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Dokumentenidentifikation DE60126308T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001330578
Titel FLÜSSIGKEITSDOSIERVORRICHTUNGEN
Anmelder Slade, Brian, Ashford, Kent, GB
Erfinder Slade, Brian, Ashford, Kent TN24 8BX, GB
Vertreter LEINWEBER & ZIMMERMANN, 80331 München
DE-Aktenzeichen 60126308
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.10.2001
EP-Aktenzeichen 019786458
WO-Anmeldetag 30.10.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/GB01/04808
WO-Veröffentlichungsnummer 2002036894
WO-Veröffentlichungsdatum 10.05.2002
EP-Offenlegungsdatum 30.07.2003
EP date of grant 24.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse E03D 9/03(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Dosierung eines flüssigen Produkts in einen Flüssigkeitsstrom, und genauer gesagt, Vorrichtungen, die dafür vorgesehen sind, in Systemen mit intermittierendem Flüssigkeitsstrom verwendet zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform behandelt die Erfindung das Dosieren eines flüssigen Produkts in einen Sammelbehälter, wie z.B. ein Wasserklosett oder ein Harnbecken, in Verbindung mit dem Spülen des Behälters. Die Erfindung verfügt aber über einen breiteren Anwendungsbereich.

Stand der Technik

Obwohl bereits erwähnt, wird der Stand der Technik der vorliegenden Erfindung anhand der bevorzugten Anwendung in Form eines WC-Erfrischers dargelegt, und wie aus dem weiter unten Beschriebenen hervorgeht, weist die Erfindung eine viel breitere Anwendung als diese auf.

Die Bereitstellung von so genannten WC-Ertrischern in Form eines festen oder halbfesten Produkts, "WC-Steinen", die im inneren Rand eines WC-Beckens angebracht werden, wo das Spülwasser über das Produkt gespült und dadurch aufgelöst oder abgespült wird, um aktive Bestandteile in den Wasserstrom freizusetzen, ist seit langem bekannt.

Vor kurzem wurde vorgeschlagen, einen flüssigen WC-Erfrischer auf ähnliche Weise zu verwenden. In der EP-A-0.538.957 ist beispielsweise eine Vorrichtung beschrieben, die im inneren Rand eines WC-Beckens angebracht werden kann, um einen flüssigen Erfrischer in das Spülwasser zu dosieren.

In dieser Vorrichtung wird das flüssige Produkt aus einem porösen Substrat, das im Weg des Spülwassers angeordnet ist, in das Spülwasser dosiert. Das poröse Substrat wird mit dem flüssigen Produkt aus einem oberhalb des Substrats angebrachten Vorratsbehälter versorgt, wobei eine Mündung der Vorratsbehälter-Öffnung zur oberen Oberfläche des Substrats hin geöffnet ist. Obwohl diese Anordnung einen einfachen Aufbau aufweist, besteht ihr Nachteil darin, dass das Volumen des flüssigen Produkts, das zwischen den Spülungen in das Substrat fließt, zumindest teilweise von der Säulenhöhe der Flüssigkeit im Vorratsbehälter abhängig ist, da dies die Fließgeschwindigkeit aus dem Vorratsbehälter auf die Oberfläche des Substrats direkt beeinflusst. Daraus ergibt sich mit der Zeit eine Unbeständigkeit bei der Dosierung des flüssigen Produkts in das WC-Becken.

In der EP-A-0.785.315 ist die Weiterbildung der oben behandelten Vorrichtung beschrieben. Dabei wird das gleiche Grundprinzip des Dosierens eines flüssigen Produkts aus einem porösen Substrat in einen Wasserstrom angewandt. Das flüssige Produkt aus einem Vorratsbehälter wird auf die obere Oberfläche des Substrats jedoch mittels eines Regulierungskanals abgeschieden. Die Flüssigkeit wird durch eine Öffnung in den Kanal abgegeben, und es ist eine getrennte Luftöffnung in das Innere des Vorratsbehälters bereitgestellt. Die Größen der Dosieröffnung und der Luftöffnung sind eng mit der Viskosität der zu dosierenden Flüssigkeit verknüpft. Dadurch wird bewirkt, dass eine im Wesentlichen konstante Säulenhöhe der Flüssigkeit oberhalb des Substrats, unabhängig vom Stand im Vorratsbehälter, bereitgestellt wird. Obwohl diese Anordnung eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit des flüssigen Produkts zum absorbierenden Substrat bereitstellt, kann es dennoch zu einer ungleichmäßigen Dosierung des Spülwassers kommen, was zumindest teilweise von der Zeit, die zwischen den Spülungen vergeht, abhängt. Es wird davon ausgegangen, dass dies auf die Verlässlichkeit der Vorrichtung bei der Koagulation des flüssigen Produkts zurückzuführen ist, um dessen Stromfluss auf das Substrat zu hemmen; ein Mechanismus, der sehr stark von der Umgebung, in der die Vorrichtung betrieben wird, abhängt. Es wird auch angenommen, dass die Säulenhöhe der Flüssigkeit, die auf das Substrat drückt, zur "Übersättigung" des Substrats führen kann, wodurch dieses eine zu starke Beladung mit dem Produkt erfährt.

