und intensive Vermischung der Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten des Testlaufs und eine homogene Vermischung der üblicherweise nicht homogenen Flüssigkeitsanteile der Mischung - zum Beispiel der fotografischen Chemikalien - zu erreichen.
Der Mixer 21 dient nicht dazu, die Zumischflüssigkeiten unter hydraulischer Saugwirkung anzusaugen oder auf die Mischung einen positiven hydraulischen Druck auszuüben, damit sie in die Förderleitung 23 strömt.
Dies könnte zu Druckdifferenzen an einzelnen Punkten des Strömungsweges der Flüssigkeitsmengen oder der hergestellten Mischung gegenüber dem durch die Aufwärtsbewegung der Kolben 6a bis 6e erzeugten hydraulischen Strömungsdruck führen. Derartige Druckdifferenzen könnten dann dazu führen, daß die Zumischflüssigkeiten ungleichmäßig fließen und daß die erhaltene Mischung die Flüssigkeiten nicht in dem gewünschten Verhältnis enthält.
Die ausschließliche Verwendung der Kolben 6a bis 6e als Mittel zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit (wobei die Kolben zur Zuführung der Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten zum Mixer 21 im Rahmen des Mischvorgangs des Testlaufs von den Schrittmotoren 8a bis 8e immer gleichzeitig und gleich lang betätigt werden) garantiert eine gleichmäßige Strömung und eine kontinuierliche Herstellung einer Charge der Mischung, bei der die Zumischflüssigkeiten sich immer präzise im gewünschten Mengenverhältnis zueinander befinden.
Und da der Mixer 21 immer vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, können auch Luft oder andere Gase nicht den Mischvorgang stören. Wäre Luft im Mixer 21 vorhanden, könnte die intensive Vermischung unter Umständen dazu führen, daß man statt einer flüssigen Mischung, d.h. einer Mischung der Konsistenz einer echten Flüssigkeit, wie sie erfindungsgemäß erzielt wird, eine schaumige Mischung aus Luft und Flüssigkeit ähnlich der Konsistenz geschlagener Sahne erhielte. Eine solche schaumige Mischung wäre für den Betrieb schädlich, da der Volumenstrom der austretenden Mischung nicht gleichmäßig wäre und die schaumige Mischung anders als eine echte Flüssigkeit kompressibel wäre. Sie würde von der zuströmenden Flüssigkeit nicht mit dem gewünschten gleichmäßigen Volumenstrom verdrängt und würde ihrerseits auch stromabwärts die Flüssigkeit nicht mit der gleichen gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit verdrängen.
Die Anwesenheit von Luft oder sonstigen Gasen an irgendwelchen Stellen der Vorrichtung 1 muß verhindert werden, da sich dadurch lokale Luft- oder andere Gastaschen in toten Bereichen, z.B. in den Zylindern, den Ventilen und dem Mixer, sowie in den Strömungswegen, einschließlich der Abzweigleitungen, Dosierröhren, Abzugsleitungen, Speiseleitungen und der Förderleitung zur Abgabevorrichtung bilden könnten.
Solche Taschen verhindern, daß die Zumischflüssigkeiten vollständig und gleichmäßig in den erforderlichen Mengen in die Dosierröhren 11a bis 11e gelangen, um eine Mischung zu erzeugen, bei der die Flüssigkeiten präzise in den gewünschten Mengenverhältnissen zueinander vorliegen. Außerdem verhindern sie den erforderlichen gleichmäßigen Durchfluß der Zumischflüssigkeiten und der hergestellten Mischung durch das geschlossene Strömungssystem.
Wenn die Zylinder 5a bis 5e Lufttaschen enthalten, weisen ihre Wasserfüllmengen nicht das erforderliche Mengenverhältnis auf, und gleiches gilt auch für die Abzweigleitungen 4a bis 4e und die Dosierröhren 11a bis 11e, da die Wassermengen zwischen den Zylindern und den Dosierröhren über die Abzweigleitungen hin und her fließen. Durch diese Ungenauigkeit im Volumenverhältnis der Wasserfüllmengen entsteht zwangsläufig dieselbe Ungenauigkeit im Volumenverhältnis der Mengen der Zumischflüssigkeiten, die in die Dosierröhren 11a bis 11a angesaugt und von dort von den Betriebswassermengen, die zueinander ein ungenaues Mengenverhältnis aufweisen, in den-Mixer 21 verdrängt werden. Selbst wenn die Zylinder und die Abzweigleitungen frei von Lufttaschen sind, erzeugen Lufttaschen in den Dosierröhren Ungenauigkeiten derselben Art im Volumenverhältnis der Mengen der Zumischflüssigkeiten.
Die Lufttaschen können während des Betriebes der Vorrichtung 1 stromabwärts wandern. Wenn Lufttaschen in den Speiseleitungen 19a bis 19e und im Mixer 21 vorhanden sind oder mit der Strömung dorthin wandern, ergibt sich ein ungleichmäßiger Zufluß der Zumischflüssigkeiten zum Mixer 21. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Vermischung und zur Herstellung einer Mischung führen, bei der die Flüssigkeiten nicht exakt in dem gewünschten Mengenverhältnis zueinander vorliegen. Dieses Problem ergibt sich noch zusätzlich zu dem Problem der unerwünschten Schaumbildung der Mischung bei ihrer Bewegung durch den Mixer. Lufttaschen, die in der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 vorliegen oder mit dem Strom dorthin wandern, können in gleicher Weise einen ungleichmäßigen Fluß der hergestellten Mischung und eine ungenaue Abgabe aus der Tülle 25b bewirken.
Aus diesen Gründen unterzieht man die Vorrichtung 1 dem Spülvorgang und saugt die Zumischflüssigkeiten in einem Vorbereitungslauf an, bevor der eigentliche Testlauf ausgeführt wird.
Während des Mischvorgangs des Testlaufs verdrängt der aus dem Mixer 21 abgehende Strom der flüssigen Mischung weiterhin die stromabwärts befindliche wahllose Mischung der Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf aus der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 durch die Tülle 25, bis die Kolben 6a bis 6e ihre jeweils gewählte individuelle Bewegung, d.h. ihre teilweise oder vollständige Aufwärtsbewegung, abgeschlossen haben. Die Kolben 6a bis 6e verdrängen somit entsprechende Teil- oder Maximalvolumina der Zylinder 5a bis 5e, wobei das Verhältnis der Verdrängungsvolumina der Zylinder der exakten Mengendosierung der Zumischflüssigkeiten zur Herstellung einer Testlauf- Charge der vorbestimmten Menge entspricht, bei der die Zumischflüssigkeiten in dem gewünschten Mengenverhältnis zueinander vorliegen.
Jetzt sind die Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten dem Mixer 21 vollständig zugeführt und zur Herstellung der Mischungscharge beigemischt. Das Gesamtvolumen der Testlauf-Mischungscharge entspricht der Summe der Volumina der Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten, die ihrerseits der Summe der Verdrängungsvolumina der Zylinder 5a bis 5e entspricht. Nach Abschluß des Mischvorgangs sind der Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 normalerweise vollständig mit der Testlauf-Mischungscharge gefüllt. Ein Teil der Testlauf-Mischungscharge ist normalerweise bereits aus der Tülle 25b ausgetreten und hat damit die Zumischflüssigkeiten des Vorbereitungslaufs aus dem System ausgespült.
Es ist klar, daß die Kolben 6a bis 6e von den Schrittmotoren 8a bis 8e so gesteuert werden, daß sie sich gleichzeitig mit übereinstimmenden Geschwindigkeiten bewegen, so daß die Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten des Testlaufs gleichzeitig in Volumenströmen zufließen, deren Mengenverhältnis dem Verhältnis der verdrängten Teil- oder Maximalvolumina der Zylinder 5a bis 5e entspricht. Wenn die Kolben 6a bis 6e das Ende ihrer Bewegung in Richtung auf ihre obere Stellung oder in ihrer oberen Stellung erreichen, erzeugen die Dosiermengen der Zumischflüssigkeiten des Testlaufs eine Charge einer Flüssigkeitsmischung, deren Volumen der Summe der verdrängten Teil- oder Maximalvolumina entspricht, wobei die zugemischten Flüssigkeiten präzise im gewünschten Mengenverhältnis zueinander vorliegen.
Erfindungsgemäß können die Kolben 6a bis 6e durch die Schrittmotoren 8a bis 8e gleichzeitig mit jeder gewünschten individuellen Geschwindigkeit und einer gemeinsamen Zeitdauer angetrieben werden, die kürzer ist als jene, die alle entsprechenden Kolben benötigen würden, um in ihren Zylindem 5a bis 5e mit unterschiedlichen Maximalverdrängungsvolumen jeweils die obere Stellung zu erreichen. Geschwindigkeit und Wegstrecke der Aufwärtsbewegung der Kolben 6a bis 6e können individuell so gewählt werden, daß die Kolben in der Zeit, während der sie im Mischvorgang von den Schrittmotoren 8a bis 8e angetrieben werden, entweder ihre obere Leerstellung oder eine Zwischenstellung in dem entsprechenden Zylinder erreichen.
Diese Zeitspanne der gemeinsamen Betätigung wird in Übereinstimmung mit den individuellen Geschwindigkeiten und Wegstrecken der Kolbenbewegung gewählt, die erforderlich sind, um die gewünschten Maximal- oder Teilvolumina der Zylinder zu verdrängen, die das gewünschte Mengenverhältnis der Testlauf-Zumischflüssigkeiten und eine Mischungscharge in der gewünschten Menge ergeben.
Die Vorrichtung 1 kann also so betätigt werden, daß dem Mixer 21 die Zumischflüssigkeiten in beliebig wählbaren individuellen Mengen bis zum maximalen Verdrängungsvolumen des betreffenden Zylinders zugeführt werden und sich eine Mischung ergibt, deren Gesamtvolumen der Summe der einzelnen Volumina der Flüssigkeiten entspricht und bei der die Flüssigkeiten immer im gewünschten Mengenverhältnis zueinander vorliegen.
Während des Mischvorgangs des Testlaufs werden die Kolben gleichzeitig während eines exakt gleichen Zeitraums betätigt und innerhalb der Zylinder aufwärts bewegt, so daß gewährleistet ist, daß die individuellen dynamischen Ströme der Zumischflüssigkeiten einheitlich den jeweiligen Volumenströmen entsprechen, die dem Mixer zur Herstellung einer Mischungscharge, bei der die Flüssigkeiten präzise in dem gewünschten Mengenverhältnis zueinander stehen, gleichzeitig zugeführt werden müssen.
Würden die Zumischflüssigkeiten dem Mixer 21 gleichzeitig, aber nicht gleichmäßig oder gegeneinander versetzt oder nacheinander zufließen, würde die Mischung die einzelnen Flüssigkeiten nicht präzise in dem gewünschten Mengenverhältnis enthalten. Denn das Mischen erfolgt, während die einzelnen Zumischflüssigkeiten gleichzeitig als dynamischer und kontinuierlicher Strom unter der Wirkung des durch die gleichzeitig bewegten Kolben erzeugten positiven hydraulischen Drucks durch den Mixer hindurchbewegt werden.
