CH652614A5 - Vorrichtung zum zumischen einer zumischfluessigkeit in eine hauptfluessigkeit. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zumischen einer Zumischflüssigkeit in eine Hauptflüssigkeit,

mit einem Kanal für die Aufnahme und den Durchfluss der Hauptflüssigkeit, welcher Kanal stromoben eine Anzapfung und stromunten eine Einmündung für die Zumischflüssigkeit hat, wobei der Wirkdruck der Druckunterschied zwischen der Anzapfung und der Einmündung ist, derart, dass mittels der Anzapfung dem Hauptflüssigkeitsstrom die Flüssigkeitsmenge entnommen wird, die zur Verdrängung der Zumischflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter erforderlich ist.

Solche Vorrichtungen sind an sich in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.

Die Erfindung bezweckt eine Zumischvorrichtung zu schaffen, die sehr gedrungen ist, weitgehend selbsttätig arbeitet und bei der der Zumischflüssigkeitsbehälter auswechselbar ist, so dass einem stets gleichbleibenden Gerätekopf Zumischflüssigkeitsbehälter unterschiedlicher Grösse angeschlossen werden können. Der Gerätekopf soll alle für die sichere Arbeitsweise zweckmässigen Elemente enthalten. Zweckmässig sind vor allem Rückschlagventile, Dosierventile, Entlüftungsventile und Abschaltventile. Die Dosierung soll in weiten Grenzen gleichbleibend gehalten werden können.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus nur drei Bauteilen, nämlich dem Behälter, der Gummimembran und dem alle weiter erforderlichen Komponenten enthaltenden Gerätekopf.

Der Gerätekopf kann auf seiner dem Vorratsbehälter und der Trennmembran zugewandten Fläche ein Lochblech tragen und zwischen dem Lochblech und der Fläche des Gerätekopfs kann ein Raum gelassen sein. Hiermit wird erreicht, dass nach Verdrängen der Zumischflüssigkeit aus dem Raum zwischen dem Lochblech und der Trennmembran die Membran zur Anlage an dem Lochblech kommt, so dass zwischen dem Gerätekopf und dem Lochblech ein anderer Flüssigkeitsdruck als ausserhalb des Lochblechs entsteht, der als Mittel zur Anzeige der Erschöpfung der Zu-. mischflüssigkeit dienen kann.

Weiter kann im Kanal ein Absperrventil eingesetzt sein, dessen Schaltzustand abhängig ist von der Differenz der Drücke im Kanal und im Lochblech-Raum zwischen dem Lochblech und dem Gerätekopf. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, dass der Ventilkörper eine starre Verbindung zu einem Kolben - hier Steuerkolben genannt - hat, der an seinem Umfang abgedichtet im Gerätekopf geführt ist und auf seiner einen Kolbenfläche hydraulisch mit dem Lochblech-Raum zwischen dem Gerätekörper und dem Lochblech in Verbindung steht, während seine andere entgegengesetzt weisenden Kolbenfläche von der Hauptflüssigkeit im Kanal beaufschlagt ist.

Wenn diese Drücke verschieden sind, was bei Erschöpfung des Zumischvorrats eintritt, wird der Steuerkolben eine Verschiebebewegung ausführen, die zum Absperren des Hauptstromes und damit zum Stillsetzen des Gerätes ausnutzbar ist.

Vorzugsweise kann die vom Dichtsitz des Absperrventils umschlossene wirksame Ventilfläche kleiner sein als die dem Raum auf der Seite des Lochbleches zugewandten Fläche des Steuerkolbens und bei geschlossenem Absperrventil wirken die sich aus diesen Flächen und den entstehenden Drük-ken ergebenden Kräfte über die starre Verbindung zwischen dem Ventilkörper und dem Steuerkolben gegeneinander, wobei die Ventilfläche dem stromauf herrschenden Druck ausgesetzt ist. Dies führt dazu, dass das Absperrventil vom Druck im Kanal geschlossen gehalten bleibt, solange der Druck in dem vom Lochblech eingeschlossenen Lochblech-Raum im Verhältnis der wirksamen Flächen kleiner als der Druck im Kanal ist.

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Anstelle des Steuerkolbens kann zwischen dem Lochblechraum und dem Kanal eine Steuermembran angeordnet sein, die das Absperrventil steuert.