In der WO-A-0.049.238 ist eine Verteilervorrichtung zur Freisetzung einer Substanz in ein WC-Becken als ein perforiertes oder geschlitztes Rohr ausgebildet, das im Spülwasserweg um das Becken herum eingepasst ist. Feststoffe oder Flüssigkeiten im Rohr werden mit dem Spülwasser herausgewaschen. Das Rohr kann aus Umleerbehältern (1922) befüllt werden. Angaben darüber, wie eine Flüssigkeit im Rohr zurückgehalten werden kann, wenn die Spülung nicht getätigt wird, liegen keine vor.

In der WO-A-9.220.876 enthält eine Einkammervorrichtung, die im Spülwasserweg aufzuhängen ist, einen Feststoff oder ein Gel in der Kammer, in die Wasser von oben durch einen perforierten oder porösen Boden gelangt. Das Gel oder der Feststoff wird aufgelöst und tropft aus dem Behälter. Ein spezifischer Lufteinlass ist nicht offenbart. Der Vorgang entspricht nicht unbedingt der Menge des Spülwassers, und wird aufgrund von dessen Langsamkeit nach erfolgter Spülung eine gewisse Zeit lang fortgesetzt. Der Erfinder offenbarte nicht, dass Flüssigkeiten verwendet werden könnten.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber, dass ein flüssiges Material oder ein flüssiges Gel (z.B. eines, das unter Einwirkung von Schwerkraft fließt), wie z.B. ein Deodorant, Parfum, Desinfektionsmittel oder Bleichmittel, verlässlich in der Vorrichtung zurückgehalten wird, bis die Vorrichtung mit Wasser kontaktiert wird, und aufgrund der Fließfähigkeit, unmittelbar, verlässlich und proportional in das Wasser fließt und anschließend den Stromfluss verringert, wenn der Wasserstrom abnimmt. Das Wasser ist üblicherweise Spülwasser eines WC-Beckens oder eines Urinals, wobei es sich auch um Bade- oder Waschbeckenwasser handeln kann.

In der EP-A-1.046.755 wird eine Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter durch eine begrenzte Öffnung abgegeben, was zusammen mit der Viskosität der Flüssigkeit bekannterweise zur Ausübung eines Drucks auf eine poröse Platte führt, der vom Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter unabhängig ist. Die poröse Platte wird gegenüber der Öffnung von einer nichtporösen Wand einer Kammer getragen und Flüssigkeit von der Seite in die Platte zu Abschnitten davon transportiert, die außerhalb der Kammer Spülwasser ausgesetzt sind.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Dosieren eines Produkts in einen Flüssigkeitsstrom bereit, wobei die Vorrichtung eine Kammer für das flüssige Produkt umfasst, wobei die Kammer eine poröse Wand aufweist, durch welche das flüssige Produkt transportiert wird, wenn sich eine Außenoberfläche der porösen Wand innerhalb des Flüssigkeitsstroms befindet, die aber das Produkt in der Kammer zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom abnimmt.

Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Produkt ein fließendes Medium ist (Flüssigkeit oder flüssiges Gel), und ist ferner durch die Bereitstellung einer hydraulischen Höhe in der Kammer, die im Wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von der Höhe des Produkts im Vorratsbehälter, durch Luftzufuhr aus der Atmosphäre, die den Druck in der Kammer mit Atmosphärendruck ausgleicht, gekennzeichnet.