In jedem Fall wird der Mixer 21 abgeschaltet, sobald durch die einmalige teilweise oder vollständige Entleerbewegung der Kolben 6a bis 6e in den Zylindern 5a bis 5e dem Mixer 21 die Dosiermengen der Testlauf-Zumischflüssigkeiten im gewünschten Volumenverhältnis zugeführt sind. Jetzt ist die Mischungscharge fertiggestellt und füllt den Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24. Das Abschalten des Mixers 21 erfolgt normalerweise gleichzeitig mit dem gemeinsamen Abschalten des Antriebs der Kolben 6a bis 6e durch die Schrittmotoren 8a bis 8e.
Nach dem Mischvorgang erfolgt ein Testlauf-Spülvorgang. Gemäß der ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit wird im Testlauf-Spülvorgang nur das Modul A (das Wassermodul) dazu eingesetzt, ein vorbestimmtes Flüssigkeitsvolumen aus der Dosierröhre 11a als Spülflüssigkeit zuzuführen, um die Testlauf-Mischung für die Abgabe vorzubereiten und die Mischung auszustoßen Nach Abschluß des Mischvorgangs muß der Kolben 6e sich einer solchen Stellung befinden, daß er sich während des Spülvorgangs im Zylinder 5e ausreichend weiter aufwärts bewegen kann, um dem abgeschalteten Mixer 21 die vorbestimmte Menge der Spülflüssigkeit aus der Dosierröhre 11e über die Speiseleitung 19e zuzuführen. Außerdem ist Voraussetzung, daß eine gewisse Menge der Testlauf-Mischung aus der Tülle 25b ausgetreten ist, damit sichergestellt ist, daß die wahllose Mischung der Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf vollständig aus dem System ausgespült wurde.
Wenn diese beiden Bedingungen erfüllt sind, kann sofort der Einstellungsschritt des Testlauf-Spülvorgangs durchgeführt werden.
Wenn die erste dieser beiden Bedingungen nicht erfüllt ist, d.h. wenn der Kolben 6a sich nicht für den Spülvorgang ausreichend weit unterhalb der oberen Leerstellung im Zylinder 5e befindet, wird nur das dritte Ventil 13e in die Stellung gebracht, in der der Röhrenanschluß 14e mit dem Zuführanschluß ise verbunden ist, und es wird ein weiterer Abzugsschritt im optionalen vorbereitenden Teil des Testlauf-Spülvorgangs ausgeführt.
Bei dem weiteren Abzugsvorgang des optionalen vorbereitenden Teils des Testlauf-Spülvorgangs wird nur der Kolben 6a vom Schrittmotor 8e in seine untere Füllstellung bewegt. Dadurch wird die Betriebswassermenge aus der Dosierröhre 11e in den Zylinder 5e gesaugt, und gleichzeitig bewirkt die gleiche Saugwirkung, daß eine gleiche weitere Flüssigkeitsmenge (Wasser) vom Flüssigkeitsvorrat 17e als Spülflüssigkeit in die Dosierröhre 11e gesaugt wird. Dann wird das dritte Ventil 13e in die Stellung gebracht, in der der Röhrenanschiuß 14e mit dem Speiseleitungsanschluß 18e verbunden ist.
Wenn die zweite der beiden genannten Bedingungen nicht erfüllt ist, d.h. wenn noch etwas der Testlauf-Flüssigkeitsmischung nicht über die Tülle 25b ausgestoßen wurde und damit die vollständige Entleerung der wahllosen Mischung der Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf nicht gewährleistet ist, wird im Rahmen des optionalen vorbereitenden Schritts des Testlauf-Spülvorgangs zunächst ein Zuführschritt ausgeführt.
Bei diesem anfänglichen Zuführschritt des optionalen vorbereitenden Schritts des Testlauf-Spülvorgangs wird nur der Kolben 6a vom Schrittmotor 8a über eine wählbare erste Strecke in Richtung der oberen Stellung im Zylinder 5e bewegt. Dadurch wird dem ausgeschalteten Mixer eine wählbare Anfangsmenge der Spülflüssigkeit aus der Dosierröhre 11e über die Speiseleitung 19e zugeführt. Dies wiederum verdrängt die restliche Testlauf-Mischung aus dem Mixer 1 in Richtung der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24. Die Menge dieser vorab zugeführten Spülflüssigkeit reicht aus, einen Teil der Testlauf-Flüssigkeit über die Tülle 25b zu entleeren und damit sicherzustellen, daß die Zumischflüssigkeiten des Vorbereitungsiaufs, die eventuell Luft enthalten können, vollständig aus dem System entleert wurden.
Was den Rest des Spülvorgangs anbelangt, so ist die Gesamtmenge der im Mixer 21, der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 befindlichen Testlauf-Mischung so ausgelegt, daß eine reichliche Menge der Mischung für die Probe bestimmter Menge, die als Testbeschichtung auf das Bandmaterial 28 aufzubringen ist, vorhanden ist. Normalerweise wählt man das Innenvolumen der Förderleitung 23 schon so groß, daß es ausreicht, die für die Probe bestimmter Menge benötigte Menge der Mischung bereitzustellen.
Im Einstellungsschritt des Spülvorgangs wird nur der Kolben 6e durch Betätigung des Schrittmotors 8e und geringfügige Abwärtsbewegung des Kolbens 6e leicht zurückgezogen. Dadurch wird die in der Abgabevorrichtung 24 vorhandene Mischung relativ zur Tülle 25b etwas aufwärts gesaugt. Dies verhindert das Tropfen der Mischung während der Bewegung der Abgabevorrichtung 24 in ihre aktive Stellung 27a zur Durchführung des Abgabeschritts des Spülvorgangs.
Jetzt ist die Vorrichtung 1 bereit zur Verschiebung der Abgabevorrichtung und zur Abgabe der Mischung im Rahmen des Spülvorgangs, was durch Verschieben der Abgabevorrichtung 24 in die aktive Stellung 27b zum Zweck der Abgabe der Probenmenge als Teil der Mischung über die Tülle 25b und ihr Aufbringen auf das Bandmaterial 28 erfolgt.
Durch Betätigung der Verschiebevorrichtung 26 wird die Abgabevorrichtung 24 in ihre aktive Stellung 27b bewegt.
Dann wird im Abgabeschritt des Spülvorgangs nur der Kolben 6e vom Schrittmotor 8e mit einer wählbaren Spülgeschwindigkeit oder Abgabegeschwindigkeit um eine wählbare weitere Strecke in Richtung zur oberen Leerstellung bewegt. Dies bewirkt, daß eine vorbestimmte Menge der Spülflüssigkeit aus der Dosierröhre 11e mit einer vorbestimmten Abgabe- Strömungsgeschwindigkeit über die Speiseleitung 19e in den abgeschalteten Mixer 21 fließt. Die Menge dieser Spülflüssigkeit reicht gerade aus, die restliche Mischung aus dem Mixer 21 in die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 zu verdrängen, um aus der Tülle 25b eine entsprechende Menge der Mischung mit eben dieser Abgabe-Strömungsgeschwindigkeit, d.h. entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Bandmaterials, als Probe bestimmter Menge zur Herstellung der Testbeschichtung auf dem Bandmaterial 28 abzugeben.
Gemäß der alternativen zweiten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit wird im Testlauf-Spülschritt nur das Modul D (Gelatine-Lösung) zur Bereitstellung einer vorbestimmten weiteren Flüssigkeitsmenge von der Dosierröhre 11d als Spülflüssigkeit für die Herstellung der Testlaufmischung zur Abgabe und für die Abgabe der Mischung verwendet. Diese zweite Ausführungsform des Spülvorgangs wird in exakt derselben Weise ausgeführt, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform des Spülvorgangs beschrieben ist, mit dem einzigen Unterschied, daß der Zylinder 5d, der Kolben 6d, der Schrittmotor 8d, die Dosierröhre 11d, das dritte Ventil 13d, die Abzugsleitung 16d, der Flüssigkeitsvorrat 17d und die Speiseleitung 19d des Moduls D statt des Zylinders 5e, des Kolbens 6e, des Schrittmotors 8e, der Dosierröhre 11e, des dritten Ventils 13e, der Abzugsleitung 16e, des Flüssigkeitsvorrats 17e und der Speiseleitung 19e des Moduls E eingesetzt werden.
Die Vorrichtung 1 stellt daher ein schnell und effizient arbeitendes Emulsions-Lösungs- und -Fördersystem dar, das in der Lage ist, eine Mischungscharge herzustellen, von der ein Teil als Probe bestimmter Menge für ein Online-Testbeschichtungssystem verwendet werden kann.
Insbesondere gestattet es die Vorrichtung 1, aus einer im Flüssigkeitsvorrat 17a enthaltenen Testflüssigkeit, bestehend aus einer Siiberhalogenidemulsion, zusammen mit Flüssigkeiten aus einigen oder allen Flüssigkeitsvorräten 17b bis 17e schnell eine Charge einer Mischung, die ausgewählte Volumenmengen der jeweiligen Flüssigkeiten enthält, zum unmittelbaren Testen im Test-Beschichtungssystem zu formulieren. Die als Flüssigkeitsvorrat 17a verwendete Testflüssigkeit kann dann zur Herstellung der nächsten Mischungscharge für den nächsten Testvorgang gegen eine andere Emulsion als Testflüssigkeit ausgetauscht werden.
Außerdem ermöglicht es die Vorrichtung 1, jede der anderen als Flüssigkeitsvorrat 17b bis 17e verwendeten Flüssigkeiten durch andere Flüssigkeiten zu ersetzen, wobei dies bei einem gegebenen Testlauf zusätzlich zu oder anstelle des Austauschs des Flüssigkeitsvorrats 17a geschehen kann. Zum Beispiel kann die Verwendung einer anderen fotografischen Emulsion als Flüssigkeitsvorrat 17a die Verwendung eines anderen Härters als Flüssigkeitsvorrat 17c erforderlich machen, während die übrigen Flüssigkeiten der Vorräte 17b, 17d und 17e bei diesem Testlauf unverändert bleiben können. In manchen Fällen werden unter Umständen bei einem gegebenen Testlauf auch nicht alle Flüssigkeitsvorräte eingesetzt.
Um zu erreichen, daß eine Probe bestimmter Menge bei einem Testlauf über die Tülle 25b auf das Bandmaterial 28 abgegeben wird, kann die Förderleitung 23 für den betreffenden Testlauf auch durch eine Förderleitung eines kleineren oder größeren inneren Speichervolumens ersetzt werden, wenn das Innenvolumen der vorhandenen Förderleitung 23 nicht geeignet ist.
Die von den Kolben während der Entleerungsbewegung in eine Zwischenstellung oder ihre obere Stellung in den Zylindern erreichte Teil- oder Maximalverdrängung ergibt im Mischvorgang nur dann das erwünschte Ergebnis, wenn die dynamischen Volumenströme der den Dosierröhren zugeführten Betriebsflüssigkeiten bewirken, daß die Mengen der Testlauf- Zumischflüssigkeiten gleichzeitig und gleichmäßig von den Dosierröhren zum Mixer fließen, und zwar in den gewünschten dynamischen Volumenströmen, die für die Herstellung einer Mischung erforderlich sind, bei der die Flüssigkeiten zueinander das richtige Mengenverhältnis aufweisen.
Weil die erfindungsgemäße Vorrichtung dieses grundlegende Erfordernis der gleichzeitigen und gleichmäßigen Strömung erfüllt, kann sie eine Mischungscharge beliebiger vorbestimmter Menge herstellen, bei der die in der Mischung enthaltenen Flüssigkeiten präzise in einem beliebigen gewünschten Mengenverhältnis zueinander vorliegen. Dies wird durch den Einsatz von Schrittmotoren 8a bis 8e zum präzisen Antrieb der Kolben 6a bis 6e erleichtert und erst ermöglicht.