Nachfolgend wird anhand einer Zeichnungsfigur ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Die für den Betrieb wesentlichen Bestandteile des Gerätes sind in einem Körper untergebracht, der hier als Gerätekopf 10 bezeichnet wird. Er besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Dieser Gerätekopf 10 weist auf seiner einen, in der normalen Betriebslage unteren Kopffläche 11 eine Ringfläche 12 auf, die als Gegenflansch zu einem Flansch 13 am oberen offenen Rand eines Vorratsbehälters 14 dient. Im betriebsfertig zusammengebauten Gerät ist zwischen die beiden Flanschflächen 12 und 13 von Behälter 14 und Gerätekopf 10 der Rand einer gummielastischen Trennmembran 15 rundum dicht eingespannt. Der Behälterraum 16 innerhalb der Trennmembran 15 ist für die Aufnahme der der Haupt-flüssigkeit zuzumischenden Zumischflüssigkeit, beispielsweise eines Schaummittels bestimmt, während der Zwischenraum 17 zwischen der Innenwand des Behälters 14 und der Aussenwand der Trennmembran 15 für die Aufnahme der von der Hauptflüssigkeit abgezweigten Verdrängungsflüssigkeit vorgesehen ist.

Die Hauptflüssigkeit, der das Zumischmittel zugemischt werden soll, durchliesst einen Kanal 24 im Gerätekopf 10. Dieser Kanal 24 geht von einer Eintrittsöffnung 18 zu einer Auslassöffnung 19 und hat eine Anzapfung 20 und eine Einmündung 21. Zwischen der Anzapfung 20 und der Einmündung 21 entsteht infolge der Strömung der Hauptflüssigkeit ein Druckgefälle, das noch dadurch verstärkt wird, dass der Bereich der Einmündung 21 als Venturi-Düse 22 ausgebildet, also verengt ist, was zu einer erhöhten Durchflussge-schwindigkeit und Druckabsenkung führt. Dieses Druckgefalle zwischen der Anzapfung 20 und der Einmündung 21 ist der Wirkdruck, mit dessen Hilfe das Zumischmittel bei der Einmündung 21 in die Hauptflüssigkeit getrieben wird. Wirkdruckmischer dieses grundsätzlichen Aufbaus, nämlich bestehend aus einer Venturi-Düse 22 mit Einmündung 21 und einer stromauf gelegenen Anzapfung 20 zur Herstellung des Wirkdrucks sind bekannt.

Ein Kanal, hier als Steuerbohrung 23 bezeichnet, verbindet die Anzapfung 20 mit dem Zwischenraum 17, so dass der Druck an der Anzapfung 20 auch in diesem Zwischenraum 17 herrscht. Zwischen der Anzapfung 20 und der Einmündung 21 enthält der Kanal 24 für die Hauptflüssigkeit ein Absperrventil 25, das als selbsttätiges Absperrventil wirkt.

Auf der dem Vorratsbehälter 14,16 zugewandten Kopffläche 11 weist der Gerätekopf 10 ein gelochtes Blech, bzw. ein Lochblech 26 auf, das die in der Zeichnung dargestellte Form hat, also von den am Rand liegenden Befestigungsstellen am Gerätekopf 10 ausgehend, sich radial einwärts von der Kopffläche 11 entfernt und so einen Lochblechraum 27 umschliesst. Die möglichen Formen und auch die Art der Lochung dieses Lochbleches 26 ergibt sich aus seiner Aufgabe. Die Kopffläche 11 weist innerhalb ihrer vom Lochblech 26 umschlossenen Fläche zwei Öffnungen auf, nämlich eine Mündung 28 eines Einfüllkanals 29, der die Verbindung zu einer Einfüllöffnung 30 herstellt, und den Auslass 31 für das Zumischmittel, von dem aus ein Kanal 32 zur Mündung 21 geht. In diesem Kanal 32 sitzen ein Rückschlagventil 33 und ein Dosierventil 34. Alle diese Kanäle und Ventile befinden sich im Kopf 10. Ferner enthält der Gerätekopf 10 noch ein automatisches Entlüftungsventil 35 in einem Entlüftungskanal 43, der den Zwischenraum 17 mit der Aussenluft verbindet.

Das Absperrventil 25 besteht aus einem Ventilkörper, der sich zum Ventilschluss auf seinen Ventilsitz 36 in Richtung der Strömung der Hauptflüssigkeit bewegt, so dass der Ventilkörper unter dem die Strömung treibenden Druck schliesst, sofern nicht weitere Kräfte am Ventilkörper angreifen. Zur Betätigung des Absperrventils 25 ist jedoch eine starre Verbindung mittels einerVentilstange 37 zu einem Steuerkolben 38 vorgesehen. Dieser Steuerkolben 38 sitzt ebenfalls im Gerätekopf 10 und wendet seine eine, nämlich untere, Stirnfläche 39 dem Lochblech-Raum 27 zu und wird so aus dem Druck in diesem Raum beaufschlagt. An seinem Umfang ist der Steuerkolben 38 im Gerätekopf 10 abgedichtet. Auf seiner anderen Kolbenfläche 40 steht der Steuerkolben 38 hydraulisch in Verbindung mit dem Kanal 24 unterhalb des Absperrventils 25. Die Stirnfläche 39 ist grösser als die von der Ringdichtung 41 am Absperrventil 25 bei geschlossenem Ventil auf dem Ventilsitz 36 umschlossenen Fläche, so dass bei gleichen Drücken im Lochblech-Raum 27 und im stromoberen Teil des Kanals 24 infolge des Grössenunterschieds der wirksamen Flächen das Absperrventil 25 angehoben und geöffnet ist.