Auf diese Weise kann die gewünschte "Ein-Aus"-Wirkung durch geeignete Auswahl des Widerstands der porösen Kammerwand gegenüber der durch sie erfolgenden Bewegung des flüssigen Produkts, beispielsweise durch Auswahl der Porengröße der Wand, bezogen auf die Rheologie des flüssigen Produkts, insbesondere hinsichtlich Viskosität, erzielt werden, wobei die Dosierung im Wesentlichen nicht von der Menge des im Vorratsbehälter zurückbleibenden Produkts beeinflusst wird. Insbesondere wird der Widerstand der Wand so gewählt, dass er ausreicht, um jeglichem Fließen des Produkts aus der Kammer im Wesentlichen standzuhalten, wenn die Kammeraußenwand Umgebungsdruck ausgesetzt ist, da dessen hydrostatischer Druck einen bestimmten Wert nicht übersteigen kann. Während jedoch die Flüssigkeit, in welche das Produkt dosiert wird, über die poröse Wand der Dosierungskammer strömt, kommt es an der Außenwand zu einem daraus resultierenden Abfall des statischen Drucks. Der Widerstand der porösen Wand ist so gewählt, dass der resultierende Druckunterschied durch die Wand hindurch, dass das flüssige Produkt durch die Wand nach außen hin in den Flüssigkeitsstrom fließt. Wenn der Flüssigkeitsstrom aufhört oder die Kammer aus der Strömung entfernt wird, wird der Druckausgleich durch die Wand der Kammer hindurch fast augenblicklich wiederhergestellt und das flüssige Produkt hört auf, sich durch die Wand zu bewegen.

Es versteht sich, dass die Erfindung somit eine Vorrichtung mit relativ einfachem Aufbau bereitstellt, die dennoch eine sehr gute Dosierungssteuerung des flüssigen Produkts in jene Flüssigkeit, die über die Kammer fließt, bieten kann. Als solche verfügt sie über eine breite Anwendbarkeit. Beispiele für bevorzugte Anwendungen umfassen das Dosieren eines Schaumbadprodukts oder dergleichen in Badewasser zusammen mit dem Leitungswasser sowie das Dosieren eines desodorierenden und/oder desinfizierenden flüssigen Produkts in ein WC-Becken oder ein Urinal in Verbindung mit Spülwasser.

Folglich gibt es Mittel zum Aufhängen der Dosierkammer innerhalb des Sammelbehälters im Flüssigkeitsstromweg.

Der Sammelbehälter kann beispielsweise ein Wasserklosett oder ein Urinal sein.

In beiden der obigen Aspekte weist der Vorratsbehälter oder Behälter, aus welchem das Produkt zur Kammer zugeführt werden kann, ein geschlossenes oberes Ende auf und wird mittels Schwerkraft zur Kammer geleitet. Bei einer solchen Anordnung würde es sich als problematisch herausstellen, wenn die gesamte Höhe der Flüssigkeit im Vorratsbehälter in der Dosierungskammer wirkt. Der resultierende statische Druck könnte beispielsweise ein Durchsickern des flüssigen Produkts durch die poröse Wand der Kammer führen, wenn der Vorratsbehälter voll ist. Wenn der Widerstand der Wand ausreichend hoch eingestellt ist, um ein solches Durchsickern zu verhindern, wenn die Höhe im Vorratsbehälter mit dem Gebrauch des Produkts abnimmt, reicht, alternativ dazu, der statische Druck in der Dosierungskammer mitunter nicht aus, um das Strömen von Flüssigkeit durch die Wand zu bewirken, wenn Flüssigkeit durch die Wand hindurch fließt.

Daher ist die Dosierungsvorrichtung so angeordnet, dass der hydrostatische Druck in der Kammer im Wesentlichen unabhängig vom Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter gehalten wird.

Dies wird mittels einer Anordnung erreicht, in welcher die Vorrichtung eine Luftzufuhr umfasst, durch welche Luft in das untere Ende des Vorratsbehälters oder der Kammer eintreten kann. Der Boden des Vorratsbehälters ist bis auf einen Auslass zur Dosierungskammer ebenfalls geschlossen.

Wie bei einem gewöhnlichen "Hühnerversorgungsautomaten" wird diese Anordnung in einen Gleichgewichtszustand geführt, bei welchem die Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter aufgrund einer Druckminderung in einem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit im Vorratsbehälter an dessen geschlossenem oberem Ende vom Atmosphärendruck gehalten wird, der über die Luftzufuhr, wie nachstehend detaillierter erläutert, auf das Produkt in der Dosierungskammer einwirkt.