Insofern ist der Betrieb von den maximal verdrängten Volumina der Kolben in den Zylindern und deren festen Verhältnissen zueinander unabhängig. Dies gilt solange, wie die einzelnen Verdrängungsvolumina (maximalen oder Teil-Verdrängungsvolumina) der Kolben in den Zylindern den erwünschten individuellen Mengen der Zumischflüssigkeiten und ihrem jeweils gewünschten Verhältnis zueinander und ihrem gemeinsamen Verhältnis zur gewünschten Menge der Mischungscharge entsprechen.
Wegen der erfindungsgemäß vorgesehenen präzisen Ergebnisse sollten die Volumina der Dosierröhren 11a bis 11e zumindest gleich groß, vorzugsweise im wesentlichen gleich oder etwas größer als die entsprechenden maximalen Verdrängungsvolumina Va bis Ve der Zylinder 5a bis 5e sein. Wenn das Volumen einer Dosierröhre nicht ebenso groß wäre wie das maximale Verdrängungsvolumen ihres zugehörigen Zylinders, könnte ein Teil der aus der zugehörigen Abzugsleitung in die Dosierröhre eingesaugten Zumischflüssigkeit möglicherweise in den Zylinder gelangen und diesen verunreinigen. Da die Dosierung von Flüssigkeiten für die Herstellung einer fotografischen Emulsion vorgesehen ist, die normalerweise Siiberhalogenidkriställchen, einen Härter oder andere Chemikalien enthält, die die Kolben/Zylinder-Einheiten und ihre Funktion schädigen könnten, müssen solche Verunreinigungen vermieden werden. Sonst müßte die Kolben/Zylinder- Einheit gereinigt oder die Einheit zur Wartung ausgebaut werden. Aus diesem Grunde weist jede Dosierröhre ein wirksames Innenvolumen auf, das mindestens gleich groß ist wie das maximale Verdrängungsvolumen des zugehörigen Zylinders. Wenn das Volumen einer Röhre das maximale Verdrängungsvolumen des zugehörigen Zylinders übersteigt, wird das überschüssige Volumen ebenso wie die zugehörige Abzweigieitung mit einer zusätzlichen Menge Betriebsflüssigkeit aufgefüllt.
Bei einem Modul, dessen Dosierröhre ein größeres Innenvolumen als das maximale Verdrängungsvolumen des zugehörigen Zylinders aufweist, sind die Dosierröhre und die Abzweigleitung mit Betriebsflüssigkeit gefüllt, wenn der Kolben sich in seiner oberen Stellung befindet. In der unteren Stellung des Kolbens ist der untere Bereich der Dosierröhre mit Zumischflüssigkeit gefüllt, die über ihre Abzugsleitung angesaugt wurde, während der obere Teil und die Abzweigleitung mit Betriebsflüssigkeit gefüllt wind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung übersteigt das Röhrenvolumen im allgemeinen das maximale Verdrängungsvolumen des zugehörigen Zylinders höchstens geringfügig, zum Beispiel um bis zu etwa 10 %. Vorzugsweise übersteigt das Röhrenvolumen in diesem Fall im allgemeinen das maximale Verdrängungsvolumen um bis zu etwa 5 % oder bis zu etwa 7 % oder höchstens bis zu etwa 10 %. Eine stärkere Überschreitung des maximalen Verdrängungsvolumens des zugehörigen Zylinders durch das Röhrenvolumen um mehr als etwa 10 % ist unnötig, da sie keinen wesentlichen Nutzen mehr bringt, während die angegebene leichte Überschreitung um bis zu etwa 10 % ausreicht, ein Eindringen einer bestimmten Zumischflüssigkeit in ihren zugehörigen Zylinder und eine sich daraus ergebende Verunreinigung des Zylinders zu vermeiden.
Normalerweise kann die Vorrichtung 1 jedoch mit der angegebenen Modulausbildung betrieben werden, bei der das Volumen jeder Röhre im wesentlichen gleich dem maximalen Verdrängungsvolumen des zugehörigen Zylinders ist, ohne daß eine Verunreinigung des Zylinders durch die zugehörige Zumischflüssigkeit auftritt.
Dadurch, daß Dosierröhren 11a bis 11e in kapillarer Größe verwendet werden, bilden die gegenüberliegenden Endbereiche der sich gegenüberstehenden Säulen der während des Vorbereitungslaufs und des Testlaufs darin befindlichen Betriebsflüssigkeit und Zumischflüssigkeit eine Grenzfläche, die ein Vermischen der beiden Flüssigkeiten verhindert. Dieses Vermischen ist dann nicht relevant, wenn es sich bei der Betriebsflüssigkeit und der Zumischflüssigkeit um dieselbe Flüssigkeit handelt (z.B. Verwendung von Wasser als Betriebsflüssigkeit und als Flüssigkeitsvorrat des Moduls E). Durch Ausführung des Spülvorgangs vor jedem Arbeitsgang bleibt die Vorrichtung 1 sauber.
Die präzise Regelung der Volumenströme und des Verhältnisses der Zumischflüssigkeit wird durch die besonderen Merkmale der Motoren 8a bis 8e erzielt, wobei Schrittmotoren erfindungsgemäß hierfür ganz besonders vorteilhaft sind. Anders als bekannte Mischsysteme, bei denen eine flüssige Mischung im kommerziellen Rahmen im kontinuierlichen Betrieb unter Verwendung ständig durchlaufender Dosierpumpen hergestellt wird&sub1; arbeitet die Erfindung im chargenbetrieb. Beim Chargenbetrieb werden die vorbestimmte Menge und das Mischungsverhältnis der Charge mittels präziser Meßeinrichtungen hergestellt, die die vollständige oder die Teilbewegung der Kolben während des nur einen Hubes steuern, mittels dessen eine Charge der gewünschten Flüssigkeitsmischung erzeugt wird.
Da es sich bei den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e um offene Behälter mit den Zumischflüssigkeiten handelt, deren Oberflächen normalerweise mit der Atmosphäre in Berührung stehen, bilden sie an den Enden der darin in der Art von Pipetten eingetauchten kapillaren Abzugsleitungen 16a bis 16e Flüssigkeitssperren aus. Wenn die Abgabevorrichtung 24 mit Flüssigkeit gefüllt ist, steht auch die Flüssigkeitsoberfläche an der Tülle 25b mit der Atmosphäre in Kontakt und bildet eine Flüssigkeitssperre.
Dadurch, daß die Abzugsleitungen 16a bis 16d an den Flüssigkeitssperren zu den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e und die Flüssigkeit in der Abgabevorrichtung 24 an der Tülle 25b dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist, wird die Vorrichtung 1 unter atmosphärischem Druck gehalten, wenn die Kolben 6a bis 6b sich nicht bewegen. Dies gilt unabhängig davon, ob die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e der dritten Ventile 13a bis 13e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e oder den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbunden sind. Dadurch, daß das Entlüftungsventil 34 geöffnet bleibt, wenn das Wasserventil 31, das Rückstromventil 36 und die ersten Ventile 3a bis 3b geschlossen sind, steht auch das in der Versorgungsleitung 2 und in den Zweigleitungen 2a bis 2e befindliche Wasser unter atmosphärischem Druck.
Um eine Mischung des erwünschten präzisen Mengenverhältnisses herzustellen, wird das Verfahren in der Vorrichtung 1 bei konstanter Temperatur und konstantem Druck und praktisch in Abwesenheit von Luft oder anderen Gasen durchgeführt. Außerdem muß die Vorrichtung 1 frei von Verunreinigungen sein, die die Ergebnisse des mit der Flüssigkeitsmischung durchzuführenden Tests nach dem Aufbringen der Mischung als Beschichtung auf das Bandmaterial 28 beeinträchtigen könnten.
Eine nicht gleichbleibende Temperatur kann die gewünschte Konzentration der Bestandteile in einer gegebenen Mischung nachteilig verändern. Ein nicht gleichbleibender Druck kann zu nicht gleichbleibender Dosierung der Zumischflüssigkeiten und nicht gleichbleibender Vermischung der Dosiermengen führen, und dies kann Abweichungen von den gewünschten Mengenverhältnissen der Zumischflüssigkeiten in der hergestellten Mischung zur Folge haben. Dies kann im Ergebnis verhindern, daß die gewünschte Konzentration der in der Testbeschichtung enthaltenen chemischen Bestandteile erreicht wird.
Die gleichbleibende Temperatur wird dadurch erreicht, daß die Vorrichtung 1 in herkömmlicher Weise in einem (nicht dargestellten) wärmeisolierten (z.B. beheizten) Gehäuse untergebracht wird.
Durch zweckmäßigen Einsatz der verschiedenen Ventile bei der Einrichtung der Vorrichtung 1 zum Betrieb kann die Vorrichtung 1 von Verunreinigungen durch Durchspülen mit über die Leitung 31 zugeführtem Wasser und Entlüften an die Atmosphäre über die Entlüftungsleitung 33 freigehalten werden. Wasser wird zweckmäßigerweise über die Wasserleitung 31 unter erhöhtem Förderdruck (Zum Beispiel 1,38 10&sup5; Pa (20 psig)) zugeführt, um eine rasche und intensive Durchspülung der betreffenden Teile des geschlossenen Strömungssystems der Vorrichtung 1 zu erreichen. Beim Schließen des Wasserventus 32 und Öffnen des Entlüftungsventus 34 fällt dieser Druck sofort ab.
Außerdem steilen die Ventile 13a bis 13e, da sie ständig geöffnet sind, das System an den durch die Flüssigkeitsvorräte 17a bis 17e an den offenen Enden der Abzugsleitungen 16a bis 16e und ebenfalls an der Tülle 25 gebildeten Flüssigkeitssperren auf atmosphärischen Druck ein, so daß sich ein konstanter oder gleichmäßiger Druck entsprechend dem atmosphärischen Druck ergibt. Da der Flüssigkeitsvorrat 17a normalerweise eine lichtempfindliche fotografische Emulsion ist, wird die Vorrichtung gegen Licht geschützt, zum Beispiel in einer Dunkelkammer betrieben. Dies ist der Hauptgrund dafür, daß die entsprechenden Komponenten der Vorrichtung 1 mit vorbestimmten Volumina ausgestattet sind und die Schrittmotoren 8a bis 8e beim Mischvorgang präzise mit vorbestimmten gleichen Geschwindigkeiten und für die gleicht Zeitdauer betätigt werden. Nur auf diese Weise können beim Betrieb in der Dunkelkammer die Kolben 6a bis 6e so angetrieben werden, daß die präzise entsprechenden Verdrängungsvolumina in den Zylindern 5a bis 5e erreicht werden, die die erwünschte präzise Mischungsmenge ergeben, bei der die Flüssigkeiten im richtigen Verhältnis zueinander vorliegen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 1 in der Dunkelkammer so betrieben werden, daß sie jeweils präzise ausgewählte Mengen einer fotografischen Emuision bekannter Konzentration aus dem Flüssigkeitsvorrat 17a, eines grenzflächenaktiven Stoffs bekannter Konzentration aus dem Flüssigkeitsvorrat 17b, eines Härters bekannter Konzentration aus dem Flüssigkeitsvorrat 17c, von Gelatine bekannter Konzentration aus dem Flüssigkeitsvorrat 17d und destillierten oder entionisierten Wassers aus dem Flüssigkeitsvorrat 17e ansaugt und verarbeitet.
Bei Betriebstemperatur enthält die hergestellte Mischung die Bestandteile der zugemischten Flüssigkeiten in individuellen Gewichts/Volumenkonzentrationen, die entsprechend den bekannten Ausgangs-Gewichts/Volumenkonzentrationen, z.B. in g/l, der Flüssigkeiten der Flüssigkeitsvorräte 17a bis 17e vorherbestimmt werden, jedoch in entsprechender Lösung in Abhängigkeit von den der Mischung zugegeben Flüssigkeitsmengen.
Die folgenden Beispiele sollen der Verdeutlichung der Erfindung dienen, sie jedoch nicht einschränken.