Damit die von der Hauptflüssigkeit abgezweigte Verdrängungsflüssigkeit den Zwischenraum 17 verlassen kann, ist im unteren Teil des Behälters 14 ein Ablasshahn 42 vorgesehen.

Es sei von einem gefüllten, betriebsbereiten Gerät ausgegangen. Der Behälterraum 16 ist dann voller Zumischflüssigkeit, z.B. Schaummittel, Desinfektionsflüssigkeit oder Reinigungsflüssigkeit, und der Ablasshahn 42 geschlossen. Die Hauptflüssigkeit sei Wasser, dem das Mittel zugemischt werden soll. Das Gerät wird dadurch in Betrieb genommen, dass der Einlass 18 an die Wasserquelle mit entsprechendem Wasserdruck angeschlossen wird. Durch den oberen Ast des Kanals 24 gelangt das Wasser bzw. der Wasserdruck an das Absperrventil 25 und über die Steuerbohrung 23 in den Zwischenraum 17. Der Druck im Zwischenraum 17 pflanzt sich über die mit Flüssigkeit gefüllten Räume 16 und 27 auf die Stirnfläche 39 des Steuerkolbens 38 fort. Auch wenn das Absperrventil 25 geschlossen war, wird es sich jetzt öffnen, denn auf seinen beiden Wirkungsflächen, die durch die Stirnfläche 39 des Steuerkolbens 38 und die Ringdichtung 41 bestimmt sind, steht gleicher Druck, so dass die Richtung der Bewegung des Absperrventils 25 von der grösseren Fläche 39 bestimmt wird. Über die Ventilstange 37 wird also das Absperrventil 25 abgehoben, wodurch der Weg vom Einlass 18 zum Auslass 19 frei wird. Die strömende Hauptflüssigkeit erzeugt den Wirkdruck und die Zumischflüssigkeit wird von dem bei der Anzapfung 20 in den Zwischenraum 17 eintretenden Wasser durch den Lochblechraum 27 in den Kanal 32 verdrängt. Es tritt bei der Einmündung 21 in den Wasserstrom, wird also hier zugemischt. Während dieses Vorgangs stehen auf den beiden Stirnflächen des Steuerkolbens 38 im wesentlichen gleiche Drücke.

Ist die Zumischflüssigkeit verbraucht, legt sich die Trennmembran 15 an das Lochblech 26. Eine weitere Verdrängung ist damit unmöglich gemacht und der Druck im Lochblech-Raum 27 baut sich dann ab auf einen um den Wirkdruck verminderten Druck. Dieser Druck steht auch an der Stirnfläche 39 des Steuerkolbens 38, während an seiner Gegenfläche 40 noch der volle Wasserdruck ansteht. Der Steuerkolben 38 bewegt sich also zum Lochblech-Raum 27 hin und nimmt dabei mittels der Ventilstange 37 das Absperrventil 25 mit, bis letzteres dicht schliesst. Wenn die Trennmembran 15 am Lochblech 26 anliegt, wenn also die Zumischflüssigkeit im wesentlichen verbraucht ist, schaltet sich auf diese Weise das Gerät selbsttätig ab.

Um das Gerät erneut betriebsbereit zu machen, ist es zunächst zu füllen. Dazu wird der Ablasshahn 42 geöffnet und die Zumischflüssigkeit durch die während des Betriebs allerdings verschlossene Einfüllöffnung 30 in den Behälter-Raum

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16 eingelassen. Der Behälter-Raum 16 kann so weit gefüllt werden, wie es der Vorratsbehälter 14 zulässt, also bis zur Anlage der Trennmembran 15 an der Behälterinnenwand. Über das automatische Entlüftungsventil 35 kann Luft, die sich zwischen dem Vorratsbehälter 14 und der Trennmembran 15 befindet, entweichen, so dass ein gleichmässiger, pulsationsfreier Betrieb gewährleistet ist.

Das Rückschlagventil 33 verhindert, dass Wasser aus dem Kanal 24,22 in die Zumischflüssigkeit eindringt.