Es ist darüber hinaus erwünscht, einen Ausgleich für Temperaturabweichungen, die, wie herausgefunden wurde, zu einer signifikanten Volumenausdehnung des am oberen Ende der Kammer eingeschlossenen Lufteinschlusses führen und in der Folge das erzielte Druckgleichgewicht stören können, bereitzustellen. Daher sind vorzugsweise Mittel bereitgestellt, um Flüssigkeit aufzunehmen, die aufgrund einer solchen Ausdehnung verdrängt wird.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Dosierungsverschluss für einen Behälter, beispielsweise eine Flasche mit einer verschlossenen Oberseite, wenn diese umgedreht wird, bereit, wobei der Verschluss eine Kammer umfasst, die mit einer Flüssigkeit oder einem flüssigen Gel befüllt ist und aufgrund der Schwerkraft vom Behälter in die Kammer fließt, wenn diese mit dem Behälter verbunden ist, wobei die Kammer eine poröse Wand aufweist, durch welche das Produkt transportiert wird, wenn die Außenoberfläche der porösen Wand innerhalb eines Flüssigkeitsstroms angeordnet ist, jedoch das Produkt zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom durch die Wand hindurch abnimmt, sowie Mittel zur Aufrechterhaltung eines konstanten hydrostatischen Drucks in der Kammer (wenn diese mit einem umgedrehten Produktbehälter verbunden ist) mittels Luftzufuhr von der Umgebung in die Kammer umfasst, um den Druck an der Produkt-Luft-Grenzfläche mit dem atmosphärischen auszugleichen.

Wenn der Verschluss beispielsweise in einer oberen Öffnung eines Behälters eingebaut ist, kann die Dosierungskammer zum Inneren des Behälters hin offen sein, sodass sie einfach durch Umdrehen des Behälters befüllt werden kann. Der umgedrehte Behälter kann anschließend mit der Dosierungskammer unter einen Flüssigkeitsstrom, beispielsweise fließendes Leitungswasser, gehalten werden, wenn es sich beim dosierten Produkt beispielsweise um ein Schaumbad handelt, damit das flüssige Produkt in die fließende Flüssigkeit dosiert wird.

Die flüssigen Produkte, die mit jedem der verschiedenen Aspekte der Erfindung verwendet werden, umfassen vorzugsweise eine Komponente, die eine Affinität für die Strömungsflüssigkeit aufweist, in die sie eingeleitet werden sollen. Wenn die Strömungsflüssigkeit beispielsweise Wasser ist, kann das flüssige Produkt eine Komponente mit hydrophilen Eigenschaften, wie z.B. ein Tensid, umfassen.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend detaillierter anhand von Beispielen bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:

1 eine Seitenschnittansicht einer Dosierungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

2 eine Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von 1 ist;

3 eine Seitenschnittansicht einer weiteren Dosierungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;

4 eine Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von 3 ist, die den Vorratsbehälter im Wesentlichen in angefülltem Zustand zeigt;

5 eine Vorderansicht der Vorrichtung der 3 ist, die den Vorratsbehälter in entleertem Zustand zeigt; und

6 einen Dosierungsverschluss gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, der in der Dosierungsöffnung eines Behälters eingebaut ist.

Die Dosierungsvorrichtungen 2, 2' der 1 bis 2 und 3 bis 5 sind angepasst, um ein flüssiges Produkt, wie z.B. ein Reinigungs- und/oder Desodorierungsprodukt in das Becken B eines Wasserklosetts zusammen mit der Wasserströmung F, die bei Spülen des Wasserklosetts erzeugt wird, zu dosieren. Die Dosierungsvorrichtungen 2, 2' umfassen jeweils eine Dosierungskammer mit einer porösen Wand 6, 6' in zylindrischer Form, die mittels Bügel 8, 8' vom Rand R des WC-Beckens B im Weg des Spülwassers F hängt. Ein flüssiges Produkt P wird aufgrund der Schwerkraft aus einem Vorratsbehälter 10, 10', der oberhalb der Kammer 6, 6' angebracht ist, zur Dosierungskammer 6, 6' zugeführt.

Eine Haltevorrichtung 12, 12', an welche der Bügel 8, 8' angebracht ist, dient als Halterung für sowohl die Dosierungskammer 6, 6' als auch den Vorratsbehälter 10, 10'. Ein Hohlraum 14, 14' innerhalb der Haltervorrichtung 12, 12' dient als Leitung zwischen einem Vorratsbehälterauslass 16, 16' und einem zentral angeordnetem Einlass 18, 18' zur Dosierungskammer 6, 6'.