BEISPIEL 1

Die Vorrichtung 1 umfaßt erste Ventile 3a bis 3e und zweite Ventile 9a bis 9e mit der Bezeichnung #PV-3-1222 Teflon Hi- Pressure Pneumatic, Normally Open Valves, sowie einen Satz mechanisch gekoppelter Ventile 32, 34 und 36 mit der Bezeichnung #PBGV-1234-4 Teflon Pneumatic Gang Valve (Lieferant: Mason Flow Controls Inc., Anaheim, CA). Außerdem enthält sie ein drittes Ventil 13a mit der Bezeichnung #AVL6PN6 mit einer Anschlußweite von 0,125 Zoll (0,317 cm), dritte Ventile 13b und 13c mit der Bezeichnung #AVL3PN6 und einer Anschlußweite von 0,080 Zoll (0,2 cm) sowie dritte Ventile 13d und 13e mit der Bezeichnung #AVL3PN6 mit einer Anschlußweite von 0,125 Zoll (0,317 cm) (Lieferant: Valco Instruments Co., Inc., Houston, TX). Der Mixer 21 ist ein aktiver Mixer mit geschlossenem Strömungssystem mit einer mit einem schnellaufenden Elektromotor gekoppelten rotierenden Scheibe und einem Sammelleitungseingang 20. Bei den aus den Zylindern 5a bis 5e und den Kolben 6a bis 6e bestehenden Einheiten handelt es sich um Stepper Burette Assembly Syringes (Lieferant: Ionics, Inc., Watertown, MA), die mit elektrischen Kleinstschrittmotoren mit einer Auflösung von 25.000 Schritten pro Motorumdrehnung (Schritte/U) arbeiten.
Die Vorrichtung arbeitet in der Dunkelkammer bei einer Temperatur von 40ºC mit destilliertem warmem Wasser von 40ºC und einem Druck von 20 psig, das über die Wasserleitung 31 als Betriebsflüssigkeit zugeführt wird, mit destilliertem warmen Wasser von 40ºC als Flüssigkeitsvorrat 17e und Dosierröhren 11a bis 11e, deren Innenvolumina jeweils gleich den maximalen Verdrängungsvolumina der zugehörigen Zylinder 5a bis 5e sind. Sie hat die Aufgabe, eine Testmischung herzustellen und einen Teil dieser Mischung als Probe bestimmter Menge als Testbeschichtung auf ein bewegtes Bandmaterial 28 aufzubringen.
Im vorliegenden Beispiel besteht der Flüssigkeitsvorrat 17a aus einer fotografischen Emuision bekannter Konzentration, der Flüssigkeitsvorrat 17b aus einem grenzflächenaktiven Stoff bekannter Konzentration, der Flüssigkeitsvorrat 17c aus einem Härter bekannter Konzentration und der Flüssigkeitsvorrat 17d aus einer Gelatinelösung bekannter Konzentration.
Die Durchführung dieses Beispiels erfolgt entsprechend der ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit unter Verwendung des Flüssigkeitsvorrats 17e (Wasser) als Spülflüssigkeit.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung 1 ist bei diesem Beispiel wie folgt:

I. Spülvorgang

(1) Es sei angenommen, daß im Ausgangszustand der Vorrichtung 1 die ersten Ventile 3a bis 3e, das Wasserventil 32 und das Rückstromventil 36 geschlossen, die zweiten Ventile 9a bis 9e und das Entlüftungsventil 34 geöffnet sind, die dritten Ventile 13a bis 13e die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbinden, die Kolben 6a bis 6e Zwischenstellungen in den Zylindern 5a bis 5e einnehmen, der vorherige Flüssigkeitsvorrat 17a und sein Einmal-Filterelement von der Abzugsleitung 16a abgenommen sind, der Mixer 21 ausgeschaltet und die Abgabevorrichtung 24 in ihrer inaktiven Stellung 27a ist. Zunächst werden die Kolben 6a bis 6e mit der Fördergeschwindigkeit der Schrittmotoren 8a bis 8e mit maximalem Druck in ihre oberen Leerstellungen gefahren, wodurch die in den Zylindern 5a bis 5e enthaltenen Mengen an Betriebswasser in die Dosierröhren 11a bis 11e transportiert werden.
(2) Wenn die Kolben 6a bis 6e ihre obere Leerstellung erreichen, werden die Ventile 3a bis 3e, das Wasserventil 32 und das Rückstromventil 36 geöffnet, das Entlüftungsventil 34 geschlossen. Aus der Wasserleitung 31 strömt Wasser durch die Versorgungsleitung 2 und die Zweigleitungen 2a bis 2e. Ein Strom dieses Wassers durchspült die Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Dosierröhren 11a bis 11e, die Speiseleitungen 19a bis 19e, den Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 und tritt aus der Tülle 25b aus. Ein weiterer Strom dieses Wassers fließt durch die Rückstromleitung 35, durch den Rückstromleitungsanschluß 37 und den Zuführanschluß 15a des dritten Ventus 13a und spült die freiliegende Abzugsleitung 16a durch.
(3) Nach ca. 20 bis 30 Sekunden werden die ersten Ventile 3a bis 3e, das Wasserventil 32 und das Rückstromventil 36 geschlossen, und die dritten Ventile 13a bis 13e nehmen die Stellung ein, in der sie die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e verbinden. Die Abzweigleitungen 4a bis 4e, die Dosierröhren 11a bis 11e, die Speiseleitungen 19a bis 19e&sub1; der Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 sowie die Rückstromleitung 35 sind jetzt mit Wasser gefüllt. Alle Luft wurde aus dem System ausgespült. Die Kolben 6a bis 6e bleiben in ihrer oberen Leerstellung. Jetzt ist die Vorrichtung 1 bereit für den Schritt (4).
Da für den nächsten Vorgang normalerweise nur der Flüssigkeitsvorrat 17a durch einen anderen Flüssigkeitsvorrat ersetzt wird, wird nur die Abzugsleitung 16a durch Durchspülen mit Wasser aus der Wasserleitung 13 gereinigt und somit mit Wasser gefüllt. Die Abzugsleitungen 16b bis 16d brauchen nicht durchgespült zu werden, da die Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17d auch beim nächsten Test unverändert bleiben, so daß die Abzugsleitungen 16b bis 16d mit den jeweiligen Zumischflüssigkeiten des vorherigen Tests gefüllt bleiben. Eine Notwendigkeit zur Reinigung der Abzugsleitung 16e besteht nicht, da der Flüssigkeitsvorrat 17e aus Wasser besteht.
(3a) Wenn jedoch die Reinigung der Abzugsleitungen 16b bis 16d erwünscht ist, wird nach dem Schritt (3) nach Entfernen der Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17d das Wasserventil 32 geöffnet, wobei sich die dritten Ventile 13b bis 13d in der Stellung befinden, in der die Röhrenanschlüsse 14b bis 14d mit den Zuführanschlüssen 15b bis 15d verbunden sind. Dadurch werden die Versorgungsleitung 2, die Zweigleitungen 2b bis 2d, die Abzweigleitungen 4b bis 4d, die Dosierröhren 11b bis 11d, die Röhrenanschlüsse 14b bis 14d und die Zuführleitungsanschlüsse 15b bis 15d, einschließlich der Abzugsleitungen 16b bis 16d in gleicher Weise wie bereits beschrieben mit Wasser durchgespült Nach ca. 20 bis 30 Sekunden wird die Vorrichtung 1 in Vorbereitung auf den Schritt (4) in den Zustand gemäß Schritt (3) gebracht. In diesem Fall werden die Abzugsleitungen 16b bis 16d wie die Abzugsleitung 16a jetzt mit Wasser gefüllt, während die Abzugsleitung 16e durchgehend mit Wasser gefüllt bleibt.
(4) Nach etwa weiteren 2 Sekunden nach Schritt (3) wird das Entlüftungsventil 34 geöffnet, um den Druck in der Versorgungsleitung 2 und den Zweigleitungen 2a bis 2e auf atmosphärischen Druck zu bringen. Jetzt ist die Vorrichtung 1 für Schritt (5) vorbereitet. Die ersten Ventile 3a bis 3e und das Rückstromventil 36 bleiben für den Rest des Vorgangs geschlossen und sperren den nachgeschalteten Teil des Systems gegenüber der Versorgungsleitung 2 und den Zweigleitungen 2a bis 2e ab. Als Vorsichtsmaßnahme bleibt das Entlüftungsventil 34 während des restlichen Vorgangs zur Entlastung des auf die ersten Ventile 3a bis 3e und das Rückstromventil 36 wirkenden Innendrucks geöffnet, während das Wasserventil 32 ebenfalls geschlossen wird.
(5) Die an ihrem unteren Ende mit einem frischen Einmal-Filtereiement versehene Abzugsleit ung 16a wird jetzt in den nächsten Flüssigkeitsvorrat 17a eingeführt (das Filterelement verhindert, daß verunreinigende Partikel durch die Abzugsleitung 16a angesaugt werden). Bei Ausführung des Schritts (3a) werden-auch die entsprechenden Abzugsleitungen 16b bis 16d in die jeweils neuen Flüssigkeitsvorräte 17b bis 17d eingeführt.
Jetzt ist das System bereit für den vorbereitenden Lauf zur Entfernung von Luft, die eventuell wegen der Abnahme des vorherigen Flüssigkeitsvorrats und/oder durch das frische Filterelement in die Abzugsleitung 16a (oder eine andere Abzugsleitung) eingedrungen sein kann. Der vorbereitende Lauf dient auch dazu, das jetzt in der durchgespülten Abzugsleitung 16a (oder einer anderen durchgespülten Abzugsleitung) vorhandene Wasser dadurch zu ersetzen, daß Zumischflüssigkeit aus dem eingewechselten neuen Flüssigkeitsvorrat in die durchgespülte Abzugsleitung angesaugt wird.

II. Vorbereitender Lauf

(6) Während eines Ansaugvorgangs des vorbereitenden Laufs werden die Kolben 6a bis 6e mit einer geringeren Ansauggeschwindigkeit (Strömungsgeschwindigkeit), entsprechend der Hälfte der Höchstgeschwindigkeit der Schrittmotoren 8a bis 8e, in ihre untere Füllstellung bewegt. Die Ansauggeschwindigkeit ist niedriger als die Entleergeschwindigkeit bei maximalem Förderdruck. Die dadurch erzielte Strömungsgeschwindigkeit ist so gering, daß wenn die Füllmengen der Zumischflüssigkeiten für den vorbereitenden Lauf unter der während des Ansaugvorgangs des vorbereitenden Laufs erzeugten Ansaugwirkung über die unteren Enden der Abzugsleit ungen 16a bis 16e von den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e in das System eintreten, keine störenden vorübergehenden Unterdruckbedingungen entstehen.
Wenn die Kolben 6a bis 6e ihre untere Stellung erreicht haben, sind die Dosierröhren 11a bis 11e und die Abzugsleitungen 16a bis 16e mit den Dosiermengen der jeweiligen Zumischflüssigkeiten für den vorbereitenden Lauf und mit etwa vorhandenem Spüiwasser in Mengen gefüllt, die den Zylindern 5a bis 5e entsprechen.
In dem Fall, daß nur die Abzugsleitung 16a nach dem Spülvorgang mit Wasser gefüllt ist, tritt dieses Spülwasser vor der Zumischflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat 17a in die Dosierröhre 11a ein. Die Menge dieses Spülwassers aus der Abzugsleit ung 16a stellt einen dem Volumen Va des Zylinders 5a entsprechenden Teil der Dosiermenge der Dosierröhre 11a aus dem Vorbereitungsschritt dar. Wenn also der Kolben 6a seine untere Stellung erreicht, befindet sich in der Dosierröhre 11a eine Menge der Zumischflüssigkeit, die um einen Betrag entsprechend dem Volumen des darin befindlichen Spülwassers, das sich zuvor in der Abzugsleitung 16a befand, geringer ist als das maximale Verdrängungsvolumen Va des Zylinders 5a. Da in diesem Fall die Abzugsleitungen 16b bis 16d nicht mit Wasser durchgespült wurden, treten die in den Abzugsleitungen 16b bis 16d bereits vorhandenen Zumischflüssigkeiten unmittelbar in die Dosierröhren 11b bis 11d ein&sub1; und wenn die Kolben 6b bis 6d die untere Stellung erreichen, bestehen die Dosiermengen aus dem vorbereitenden Schritt, die sich in den Dosierröhren 11b bis 11d befinden, nur aus Zumischflüssigkeit (d.h. ohne Spülwasser), und zwar in denselben Volumina Vb bis Vd, wie sie die entsprechenden Zylinder 5b bis 5d aufweisen.
In dem Fall, daß die Abzugsleit ungen 16b bis 16d nach dem Spülschritt ebenfalls mit Wasser gefüllt werden, tritt dieses Wasser in gleicher Weise vor den Zumischfiüssigkeiten aus den Flüssigkeitsvörräten 17b bis 17d in die entsprechenden Dosierröhren 11b bis 11d ein. Die entsprechenden Mengen dieser aus den Abzugsleitungen 16b bis 16d stammenden Wasseranteile aus dem Spülvorgang bilden einen Teil der den Volumina Vb bis Vd der Zylinder 5b bis 5d entsprechenden Dosiermengen der Dosierröhren 11b bis 11d aus dem Vorbereitungsschritt. Wenn daher die Kolben 6b bis 6d ihre untere Stellung erreichen, sind die Mengen der Zumischflüssigkeiten, die sich in den Dosierröhren 11b bis 11d befinden, um einen Betrag kleiner als die entsprechenden maximalen Verdrängungsvolumina Vb bis Vd der Zylinder 5b bis 5d, der der entsprechenden, darin befindlichen Spülwassermenge entspricht, die sich zuvor in den Abzugsleitungen 16b bis 16d befand.
Da der Flüssigkeitsvorrat 17e aus Wasser besteht und ein Durchspülen der Abzugsleitung 16e nicht erforderlich ist (und dies sowohl in dem Fall, in dem nur die Abzugsleitung 16a durchgespült wird, als auch in dem Fall, in dem die Abzugsleit ungen 16b bis 16d durchgespült werden), füllt sich die Dosierröhre 11e, wenn der Kolben 6e seine untere Stellung erreicht, mit einer aus Wasser als Zumischflüssigkeit bestehenden Dosiermenge aus dem Vorbereitungsschritt, die natürlich dasselbe Volumen Ve aufweist wie der Zylinder 5e.
(7) Als nächstes werden in einem Entleervorgang des vorbereitenden Laufs die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbunden sind, und die Kolben 6a bis 6e werden mit Höchstgeschwindigkeit in die obere Stellung bewegt, um die Füllmengen aus dem Vorbereitungslauf in und durch die Speiseleitungen 19a bis 19e, den abgeschalteten Mixer 21, die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 zu verdrängen. Diese Mengen aus dem Vorbereitungslauf verdrängen das Wasser, das sich zuvor in den Speiseleitungen 19a bis 19e, dem Mixer 21, der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 befand. Dadurch tritt das Wasser aus der Tülle 25b aus. Auch ein Teil der willkürlichen Mischung der Füllmengen aus dem Vorbereitungslauf tritt aus der Tülle 25b aus. Jetzt sind die Speiseleitungen 19a bis 19e mit einem Teil der Füllmengen der Dosierröhren 11a bis 11e aus dem Vorbereitungslauf gefüllt, die die entsprechenden Zumischflüssigkeiten aus den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e und etwa vorhandenes Spülwasser enthalten.
(8) Nun werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e verbunden sind. Die Vorrichtung 1 ist jetzt zur Durchführung des Lösungsvorgangs bereit, bei dem die Zumischflüssigkeiten von den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e dem Mixer 21 zur Herstellung der Testlauf-Flüssigkeitsmischung zugeführt werden.