Das Absperrventil 25 könnte statt durch einen Steuerkolben 38 auch durch eine Steuermembran gesteuert werden, die zwischen dem Lochblech-Raum 27 und dem Kanal 24 angeordnet ist. Dabei steht die Membran mit dem Absperrventil 25 in Wirkverbindung.

Mit dem beschriebenen Gerät kann einer Hauptflüssigkeit, z.B. einem Wasserstrom, eine Zumischflüssigkeit bis zu 5% zugemischt werden. Der Wasserstrom liegt vorzugsweise zwischen 51 pro Minute und 301 pro Minute.

Das Dosierventil 34 erlaubt die stufenlose Einstellung der Zumischung, die unabhängig von der Grösse des Durchflussstromes ist. Alle funktionell wichtigen Vorrichtungen befinden sich im Gerätekopf 10. An seinen Flanschrand 12 können recht unterschiedlich grosse Vorratsbehälter 14 angeschlossen werden. Erforderlich ist lediglich die gleiche Ausbildung des Flansches. Bevorzugt werden Vorratsbehälter mit Volumina zwischen 5 und 151.

Eine Fehldosierung ist dank des selbsttätigen Absperrventils 25 ausgeschlossen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

652 614 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Zumischen einer Zumischflüssigkeit in eine Hauptflüssigkeit, mit einem Kanal (24) für die Aufnahme und den Durchfluss der Hauptflüssigkeit, welcher Kanal (24) stromoben eine Anzapfung (20) und stromunten eine Einmündung (21) für die Zumischflüssigkeit hat; wobei der Wirkdruck der Druckunterschied zwischen der Anzapfung (20) und der Einmündung (21) ist, derart, dass mittels der Anzapfung (20) dem Hauptflüssigkeitsstrom die Flüssigkeitsmenge entnommen wird, die zur Verdrängung der Zumischflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (14) erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (24) mit der Anzapfung (20) und der Einmündung (21) in einem Gerätekopf (10) liegt, der mit dem auswechselbaren Vorratsbehälter (14) für die Zumischflüssigkeit unter Zwischenlage einer gummielastischen Trennmembran (15) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gerätekopf (10) auf seiner dem Vorratsbehälter (14) und der gummielastischen Trennmembran (15) zugewandten Kopffläche (11) ein Lochblech (26) trägt und dass zwischen dem Lochblech (26) und der Kopffläche (11) des Gerätekopfs (10) ein Lochblech-Raum (27) gelassen ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kanal (24) ein Absperrventil (25) liegt, dessen Schaltzustand abhängig ist von der Differenz der Drücke im Kanal (24) und im Lochblech-Raum (27).

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (25) eine starre Verbindung, z.B. Ventilstange (37), zu einem Steuerkolben (38) hat, der an seinem Umfang abgedichtet im Gerätekopf (10) geführt ist und auf seiner einen Kolbenfläche (39) hydraulisch mit dem Lochblech-Raum (27) in Verbindung stehet, während seine andere entgegengesetzte Kolbenfläche (40) von der Hauptflüssigkeit im Kanal (24) beaufschlagt ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Ventilsitz (36) des Absperrventils (25) umschlossene wirksame Ventilfläche kleiner ist als die dem Lochblech-Raum (27) zugewandte Kolbenfläche (39) des Steuerkolbens (38) und dass bei geschlossenem Absperrventil (25) die sich aus diesen Flächen und den dazu gehörigen Drücken ergebenden Kräfte über die starre Verbindung (37) einander entgegenwirken, wobei die Ventilfläche dem stromoben herrschenden Druck im Kanal (24) ausgesetzt ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch eine Steuermembran, die das Absperrventil (25) steuert und zwischen dem Lochblech-Raum (27) und dem Kanal (24) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Gerätekopf (10) eine Venturi-Düse (22) im Bereich der Einmündung (21), was zu einer erhöhten Durchflussgeschwindigkeit und Druckabsenkung der Hauptflüssigkeit führt, eine Steuerbohrung (23), die die Anzapfung (20) mit einem Zwischenraum (17) zwischen dem Vorratsbehälter (14) und der Trennmembran (15) verbindet, ein Einfüllkanal (29), der die Verbindung zu einer Einfüllöffnung (30) herstellt, ein Rückschlagventil (33) und ein Dosierventil (34) in einem Verbindungskanal (32) zwischen Lochblech-Raum (27) und Einmündung (21), und schliesslich ein Entlüftungsventil (35) in einem Entlüftungskanal (43) der den Zwischenraum (17) mit der Aussenluft verbindet, angeordnet sind.