Der Vorratsbehälter 10, 10' ist abnehmbar innerhalb eines entsprechend geformten Sitzes 20, 20' in der Haltevorrichtung aufgenommen, was die Entfernung und Ersetzung oder Wiederbefüllung des Vorratsbehälters ermöglicht, sobald das von ihm gehaltene flüssige Produkt aufgebraucht ist. Es ist vorgesehen, die Vorratsbehälter in einer anfangs versiegelten Anordnung bereitzustellen. Eine Versiegelung 22, 22' entlang des Auslasses des Vorratsbehälters kann mit einem spitzigen Mittel 20, 20' durchdrungen werden, das in diesen Beispielen einstückig mit der Haltevorrichtung ausgebildet ist, wodurch die Versiegelung durchbrochen wird, wenn der Vorratsbehälter 10, 10' auf dessen Sitzen 20, 20' eingebaut wird.

Bei Gebrauch fließt das Spülwasser F über die poröse Wand 26, 26' der Dosierungskammer 6, 6', wodurch an dessen Außenoberfläche eine Druckminderung erzeugt wird, die ausreicht, um einen ausreichend starken Druckunterschied durch die Wand 26, 26' hindurch zu bewirken, damit das flüssige Produkt P nach außen hin durch die Wand fließt. Die Dosierung des Produkts P in den Wasserstrom F erfolgt daher auf gesteuerte Weise in Form von mikrofeinen Filamenten, die aus den Poren der Wand abgegeben werden. Dadurch wird die Löslichkeit des Produkts P im fließenden Wasser F stark verbessert, was beispielsweise zu verbessertem Schäumen des Produkts führt, wenn dies gewünscht wird.

Sobald der Wasserstrom F aufhört, fällt der Druck an der Außenseite der porösen Wand 26, 26' fast augenblicklich auf Umgebungsdruck zurück und die Strömung des flüssigen Produkts durch die Wand hört auf. Die flüchtigeren Parfumkomponenten des flüssigen Produkts, können, wenn sie vorliegen, jedoch sogar in Abwesenheit eines Wasserstroms durch die Wand dringen, wodurch eine kontinuierliche desodorierende Wirkung erzielt wird.

Es ist darüber hinaus zu beachten, dass sofern die Dosierungskammer eine Kapazität aufweist, die größer als die Dosis des Produkts pro Betätigung der Spülung des Wasserklosetts ist, und/oder die Schwerkraftzufuhr aus dem Vorratsbehälter ausreichend schnell erfolgt, die Dosiszufuhr fast konstant bleibt, sodass ungeachtet dessen, wie rasch die Spülungen des Wasserklosetts aufeinander folgen, immer die gewünschte Dosis des Produkts zum Wasserstrom F zugeführt wird.

Die Vorrichtung kann zum Dosieren einer Reihe von flüssigen Produkten in einen Flüssigkeitsstrom verwendet werden. Üblicherweise umfasst das Produkt für die beschriebene, als Beispiel angeführte Anwendung – Reinigung und Desodorierung eines WC-Beckens – sowohl Tenside als auch Parfumkomponenten. Das rheologische Verhalten des Materials, insbesondere dessen Viskosität, können in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der porösen Wand der Dosierungskammer 6, 6' ausgewählt werden, die üblicherweise Poren mit einer Größe von 50 bis 120 &mgr;m oder umgekehrt aufweist, um zu gewährleisten, dass das flüssige Produkt P im Spülwasser F geeignet dosiert ist. Normalerweise ist das flüssige Produkt P viskoser als die Strömungsflüssigkeit F.

Damit der Druckunterschied durch die Wand 26, 26' der Dosierungskammer 6, 6' hindurch von Spülung zu Spülung im Wesentlichen konstant gehalten werden kann, um eine regelmäßige Dosierung zu gewährleisten, kann es wichtig sein, sicherzugehen, dass der hydrostatische Druck des flüssigen Produkts P innerhalb der Kammer 6, 6' im Wesentlichen konstant gehalten wird, auch wenn sich die Höhe der Flüssigkeit im Vorratsbehälter 10, 10' im Laufe der Zeit durch das Aufbrauchen des Produkts P verringert. Die 1 und 3 zeigen zwei alternative Anordnungen, die zur Erreichung dieses Ziels verwendet werden.