III. Abzugsvorgang des Testlaufs

(9) Die Kolben 6a bis 6e werden jetzt mit der niedrigen Ansauggeschwindigkeit in ihre untere Füllstellung bewegt, wobei zunächst der Mixer 21 abgeschaltet ist, die Abgabevorrichtung 24 sich in ihrer inaktiven Stellung 27a befindet, die ersten Ventile 3a bis 3e, das Wasserventil 32 und das Rückstromventil 36 geschlossen sind, die zweiten Ventile 9a bis 9e und das Entlüftungsventil 32 geöffnet sind, die dritten Ventile 13a bis 13e die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Zuführanschlüssen 15a bis 15e verbinden und die Kolben 6a bis 6e sich in ihrer oberen Leerstellung befinden. Dadurch wird Wasser von den Dosierröhren 11a bis ile über die Abzweigleitungen 4a bis 4e in die Zylinder 5a bis 5e angesaugt, wobei die Zylinder präzise mit den Volumina Va bis Ve entsprechenden Wasserfüllmengen gefüllt werden.
Wie bei einer Pipette werden dabei gleichzeitig durch dieselbe Saugwirkung die jeweiligen zumischbaren Flüssigkeiten von den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e über die Abzugsleitungen 16a bis 16e und die Zuführanschlüsse 15a bis 15e sowie die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e der dritten Ventile 13a bis 13e in die Dosierröhren 11a bis 11e angesaugt. Die Dosierröhren 11a bis 11e füllen sich mit den Testlauf-Dosierfüllmengen der Zumischflüssigkeiten in präzise den Voiumina Va bis Ve entsprechenden Verhältnissen und Mengen.
(10) Wenn die Dosierröhren 11a bis 11e mit den Dosiermengen der Zumischflüssigkeit gefüllt sind, werden die dritten Ventile 13a bis 13e in die Stellung gebracht, in der die Röhrenanschlüsse 14a bis 14e mit den Speiseleitungsanschlüssen 18a bis 18e verbunden sind.

IV. Füllvorgang des Testlaufs

(11) Die Kolben 6a bis 6e werden mittels der Schrittmotoren 6a bis 6e mit wählbaren individuellen Geschwindigkeiten angetrieben, um die Testlauf-Füllmengen aus den Dosierröhren 11a bis 11e in Mengen zu verdrängen, die soeben ausreichen, um die Speiseleitungen 19a bis 19e zu füllen. Dadurch werden die Testlauf-Zumischflüssigkeiten für den Mischvorgang angesaugt, während die Füllmengen aus dem vorbereitenden Lauf, die zuvor in den Speiseleitungen zum Mixer 21 vorhanden waren, verdrängt werden und dadurch eine gleiche Menge der Füllmengen aus dem vorbereitenden Lauf aus der Tülle 25b austritt. Dieses Ansaugen der Testlauf-Zumischflüssigkeiten in die Speiseleitungen 19a bis 19e während des Füllvorgangs garantiert, daß etwa vorhandenes Wasser aus dem Spülvorgang oder Luft oder Gas in den Füllmengen des Vorbereitungslaufs, die sich zuvor in einer der Speiseleitungen befanden, ausgespült wurden. Außerdem wird dadurch garantiert, daß die Zumischflüssigkeiten im nachfolgenden Mischvorgang des Testlaufs sofort und im richtigen Mengenverhältnis und der richtigen Konzentration dem Mixer 21 zugeführt werden.

V. Mischvorgang des Testlaufs

(12) Der Mixer 21 wird eingeschaltet, und gleichzeitig werden die Kolben 6a bis 6e mit wählbaren individuellen Geschwindigkeiten in Richtung zur oberen Stellung bewegt, um vorbestimmte Mengen ihres Wassers in die Dosierröhren 11a und 11e zu verdrängen und die Röhren wieder mit exakt den gleichen Volumina mit dem Wasser zu füllen. Die Dosiermengen der Zumischflüssigkeit aus dem Testlauf werden gleichzeitig aus den Dosierröhren 11a bis 11e in gleichen Volumenmengen über die Speiseleitungen 19a bis 19e verdrängt und dem Mixer 21 zur Zumischung zugeführt.
Jetzt werden die Schrittmotoren 8a bis 8e mit vorbestimmten individuellen Geschwindigkeiten (d.h. Lösungsgeschwindigkeiten) entsprechend den gewünschten, vorbestimmten Volumina der Dosiermengen der Zumischflüssigkeit betätigt, um die Füllmengen aus den Dosierröhren 11a bis 11d mit exakt dem gewünschten Verhältnis entsprechenden Volumenströmen zu verdrängen und dem Mixer 21 als kontinuierlichen Strom zur Beimischung zuzuführen, um so einen Strom einer diesem Verhältnis entsprechenden Mischung herzustellen.
Wenn die Kolben 6a bis 6e ihre jeweiligen Endstellungen (entsprechend dem Verdrängungsvolumen) erreichen, werden gleichzeitig die exakten Volumina der Dosiermengen der Zumischflüssigkeit vollständig aus den Dosierröhren 11a bis 11e verdrängt und - mit Ausnahme der in den Speiseleitungen 19a bis 19e zurückbleibenden Mengen dieser Flüssigkeiten - im Mixer 21 gemischt. Die letztgenannten Mengen entsprechen den den Speiseleitungen 19a bis 19e ursprünglich zugeführten Ansaugmengen aus dem Füllschritt, die dem Mixer 21 im Mischvorgang an ihrer Stelle zugeführt werden. Da die Dosiermengen der Zumischflüssigkeit in vorbestimmten Volumenströmen verdrängt und dem Mixer 21 zugeführt werden und da die Summe ihrer Volumina das innere Volumen des Mixers 21 wesentlich übersteigt, wird die Mischung im Zuge ihrer Herstellung aus dem Mixer in die Förderleitung 23 und die Abgabevorrichtung 24 verdrängt. Ein Teil der Mischung tritt aus der Tülle 25b aus und spült damit die Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf aus dem System aus.
(13) Nachdem die Zumischflüssigkeiten vollständig dem Mixer 21 zugeführt wurden, wird der Mixer abgeschaltet. Dies erfolgt gleichzeitig mit der gemeinsamen Abschaltung des Antriebs der Kolben 6a bis 6e über die Schrittmotoren 8a bis 8e. Der verbleibende Teil der im Testlauf hergestellten Mischung, der sich jetzt im Mixer 21, der Förderleitung 23 und der Abgabevorrichtung 24 befindet, reicht nicht nur aus, die für die nächste Testbeschichtung erforderliche Probe bestimmter Menge zu liefern, sondern ist auch frei von jeglicher Luft, die die Abgabe dieser Probe in der präzise gewünschten Menge stören könnte.
Da die zu diesem Zeitpunkt im Zylinder 5e vorhandene Menge an Betriebswasser für den Testlauf-Spülschritt gemäß der ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit, die mit Wasser als Spülflüssigkeit arbeitet, ausreichend ist und weil ein Teil der Testlauf-Mischung aus der Tülle 25b ausgetreten ist, können der weitere Abzugsvorgang und der anfängliche Zuführungsschritt des optionalen vorbereitenden Teils des Spüivorgangs weggelassen werden.
(13a) Wenn die Menge des im Zylinder 5e vorhandenen Wassers jedoch für den Testlauf-Spülvorgang nicht ausreicht, wird im Rahmen des vorbereitenden Teils des Testlauf-Spülschritts ein weiterer Abzugsvorgang durchgeführt. Hierzu wird nur der Kolben 6e durch den Schrittmotor 8e in seine untere Stellung bewegt, um den Zylinder 5e mit Wasser aus der Dosierröhre 11e zu füllen und eine weitere Wasserfüllmenge vom Flüssigkeitsvorrat 17e in die Dosierröhre 11e anzusaugen.
(13b) Ferner wird, wenn die hergestellte Menge der Mischungscharge nicht ausreicht, um das Austreten eines Teils der Testlauf-Mischung aus der Tülle 25b während des Mischvorgangs zum Ausspülen der verbleibenden Zumischflüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf aus dem System zu bewirken, zunächst im Rahmen des vorbereitenden Teils des Testlauf-Spülvorgangs ein Zuführschritt ausgeführt. Hierzu wird nur der Kolben 6e durch den Schrittmotor eine wählbare Strecke in Richtung zur oberen Stellung bewegt, um aus der Dosierröhre 11e eine Wassermenge in den Mixer 21 zu verdrängen, die ausreicht um zu bewirken, daß ein Teil der Testlauf-Mischung aus der Tülle 25b austritt und die noch aus dem Vorbereitungslauf vorhandenen Zumischflüssigkeiten ausspült.
VI. Einstelischritt des Testlauf-Spülvorgangs (14) Durch Einschalten des Schrittmotors 8e zur Bewegung um eine kürzere Wegstrecke in eine untere Stellung des Kolbens 6e wird nur der Kolben 6e ein wenig zurückgezogen. Dadurch wird der in der Abgabevorrichtung 24 vorhandene Teil der Mischung relativ zur Tülle 25b ein wenig nach innen gesaugt, um beim Verschieben der Abgabevorrichtung 24 in ihre aktive Stellung 27a ein Heraustropfen der Mischung zu vermeiden.
Jetzt ist die Testlauf-Mischung bereit zur Abgabe eines Teils dieser Mischung als Probe bestimmter Menge auf das bewegte Bandmaterial 28.

VII. Verschiebe- und Abgabeschritt des Testlauf-Spülvorgangs

(15) Durch Betätigen der Verschiebeeinrichtung 26 wird die Abgabevorrichtung 24 in ihre aktive Stellung 27b bewegt. Dann wird nur der Kolben 6e durch den Schrittmotor 8a mit einer vorbestimmten Beschichtungs- oder Abgabegeschwindigkeit oder Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der oberen Leerstellung bewegt. Dadurch wird die in der Dosierröhre 11e vorhandene Flüssigkeit als Spülflüssigkeit durch die Speiseleitung 19e hindurch in den Mixer 21 verdrängt, um wiederum die in der Abgabevorrichtung 24 vorhandene Mischung mit gleicher Abgabe-Strömungsgeschwindigkeit zu verdrängen, so daß sie aus der Tülle 25b austritt. Die die Tülle 25b verlassende Mischung wird mit derselben Strömungsgeschwindigkeit als Probe bestimmter Menge auf das bewegte Bandmaterial 28 aufgebracht, und zwar in derselben Menge, in der die Spülflüssigkeit aus der Dosierröhre 11e verdrängt wurde.
(16) Nach Abschluß des Beschichtungsvorgangs wird die Abgabevorrichtung 24 wieder in ihre inaktive Stellung 27a bewegt, der Flüssigkeitsvorrat 17a und sein Filterelement werden von der Abzugsleit ung 16a abgenommen, und das System befindet sich wieder in der Stellung für Schritt (1) und ist bereit, den Ablauf mit dem neuen Flüssigkeitsvorrat 17a zu wiederholen.
In die Zylinder 5a bis 5e wird nur Wasser gefüllt und wieder entleert, wobei das Wasser durch die Versorgungsleitung 2, die Zweigleitungen 2a bis 2e, die Abzweigleitungen 4a bis 4e und die Rückstromleitung 35 fließt. Die Zumischflüssigkeiten aus den Flüssigkeitsvorräten 17a bis 17e fließen nur durch die Abzugsleitungen 16a bis 16e, die Dosierröhren 11a bis 11e und die Speiseleitungen 19a bis 19e der Module A bis E. Die von den Schrittmotoren angetriebenen Spritzen dienen im Testlauf dazu, dem Mixer 21 chemische Flüssigkeiten als Mischungsbestandteile in einem kontinuierlichen Strom im richtigen Lösungsverhältnis und mit den richtigen Strömungsgeschwindigkeiten zuzuführen. Anschließend wird durch die Spritzen Spülflüssigkeit gefördert, um dadurch die hergestellte Mischung im gewünschten Verhältnis der Förderleitung 23 zuzuführen, damit über die Abgabevorrichtung 24 eine Probe bestimmter Menge dieser Mischung mit einer Abgabe-Strömungsgeschwindigkeit zur Beschichtung eines Bandmateriais für Testzwecke abgegeben werden kann.
In Fig. 1 sind zwar im Beispiel der Vorrichtung 1 fünf Module A bis E dargestellt; es versteht sich jedoch, daß die Module in jeder beliebigen Anzahl vorgesehen werden können, zum Beispiel in kleinerer Zahl - drei oder vier - oder in größerer Zahl - sechs, sieben, acht, usw. Auch können zur Zuführung anderer Flüssigkeiten, die eventuell bei der Herstellung fotografischer Emulsionen verwendet werden, wie Farbstoffe, chemische Koppier, usw., andere Module eingesetzt werden.
Statt der aus den Zylindern 5a bis 5e, den Kolben 6a bis 6e und den Kolbenstangen 7a bis 7e bestehenden Kolben/Zylinder-Einheiten mit ihren zugehörigen Schrittmotoren 8a bis 8e und Dosierröhren 11a bis 11e können auch andere Komponenten unterschiedlicher maximaler Verdrängungsvolumina Va bis Ve mit entsprechenden Dosierröhren-Innenvolumina und Schrittmotoren mit anderen Eigenschaften verwendet werden. Auch die Förderleitung 23 kann durch eine Förderleitung mit anderem inneren Speichervolumen ersetzt werden.
Je nach den Eigenschaften der Zumischflüssigkeiten und der hergestellten Mischung und dem Einfluß der Temperatur darauf kann die Vorrichtung 1 bei jeder Temperatur zwischen Raumtemperatur bis Heißwassertemperatur unterhalb des Siedepunkts von Wasser, z.B. bei etwa 20 bis 95ºC (68 bis 203ºF) , vorzugsweise bei 30 bis 80ºC (86 bis 176ºF) , insbesondere bei etwa 35 bis 50ºC (77 bis 122ºF) und besonders bei 40ºC (104ºF) arbeiten.
Das Arbeiten bei Heißwassertemperatur verhindert das vorzeitige Aushärten des Gelatineanteus der Mischung und kann auch die erhaltene gelöste fotografische Emulsion konditionieren. Allerdings muß die Temperatur unterhalb jener liegen, die wegen des verwendeten Härters zu einer vorzeitigen Aushärtung der erhaltenen gelösten fotografischen Emulsion oder zur Entwicklung von Schleiern oder anderer unerwünschter Bedingungen in der auf das Bandmaterial 28 aufgebrachten Probe führen würde, was die Genauigkeit des nachfolgenden Tests stören würde.
Die Vorrichtung 1 ist derart aufgebaut, daß sie sich für den automatischen programmgesteuerten Betrieb in der Dunkelkammer eignet. Denn die Ventile, Schrittmotoren, der Mixer und die Verschiebeeinrichtung sind jeweils individuell unabhängig voneinander betätigbar Die Ventile und die Verschiebeeinrichtung können mittels entsprechender (nicht dargestellter) Solenoide betätigt werden, während die Schrittmotoren und der Mixer durch Schalter elektrisch betätigt werden können, wobei die gesamte Anlage servogesteuert sein kann.
Ablauffolge und Ablaufzeiten der individuellen oder gleichzeitigen Betätigung der Ventile der Schrittmotoren, des Mixers und der Verschiebeeinrichtung, die zur Ausführung der Schritte (1) bis (16) und gegebenenfalls (3), (3a) (13a) und (13b) präzise und in vorbestimmter Weise steuerbar sind, können in einfacher Weise vorprogrammiert werden.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein herkömmliches Servosteuersystem S-C, das in bekannter Weise über einen Computerprozessor P betätigt wird. Das Servosteuersystem S- C kann vom Prozessor P angewiesen werden, die individuelle Funktion der einzelnen ersten Ventile 3a bis 3e, der zweiten Ventile 9a bis 9e, der dritten Ventile 13a bis 13e, des Wasserventus 32, des Entlüftungsventus 33, des Rückstromventus 36, der Schrittmotoren 8a bis 8e, des Mixers 21 und der Verschiebeeinrichtung 26 so zu steuern, daß sie die Schritte (1) bis (16) und gegebenenfalls (3a), (13a) und (13b) ausführen und diese Schritte nach Rückstellen der Vorrichtung 1 mit der nächsten Testmischung wiederholen.
Durch Vorprogrammierung der Abläufe können die Schritte prazise und schnell im Dunkeln bei genauer Dosierung, Zuführung und Vermischung der Zumischflüssigkeiten und präziser Abgabe der Mischung auf das Bandmaterial 28 in zeitlich gesteuertem Ablauf gesteuert werden.