Zuerst auf 1 bezugnehmend, ist ersichtlich, dass sich ein Luftzufuhrrohr 30 an seinem unteren Ende 32 in den Hohlraum 14 der Haltevorrichtung 12 hin öffnet. Das obere Ende 34 dieses Rohrs ist zur Atmosphäre hin offen. Wenn der Vorratsbehälter 10 anfangs an der Haltevorrichtung 12 angebracht wird, wird dessen Auslass 16 mittels der Spitze 24 geöffnet und das Produkt P strömt aus dem Vorratsbehälter 10 durch den Hohlraum 14 in die Dosierungskammer 6 hinunter. Die aus dem Vorratsbehälter 10 entweichende Flüssigkeit wird durch Luft ersetzt, die über das Luftzufuhrrohr 30 in den Vorratsbehälter gelangt. Sobald die Flüssigkeit im Hohlraum 14 das untere Ende 32 des Zufuhrrohrs 30 bedeckt, wird der Luftzustrom zum Vorratsbehälter 10 abgeschnitten. Dies führt wiederum zu einem Druckabfall im freien Raum 36 oberhalb des flüssigen Produkts im Vorratsbehälter 10. Ein Gleichgewichtszustand wird rasch erreicht, bei dem die flüssige Säule im Vorratsbehälter 10 und der Hohlraum 14 oberhalb des unteren Endes 32 des Luftzufuhrrohrs 30 angesichts der Druckminderung im Raum 36 durch Atmosphärendruck an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 38 am untere Ende des Luftzufuhrrohrs 30 getragen werden.

Während das Produkt in das Spülwasser F dosiert wird, sinkt der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter 10 weiter. Dies führt zum Volumenanstieg des geschlossenen Luftraums 36 und in der Folge zu einem Luftdruckabfall in diesem Raum 36. Dadurch wird wiederum bewirkt, dass Luft durch das Luftrohr 30 in den Hohlraum 14 strömt, die Luft am unteren Ende 32 des Rohrs 30 eine Reihe von Bläschen 40 bildet, um durch den Vorratsbehälter zum Luftraum 36 nach oben hin zu sprudeln, was den Druck in jenem Raum erhöht, bis der Druckausgleich erneut hergestellt ist. Nach Erlangung des Druckausgleichs entspricht der hydrostatische Druck der Flüssigkeit am Niveau des unteren Endes des Luftrohrs 30 erneut Atmosphärendruck.

Da Atmosphärendruck auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 38 am unteren Ende des Luftrohrs 30 wirkt, entspricht anschließend der hydrostatische Druck der Flüssigkeit am Niveau dieser Grenzfläche 38 im gezeigten Druckausgleichszustand signifikanterweise Atmosphärendruck. Somit wird der hydrostatische Druck an diesem Niveau im Hohlraum 14 und folglich der hydrostatische Druck innerhalb der Dosierungskammer 6, ungeachtet des Flüssigkeitsstands im Vorratsbehälter 10, im Wesentlichen konstant gehalten.

3 zeigt eine alternative Anordnung, die auf ähnliche Weise funktioniert, um den gewünschten, im Wesentlichen konstanten Druck innerhalb der Dosierungskammer 6' zu erzielen. Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung der 1 und jener, die in 3 veranschaulicht wird, liegt darin, dass die Letztere spezifisch angepasst ist, um gegen ein Durchsickern des Produkts aus der Dosierungskammer 6' aufgrund von Umgebungstemperaturabweichungen zu schützen.

In der Vorrichtung der 3 erstreckt sich ein Zufuhrrohr 50 vom Vorratsbehälterauslass 16 nach unten hin in den Hohlraum 14 der Haltevorrichtung. Das flüssige Produkt P tritt durch dieses Rohr 50, das im vorliegenden Beispiel am Vorratsbehälter 10' angebracht ist, jedoch gleichermaßen einstückig mit dem Sitz 20' der Haltevorrichtung 12' ausgebildet sein könnte, aus dem Hohlraum 14 aus. Ansonsten gleicht die Struktur der Vorrichtung stark der in 1 gezeigten, mit der Ausnahme, dass das Luftzufuhrrohr 30' nicht so weit in den Hohlraum 14 hineinragt.

Bei Gebrauch strömt das flüssige Produkt P, wie bei der Vorrichtung von 1, wenn der Vorratsbehälter 10' an der Haltevorrichtung 12' angebracht wird, in den Hohlraum 14' und von dort aus in die Dosierungskammer 6'. Im Gegensatz zur Vorrichtung von 1, bei welcher der Druckausgleichszustand erst erreicht wird, wenn der Hohlraum 14 und die Dosierungskammer 6 mit dem flüssigen Produkt vollständig befüllt sind, bewirkt die Gegenwart des Zufuhrrohrs 50 einen Druckausgleichszustand, der erhalten wird, während ein im Allgemeinen ringförmiger Luftraum innerhalb des Hohlraums 14 um dieses Rohr 50 herum erhalten bleibt. Der daraus resultierende freie Flüssigkeitsstand L im Hohlraum 14' ist über das Luftrohr 30' zur Atmosphäre hin offen. In diesem Zustand wird die Höhe der Flüssigkeit oberhalb des unteren Endes 52 des Zufuhrrohrs 50 durch den negativen Druck im Luftraum 36' am oberen Ende des Vorratsbehälters 10' aufgehoben.

Bei Aufbrauchen des flüssigen Produkts während des Betreibens der Vorrichtung, wenn der Flüssigkeitsstand im Hohlraum 14' unter das untere Ende 52 des Zufuhrrohrs 50 fällt, fließt das Produkt erneut aus dem Vorratsbehälter 10 in den Hohlraum, wodurch das untere Ende 52 des Rohrs wieder in seinen Gleichgewichtszustand gebracht wird, um die Vorrichtung in den Druckausgleichszustand zurückzuführen. Auf diese Weise wird der freie Flüssigkeitsstand im Hohlraum 14 am untersten Ende des Zufuhrrohrs 50 oder um dieses herum im Wesentlichen konstant gehalten. Da diese Oberfläche zur Atmosphäre hin offen ist, bedeutet dies wiederum, dass der hydrostatische Druck in der Dosierungskammer 6' ebenfalls, wie gewünscht, im Wesentlichen konstant gehalten wird.

Ein Anstieg der Umgebungstemperatur führt zur Ausdehnung der im Raum 36' oberhalb des flüssigen Produkts im Vorratsbehälter 10' eingeschlossenen Luft. Diese Ausdehnung verdrängt das flüssige Produkt aus dem Vorratsbehälter 10' in den Hohlraum 14', wodurch der Flüssigkeitsstand im Hohlraum steigt. Bei einer wie in i zu sehenden Anordnung würde dies das flüssige Produkt das Luftzufuhrrohr 30 hinauf treiben, wodurch die Höhe der Flüssigkeit oberhalb der Dosierungskammer steigen würde, was aufgrund des erhöhten hydrostatischen Drucks womöglich zum Durchsickern des Produkts durch die Wand der Kammer führen könnte. Mit der Anordnung von 3, bei welcher der Hohlraum 14 nicht angefüllt ist, muss jedoch ein viel größeres Volumen des Produkts aus dem Vorratsbehälter 10' in den Hohlraum 14' verdrängt werden bevor ein merklicher Anstieg im Flüssigkeitsstand L zu sehen ist. Die Auswirkungen eines Umgebungstemperaturanstiegs sind folglich signifikant geringer und mit dieser Anordnung höchstwahrscheinlich unbedeutend.

Ein ähnlicher Ausgleich bezüglich Temperaturschwankungen könnte in der Ausführungsform von 1 bereitgestellt sein, indem einem Abschnitt des Luftzufuhrrohrs 30 an dessen unterem Ende 32 oder in der Nähe davon ein vergrößerter Querschnitt verliehen wird, wodurch das Flächerrvolumen, in welches sich die Flüssigkeit ausdehnen kann, vergrößert wird, ohne dabei eine signifikante Strecke durch das Rohr 30 hinauf zurücklegen zu müssen.

Bezugnehmend auf 6, ist ein Behälter 60 mit einem Verschluss 62 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, der sich beispielsweise dazu eignet, ein Schaumbadprodukt P' bei geregelter Geschwindigkeit in ein Bad mit Wasser F', das aus einer Leitung T einfließt, zu dosieren.

Der Verschluss 62 umfasst einen porösen, kuppelförmigen Stöpsel 64, der innen hohl ist, um eine Dosierungskammer 66 zu definieren. Der Stöpsel 64 ist zum Inneren des Behälters 60 hin offen, wobei dieses offene Ende des Stöpsels 64 mit dem Ring 68 versiegelt ist, der das Ende des Stöpsels 64 umgibt und in der Öffnung 70 des Behälters aufgenommen ist, um diese zu verschließen.

Eine ringförmige Vertiefung 72, die von der Öffnung 70 des Behälters wegweist, ist im Ring 68 ausgebildet. Diese Vertiefung 72 dient zur Aufnahme der Basis einer Abdeckung (nicht angeführt), die zum Abdecken des Stöpsels 64 verwendet werden kann, wenn der Behälter 60 nicht gebraucht wird.