BEISPIEL 2

Das Beispiel 1 wird unter Einsatz des vom Computerprozessor P gemäß Fig. 2 gesteuerten Servosteuersystems S-C zur Steuerung der Arbeitsweise der Vorrichtung 1 wiederholt. In diesem Fall wird jedoch der Flüssigkeitsvorrat 17c, das heißt der Härter, nicht zur Herstellung der Mischung benötigt. Dies demonstriert die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung 1, die auch mit weniger als allen verfügbaren Flüssigkeitszuführmodulen betrieben werden kann.
In Tabelle 1 sind die Systemkonstanten für den Betrieb der Vorrichtung 1 gemäß Schritt (1) bis (16) und gegebenenfalls (3a), (13a) und (13b) an einem System mit 5 Modulen dargestellt, wobei jedoch das Modul C (das Härtermodul) nur im Testlauf-Füllvorgang zum Füllen der Speiseleitung 19c zur Herstellung des Gleichgewichts im System eingesetzt wird (s. Tabelle 3). TABELLE 1 - Systemkonstanten Module Komponente Zylinder Dosierröhre Zoll Abzugsleitung Länge, Speiseleitung * Berechnet
Das Zylindervolumen in Tabelle 1 ist das Volumen je Kolbenhub (maximale Verdrängung), das Volumen der Dosierröhre ist das wirksame Volumen, das dem Zylindervolumen (maximale Verdrängung) des Zylinders desselben Moduls entspricht.
Tabelle 2 enthält zusätzlich zu den in Tabelle 1 dargestellten weitere Systemkonstanten für die Module und andere Komponenten der Vorrichtung 1. TABELLE 2 - Weitere Systemkonstanten Komponente Konstante Zylinder Gesamtvolumen, Dosierröhren Speiseleitungen Mixer Volumen, cm³ Förderleitung Länge, Zoll Abgabevorrichtung Schrittmotoren Auflösung, Schritte/Umdrehung Gesamtumdrehungen/Hub Höchstgeschwindigkeit, Abzugsgeschwindigkeit, Ventile Schaltzeit, *Errechnet
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Abzugsgeschwindigkeit (in Hz) der Schrittmotoren, wenn diese im Abzugsschritt betätigt werden, um die Zumischflüssigkeiten von den Flüssigkeitsvorräten über die Abzugsleitungen in die Dosierröhren zu saugen, der Hälfte der maximalen Geschwindigkeit der Schrittmotoren entspricht. Bei 25.000 Schritten pro Umdrehung führen die Schrittmotoren 1.250.000 Schritte aus, um die für die maximale Verdrängung erforderliche Bewegung der Kolben von einem Ende ihrer zugehörigen Zylinder bis zum anderen Ende auszuführen. Dies ermöglicht eine extrem präzise Dosierung der Zumischflüssigkeiten für die Zwecke der Erfindung.
Was die Schrittmotoren-Merkmale anbelangt, so ist der Impuls der Kehrwert der Geschwindigkeit oder Frequenz des Schrittmotors (100.000 Hz), ausgedrückt in Mikrosekunden (10µ/s), und die Impulsbreite entspricht der Rechteckwellenlänge der Frequenz in Mikrosekunden pro Impuls (µs/Impuls). Der Impulswert in µ/s gibt die Schrittmotor- Geschwindigkeit wieder. Die maximale Impulsbreite (5 µ/s), die die Hälfte des Umkehrwerts der Frequenz (10 µ/s) beträgt, ist die kleinste mit den Schrittmotoren erreichbare Impulsbreite, bei der die Schrittmotoren mit Höchstgeschwindigkeit laufen.
Tabelle 3 zeigt auf der Grundlage der gegebenen und errechneten Daten der Tabellen 1 und 2 die entsprechenden Leistungsdaten der Module der Vorrichtung 1 für den Testlauf, unter anderem auch Werte bezüglich der vorstehend angegebenen Merkmale der Schrittmotoren. Nach dem Abzugsvorgang wird der Schrittmotor des Moduls C nur im Füllvorgang eingesetzt, um die Speiseleitung zunächst zur Herstellung des Systemgleichgewichts zu füllen. Danach werden im Mischvorgang nur die Schrittmotoren der Module A, B, D und E betätigt, und im Reinigungsvorgang wird schließlich nur der Schrittmotor des Moduls E zur Abgabe der Probe bestimmter Menge betätigt. Bei den in der Tabelle 3 angegebenen Zeiten handelt es sich um Einschaltzeiten der Schrittmotoren. Der Mixer wird gleichzeitig mit den Schrittmotoren im Mischvorgang eingeschaltet und somit für eine der Mischzeit entsprechende Zeit betätigt. TABELLE 3 - Leistungsdaten Module Position Gesamt Dosierröhre #1 Ansaugzeit, Speiseleitung #2 Strömungsgeschw. Füllzeit Mixer-Zuführung #3 Strömungsgeschw. Füllzeit, Spülwasser #4 Verbrauchte Flüssigkeit insg. Schrittmotor #5 Impulsbreite µs/Impuls Abziehen Mischen #1 - Die Ansaugzeit ist gleich der Zeit, die im Ansaugvorgang zum Ansaugen der Flüssigkeit von den Flüssigkeitsvorräten in die Dosierröhren benötigt wird. #2 - Die Strömungsgeschwindigkeit ist die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die den Speiseleitungen zugeführten Flüssigkeiten im Füllvorgang zugeführt werden. Das Volumen ist das in Tabelle 1 errechnete Volumen der Speiseleitung. Die Füllzeit errechnet sich durch Division des Volumens durch die Strömungsgeschwindigkeit. #3 - Die Strömungsgeschwindigkeit ist die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Flüssigkeiten im Mischvorgang dem Mixer (im gewünschten Mischvolumenverhältnis) zugeführt werden. Das Volumen ist das Mischvolumen. Die Mischzeit errechnet sich durch Division des Volumens durch die Strömungsgeschwindigkeit. #4 - Das Zusatzwasser des Moduls E wird im Spülvorgang dazu verwendet, eine gleiche Menge der Mischung als Probe bestimmter Menge abzugeben. #5 - Die Impulsbreitenwerte geben die Höchstgeschwindigkeit des Schrittmotors, die Geschwindigkeit des Abzugsvorgangs und die Geschwindigkeit des Mischvorgangs wieder.
Während des Abgabevorgangs zum Aufbringen der Probe der bestimmten Menge von 2,432 cm³ auf das Bandmaterial wird der Schrittmotor des Moduls E während einer Abgabe- oder Beschichtungszeit von 18,5 s mit einer Abgabe- oder Beschichtungsgeschwindigkeit (Frequenz) von 6578,947 Hz betrieben, um aufgrund des Volumens von 2,432 cm³ des Spülwassers des Moduls E, das dem Mixer zugeführt wird, eine errechnete Abgabe-Strömungsgeschwindigkeit für die Mischung von 0,131 cm³/s zu erreichen.
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Füllzeit auf dem individuellen Durchmesser und der individuellen Länge der jeweiligen Speiseleitung 19a bis 19e und der individuellen Strömungsgeschwindigkeit der die jeweilige Leitung 19a bis 19e speisenden Spritze (Kolben/Zylinder-Einheit) basiert. Nachdem zum Beispiel beim Modul C die Speiseleitung 19c ein errechnetes Volumen von 0,377 cm³ hat und mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,4 cm³/s gespeist wird, beträgt die erforderliche Füllzeit 0,943 5 (0,4 x 0,943 = 0,377).
Aus den in Tabelle 3 enthaltenen Mixer-Zuführmengen ist ersichtlich, daß die Mischcharge die Flüssigkeiten der Module A, B, D und E im Mengenverhältnis 0,582 (A) zu 0,331 (B) zu 19,206 (D) zu 13,718 (E) enthält, wie dies nachstehend noch im einzelnen im Zusammenhang mit Tabelle 4 erläutert wird.
In Tabelle 2 ist ein Gesamtvolumen von 10,786 cm³ für die Speiseleitungen, ein Gesamtvolumen von 19,821 cm³ als Summe der Volumina des Mixers mit 15,00 cm³, der Förderleitung mit 3,621 cm³ und der Abgabevorrichtung mit 1,200 cm³ angegeben, was ein kombiniertes Gesamtvolumen von 30,607 cm³ ergibt. Ausgehend von den Daten der Tabellen 1 und 2 geht aus der Tabelle 3 entsprechend hervor, daß von dem Gesamtvolumen der im Testlauf verwendeten Flüssigkeit von 47,055 cm³ sich 10,786 cm³ in den Speiseleitungen befinden und 33,837 cm³ im Mischvorgang gemischt werden, so daß für die Spülflüssigkeit 2,432 cm³ verbleiben; dies entspricht der abgegebenen Probe bestimmter Menge.
Da die Gesamtvolumina des Mixers, der Förderleitung und der Abgabevorrichtung 19,821 cm³ betragen (Tabelle 2), treten während des Mischens von den 33,837 cm³ der Mischung (Tabelle 3) 14,016 cm³ aus der Tülle aus. Dieses austretende Volumen der Mischung von 14,016 cm³ spült die zuvor im Mixer, in der Förderleitung und in der Abgabevorrichtung enthaltenen Flüssigkeiten aus dem Vorbereitungslauf aus. Die restlichen 19,821 cm³ der Mischung sind reichlich ausreichend, die Probe der bestimmten Menge von 2,432 cm³ bereitzustellen.
Der Schritt (14) des Beispiels 1 wird im Beispiel 2 in der Weise ausgeführt, daß der Kolben 6e vor dem Verschieben der Abgabevorrichtung 24 von ihrer inaktiven Stellung 27a in ihre aktive Stellung 27b eine Strecke entsprechend einem Volumen von etwa 0,5 cm³ zurückgezogen wird (um das Austropfen der Mischung aus der Tülle 25b zu verhindern). Bei der Abgabe der Probe bestimmter Menge auf das Bandmaterial 28 in der aktiven Stellung 27b wird der Kolben 6e um eine entsprechende, das Volumen von 0,5 cm³ wieder ausgleichende Strecke im Zylinder 5e aufwärts bewegt, so daß das tatsächliche Flüssigkeitsvolumen der korrekten Menge entspricht, so als ob das Zurückziehen (Schritt 14) nicht stattgefunden hätte. Da das Rückstellvolumen dem Rückzugsvolumen entspricht, ist der exakte Betrag dieses kleinen Volumens nicht kritisch.
Die Schritte (13a) und (13b) des Beispiels 1 werden nicht benötigt, weil die in der Dosierröhre des Moduls 1 vorhandene Reservemenge Wasser ausreicht, die 2,432 cm³ Spülflüssigkeit bereitzustellen, die erforderlich sind, um die Probe bestimmter Menge abzugeben, und weil auch ein Teil der Mischung während des Mischens aus der Tülle austritt.
Tabelle 4 enthält eine statistische Analyse der Daten der Tabelle 3 bezüglich des Mengenverhältnisses der Flüssigkeiten der Module A, B, D und E, bemessen nach ihren individuellen Mischungs-Strömungsgeschwindigkeiten während der gemeinsamen Zuführzeit (und Mischzeit) von 9,603 s, ihren individuellen Mengenanteilen an der hergestellten Mischungscharge von 33,837 cm³ und ihren individuellen Mengenanteilen an der abgegebenen Probe der bestimmten Menge von 2,432 cm³ auf der Grundlage ihrer individuellen Mengenanteile an der Mischungscharge. TABELLE 4 - Analyse der Mischungscharge und der abgegebenen Probe Module Position Summe Strömungsgeschwindigkeit der Charge Verhältnis Probe
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß das Mengenverhältnis der Flüssigkeiten der Module A, B, D und E zueinander erfindungsgemäß reproduzierbar ist bei nur geringfügigen statistischen Abweichungen zwischen den Daten der Tabellen 1 bis 3, was eine enge übereinstimmung des Verhältnisses der Volumenströme mit dem Mengenverhältnis der Mischungscharge und dem Mengenverhältnis der abgegebenen Probe bedeutet.

BEISPIEL 3

Das Beispiel 2 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß statt der ersten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit, bei der der Flüssigkeitsvorrat 17e (Wasser) als Spülflüssigkeit verwendet wird, jetzt von der zweiten Ausführungsform bezüglich der Spülflüssigkeit Gebrauch gemacht wird, bei der der Flüssigkeitsvorrat 17d (wässrige Gelatinelösung) als Spülflüssigkeit benutzt wird.
Erhalten werden dieselben Ergebnisse mit der Ausnahme, daß in diesem Fall 2,432 cm³ Gelatinelösung als Spülflüssigkeit verwendet werden, so daß der Gesamtflüssigkeitsverbrauch des Moduls D 24,957 cm³ (22,525 cm³ + 2,432 cm³) beträgt, während der Gesamtflüssigkeitsverbrauch des Moduls E 17,942 cm³ (20,374 cm³ - 2,432 cm³) beträgt.
Beispiel 3 demonstriert die Wiederholbarkeit der Betriebsabläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Tatsächlich hat sich gezeigt, daß das System effizienter und empfindlicher arbeitet, wenn statt der Verwendung von Wasser des Moduls E als Spülflüssigkeit gemäß der ersten Ausführungsform jetzt gemäß der zweiten Ausführungsform über das Modul D Gelatinelösung als Spülflüssigkeit zur Verdrängung der Beschichtungsmischung und Abgabe der Probe bestimmter Menge auf das Bandmaterial 28 verwendet wird. Es wird angenommen, daß dies durch die hohe Viskosität der Gelatinelösung als Flüssigkeit im Vergleich zur niedrigen Viskosität von Wasser als Flüssigkeit bedingt ist.
Dies ist dort von Vorteil, wo die Spülflüssigkeit höherer Viskosität, nämlich Gelatine des Moduls D, mit dem hintersten Teil der Mischungscharge im Mixer in Kontakt kommt, da dann eine geringere Gefahr besteht, daß die Spülflüssigkeit sich mit der Mischungscharge vermischt, während sie die Charge aus der Mischstrecke mit relativ großem Strömungsquerschnitt in die kapillare Förderleitung mit relativ kleinem Strömungsquerschnitt verdrängt. Wenn andererseits die Spülflüssigkeit geringer Viskosität, nämlich das Wasser des Moduls E, mit dem hintersten Teil der Mischungscharge im Mixer in Kontakt kommt, kann eine gewisse Gefahr des Vermischens bestehen. Diese Vermischungsgefahr besteht nicht beim Kontakt zwischen der Betriebsflüssigkeit und den entsprechenden Zumischflüssigkeiten in den Dosierröhren, weil - wie bereits erwähnt - der Strömungsquerschnitt der kapillaren Dosierröhren das Vermischen verhindert.
Es versteht sich, daß die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung nicht auf die Herstellung von Mischungschargen fotografischer Emulsionen beschränkt sind, sondern sich auf das gleichzeitige Zusammenführen vorbestimmter Dosiermengen beliebiger Zumischflüssigkeiten zur Herstellung einer Mischungscharge für einen beliebigen Zweck richten, bei der die Mengen der Flüssigkeiten präzise in dem gewünschten Verhältnis zueinander vorliegen.
Außerdem kann in herkömmlicher Weise statt der präzise arbeitenden Schrittmotoren bei größeren Mixer-Volumina jedes gesteuerte Antriebssystem, zum Beispiel eine analoge Gleichstrommotorenanordnung (mit individueller stufenloser Geschwindigkeitsregelung) mit Rückkopplung benutzt werden. Wenn zum Beispiel die Module A bis E Zylindervolumina von 25, 2,5, 5, 25 und 25 l statt 25, 2,5, 5, 25 und 25 cm³ gemäß Tabelle 1 im Beispiel 2 aufweisen und auch die anderen Volumina und Strömungsgeschwindigkeiten der Tabellen 1 bis 4 in 1 und l/s angegeben werden, können somit analoge Ergebnisse erzielt werden.
Im einzelnen kann bei einem Gesamtvolumen der Speiseleitung von 10,786 l, einem Gesamtzuführvoiumen des Mixers von 33,837 l und einem Spülflüssigkeitsvolumen von 2,432 l (bei den Beispielen 1 und 2 Wasser des Moduls E bzw. beim Beispiel 3 Gelatinelösung des Moduls D) bei einem Gesamtflüssigkeitsverbrauch von 47,055 l und bei Betrieb der Vorrichtung 1 mit einer solchen Gleichstrommotoranordnung anstelle der Schrittmotoranordnung entsprechend den in Tabelle 4 des Beispiels 2 dargestellten Ergebnissen eine Probe in der bestimmten Menge von 2,432 l auf das Bandmaterial 28 aufgebracht werden.
Wegen der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erzielbaren präzisen Ergebnisse ist jedoch das geschlossene Strömungssystem der Vorrichtung 1 mit Vorteil dazu einsetzbar, in einem ersten Mischvorgang relativ kleine Mischchargen, z.B. in Mengen bis zu etwa 0,5 1 oder höchstens etwa 1 l herzustellen, um in einem anschließenden Abgabeschritt eine bestimmte Menge dieser Charge mit gleichmäßiger (konstanter) Strömungsgeschwindigkeit abzugeben. Dies gilt besonders, wenn die hergestellte Flüssigkeitsmischung labil (instabil) ist, wie dies zum Beispiel bei den vorstehend erläuterten Mischungen für fotografische Beschichtungsemulsionen der Fall ist. Der Spülvorgang, der Vorbereitungslauf und der Testlauf können in effizienter Weise innerhalb einer sehr kurzen Gesamtzeit (in Sekunden statt in Minuten) durchgeführt werden, so daß etwaige gelöste Luft oder sonstiges Gas im (durch die Wasserleitung 31 zugeführten) eintretenden Spülwasser keine Zeit hat, sich unter den im Betrieb herrschenden Bedingungen im geschlossenen Strömungssystem freizusetzen.
Es ist also ersichtlich, daß die vorstehend beschriebenen speziellen Ausführungsformen nur zur Verdeutlichung der allgemeinen Prinzipien der Erfindung dienen.

Claims

1. Vorrichtung mit einem geschlossenen Strömungssystem für die Bereitstellung einer Charge einer vorbestimmten Menge einer aus mehreren Flüssigkeiten bestehenden Mischung, in der die jeweiligen Flüssigkeitsmengen in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen, wobei die Vorrichtung folgende Komponenten aufweist:

- eine Versorgungsleitung (2);

- einen Mixer (21) für die Mischung von Flüssigkeiten mit einem Eingang (20), einem Ausgang (22) und eine den Eingang mit dem Ausgang verbindenden Mischleitung (21a);

- eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung (24);

- eine Förderleitung (23), die den Mixerausgang mit der Abgabevorrichtung verbindet, die Flüssigkeitsmischung vom Mixer aufnimmt und an die Abgabevorrichtung weiterleitet; und

- mehrere Flüssigkeitszuführmodule (A-E), die jeweils folgende Komponenten aufweisen:

- Mittel (17a-17e) für die Zufuhr der jeweiligen Flüssigkeit;

- eine Zylindereinheit (5a-5e), die innerhalb einer Kammer einen Zufluß, einen Abfluß und einen Kolben aufweist;

- Antriebsmittel (8a-8e) zum wahlweisen Bewegen des Kolbens (7a-7e) relativ zum Zylinder (5a-5e) zwischen Endstellungen oder in eine vorbestimmte Zwischenstellung im Zylinder zwischen den Endstellungen;

- wobei die Kolben/Zylindereinheit eine vorbestimmte, vom Kolben bei seiner Bewegung von einer Endstellung zur anderen verdrängte maximale Flüssigkeitsmenge faßt;

- eine Röhre (11a-11e) mit gegenüberliegenden Enden und einem vorgegebenen Volumen zwischen diesen Enden, das mindestens der im Zylinder verdrängten maximalen Flüssigkeitsmenge entspricht;

- ein Hauptventil (3a-3e), das den Zufluß und Abfluß mit der Versorgungsleitung verbindet;

- wobei eines der Röhrenenden mit dem Zufluß und Abfluß verbunden ist; und

- ein wechselseitig betätigbares Strömungsventil (13a- 13e), das wahlweise das andere Ende der Röhre mit den Flüssigkeitszuführmitteln oder dem Mixereingang verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module (A-E) eine Röhre aufweist, deren Volumen im wesentlichen der durch den Kolben der Kolben/Zylindereinheit desselben Moduls verdrängten maximalen Flüssigkeitsmenge entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel vorgesehen sind, die wahlweise und individuell den Antrieb jedes der Antriebsmittel, die Funktion jedes der Ventile und das Einschalten des Mixers steuern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Antriebsmittel (8a-8e) ein individuell und wahlweise betätigbarer Schrittmotor mit veränderbarer Drehzahl ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verschiebemittel (26) vorgesehen sind, welche die Flüssigkeitsabgabevorrichtung (24) zwischen einer inaktiven und einer aktiven Stellung verschieben, um die Flüssigkeitsmischung abgeben zu können, wenn sich die Abgabevorrichtung in ihrer aktiven Stellung befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung (24) eine Einlaßöffnung und eine Ablaßtülle aufweist, und daß die Förderleitung den Mixerausgang (22) mit der Einlaßöffnung verbindet, die die Flüssigkeitsmischung vom Mixer (21) zur Weiterleitung an die Ablaßtülle für die Abgabe der Flüssigkeit aufnimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel vorgesehen sind, die wahlweise und individuell den Antrieb jedes der Antriebsmittel (8a-8e), die Funktion jedes der Ventile, das Einschalten des Mixers und den Verschiebevorgang der Verschiebemittel steuern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Antriebsmittel (8a-8e) ein individuell und wahlweise betätigbarer Schrittmotor mit veränderbarer Drehzahl ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- jedes der Module (A-E) eine Speiseleitung (19a-19e) mit vorgegebenem Volumen zum Verbinden jedes der Strömungsventile (13a-13e) mit dem Mixereingang (20) aufweist;

- die Mischleitung (21a), die Förderleitung (23) und die Flüssigkeitsabgabevorrichtung (24) jeweils ein vorgegebenes Volumen aufweisen; und

- die Summe der maximal verdrängten Flüssigkeitsvolumina der Vielzahl der Module (A-E) die Summe der Volumina aller Speiseleitungen (19a-19e) zusammen einschließlich des Volumens des Mixers (21), der Förderleitung (23) und der Abgabevorrichtung (24) übersteigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Röhren (11a-11e) eine Kapillarröhre, jede der Speiseleitungen (19a-19e) eine Kapillarspeiseleitung und die Förderleitung (23) eine Kapillarförderleitung ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüftungsventil (34) vorgesehen ist, das die Versorgungsleitung (2) an die Atmosphäre entlüftet, und ein Ventil (32), das der Versorgungsleitung (2) Betriebsflüssigkeit zuführt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstromleitung (35) mit einem oberen und unteren Ende vorgesehen ist, und ein Rückstromventil (36), welches das obere Ende mit der Versorgungsleitung (2) verbindet; wobei eines der Vielzahl der Module ein wechselseitig betätigbares Strömungsventil aufweist, das zusätzliche Ventilmittel hat, die das untere Ende (35b) der Rückstromleitung (35) mit den Zuführmitteln des einen Moduls verbinden, wenn das Strömungsventil (13a) wahlweise das andere Ende der Röhre des einen Moduls über die Speiseleitung mit dem Mixereingang verbindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel vorgesehen sind, die wahlweise und individuell den Antrieb jedes der Schrittmotoren, die Funktion jedes der Ventile und das Einschalten des Mixers (21) steuern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß von den Steuermitteln gesteuerte Verschiebemittel (26) vorgesehen sind, welche die Flüssigkeitsabgabevorrichtung zwischen einer inaktiven und einer aktiven Stellung verschieben, um die Flüssigkeitsmischung abzugeben, wenn sich die Abgabevorrichtung in ihrer aktiven Stellung befindet.

15. Verfahren zum Mischen mehrerer Flüssigkeiten in einem vorgegebenen Mengenverhältnis für eine Charge einer vorbestimmten Menge einer Flüssigkeitsmischung zum Abgeben durch eine Abgabevorrichtung, wobei für das Verfahren eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 14 einsetzbar ist und das Verfahren bei nahezu vollkommener Abwesenheit von Gasen im geschlossenen Strömungssystem folgende Schritte umfaßt:

- Füllen jede der Kammern und Röhren (11a-11e) mit einer ihrem jeweils individuellen Volumen entsprechenden Menge an Betriebsflüssigkeit;

- Entleeren der Betriebsflüssigkeit aus den Kammern in ihre zugeordneten Röhren (11a-11e) über die ersten Enden der Röhren, und Verdrängen der jeweils entsprechenden Mengen an Betriebsflüssigkeit aus den Röhren über die zweiten Enden der Röhren;

- unter Saugwirkung Abziehen von Betriebsflüssigkeit in jeweils entsprechenden Mengen, aus den Röhren (11a-11e) über die ersten Enden, um die zugeordneten Kammern zu füllen, während ebenso unter dieser Saugwirkung jeweils entsprechende Mengen der zumischbaren Flüssigkeiten über die zweiten Enden in die Röhren aus ihren zugeordneten Zuführmitteln (17a-17e) gesaugt werden;

- zumindest teilweises gleichzeitiges Entleeren der jeweiligen Kammern und Einleiten der Flüssigkeit in ihre zugeordneten Röhren über die ersten Enden mit individuellen Strömungsraten, die ausreichen, Chargen vorgegebener Menge der jeweils zumischbaren Flüssigkeiten in einem vorbestimmten Mengenverhältnis über die zweiten Enden aus den Röhren (11a-11e) zu verdrängen und gleichzeitig diese Chargen mit den genannten individuellen Strömungsraten dem Mixer (21) zuzuführen, um einen Eingangstrom der zumischbaren Flüssigkeiten in dem besagten Verhältnis zu erzeugen, während dieser Eingangsstrom im Mixer (21) gemischt wird, um einen Ausgangsstrom einer Mischung der Flüssigkeiten in dem festgelegten Verhältnis zu erzeugen, so daß der Eingangsstrom den Ausgangsstrom aus dem Mixer (21) in Richtung Förderleitung (23) und weiter zur Abgabevorrichtung (24) verdrängt;

- nach abgeschlossener Zufuhr der vorgenannten Chargen, Beenden des Mischvorgangs und Einleiten einer selektiven Menge einer Reinigungsflüssigkeit in den Mixer, um aus diesem eine gleiche Menge der restlichen Mischung in die Förderleitung zu verdrängen und eine entsprechende Menge der Mischung aus der Abgabevorrichtung abzugeben, wobei das Einleiten der Reinigungsflüssigkeit in den Mixer mit einer wählbaren Abgaberate erfolgt, um eine Abgabe der Mischung aus der Abgabevorrichtung mit der genannten Abgaberate zu bewirken.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführmittel (17a-17e) einen Wasservorrat aufweisen und die Reinigungsflüssigkeit Wasser aus dem Wasservorrat ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführmittel (17a-17e) einen Vorrat an fotografischer Emulsion aufweisen, wobei die Betriebsflüssigkeit und der Wasservorrat aus destilliertem oder entlonisiertem Wasser bestehen und das Verfahren in Abwesenheit von Licht durchgeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat an fotografischer Emulsion durch einen Vorrat an einer anderen fotografischen Emulsion ersetzt wird, wobei die genannten Schritte wiederholt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Strömungssystem mit annähernd atmosphärischem Druck arbeitet und das Verfahren bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, die einer wählbaren Heißwassertemperatur unter dem Siedepunkt des Wassers entspricht.

20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführmittel (17a-17e) einen Vorrat an Gelatinelösung aufweisen und die Reinigungsflüssigkeit Gelatinelösung aus diesem Vorrat ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszuführmittel einen Vorrat an fotografischer Emulsion und einen Wasservorrat aufweisen, wobei die Betriebsflüssigkeit und der Wasservorrat aus destilliertem oder entionisiertem Wasser bestehen und das Verfahren bei Abwesenheit von Licht durchgeführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat an fotografischer Emulsion durch einen Vorrat an einer anderen fotografischen Emulsion ersetzt wird, wobei die genannten Schritte wiederholt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Strömungssystem mit annähernd atmosphärischem Druck arbeitet und das Verfahren bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, die einer wählbaren Heißwassertemperatur unter dem Siedepunkt des Wassers entspricht.