Ein U-förmiges Luftzufuhrrohr 74 öffnet sich in der Nähe des geschlossenen Endes des Stöpsels 64 an einem Ende zur Dosierungskammer 66 hin und ist am anderen Ende zur ringförmigen Vertiefung 72 hin geöffnet, wodurch eine Leitung für von außerhalb des Behälters 60 in die Dosierungskammer 66 einströmende Luft bereitgestellt wird. Günstigerweise wird das äußere Ende des Luftrohrs 74 in der Vertiefung 72, wenn gegenwärtig, von der Abdeckung (nicht angeführt) blockiert, um jegliches unvorhergesehenes Auslaufen des flüssigen Produkts P' durch diese Röhre zu verhindern, wenn der Behälter 60 aufrecht steht.

Bei Gebrauch wird der Behälter 60 umgedreht (wie in 6 gezeigt). Das flüssige Produkt P', beispielsweise ein Badeschaumprodukt, fließt in die Dosierungskammer 66 aus dem Inneren des Behälters 60. Dabei wird der Druck der eingeschlossenen Luft im Raum 76 oberhalb des Produkts P' an der Basis 78 des Behälters 60 verringert und, wie in den Vorrichtungen der 1 und 3, ein Druckausgleichszustand erreicht, bei dem die Säule der Flüssigkeit P' im umgedrehten Behälter 60 von einer Kombination aus Teilvakuum, das im Raum 76 erzeugt wird, und Atmosphärendruck, der an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 80 am inneren Ende des Luftzufuhrrohrs 74 wirkt, getragen wird. Die Porengröße der porösen Wand 65 der Dosierungskammer 66 wird, bezogen auf die Viskosität des flüssigen Produkts P', ausgewählt, um sicherzustellen, dass bei diesem Druckausgleichszustand mit umgedrehtem Behälter kein Produkt durch die Wand dringt.

Wenn der Behälter mit dem Stöpsel 64 in einem Wasserstrom F', z.B. aus einer Wasserleitung T, angeordnet wird, erzeugt die durch das fließende Wasser F' bewirkte Verringerung des statischen Drucks an der Außenseite der porösen Wand 65 einen Druckunterschied durch die Wand hindurch, der ausreicht, dass das flüssige Produkt P' durch die Wand dringt, um vom Wasserstrom F' aufgenommen zu werden.

Ähnlich wie bei den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen, sinkt das Niveau im Behälter 60, wenn das Produkt P' dispergiert wird, was zu einer weiteren Verringerung des Luftdrucks im Raum 76 führt. Das resultierende Ungleichgewicht des Druckzustands durch die flüssige Säule hindurch bewirkt, dass Luft durch das Luftrohr 74 sprudelt bis erneut ein Druckgleichgewicht erzielt wird. Das Ergebnis ist ein im Allgemeinen konstanter hydrostatischer Druck innerhalb der Dosierungskammer 66 bei oder bei etwa Atmosphärendruck (jener Druck, der auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 80 innerhalb der Kammer 66 wirkt), ungeachtet der Höhe des flüssigen Produkts P' im umgedrehten Behälter 60.

Wenn das Produkt P' beispielsweise ein Schaumbad ist, kann dessen auf gleiche wie oben beschriebene Weise erfolgende Dosierung unter Verwendung des Behälters 60von 6 sehr viel Schaum bei geringem Aufwand für den Benutzer erzeugen, vor allem weil der Behälter nicht gedrückt werden muss. Die Dosierung ist darüber hinaus leicht zu steuern und hängt fast zur Gänze von der Zeitdauer ab, in welcher der Stöpsel 64 unter die fließende Wasserleitung T gehalten wird.

Es können verschiedene Modifizierungen an den spezifisch beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden ohne von der in den Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen. Obwohl beispielsweise die porösen Wände der Dosierungskammern 6, 66 in den beschriebenen Beispielen im Wesentlichen steif sind, um formstabil zu bleiben, könnten sie beispielsweise durch eine halbdurchlässige Membran oder dergleichen ersetzt werden, die, falls sie selbst nicht ausreichend steif ist, um die Dosierungskammer zu bilden, durch andere Mittel getragen werden kann.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur Dosierung eines Produkts (P, P') in einen Flüssigkeitsstrom (F), wobei die Vorrichtung einen Vorratsbehälter (10, 10', 60) für das Produkt mit einem geschlossenen oberen Ende umfasst, wobei die Vorrichtung außerdem eine Kammer (6, 6', 66) für das Produkt umfasst, wobei die Kammer eine poröse Wand (26, 26', 65) aufweist, durch welche das Produkt (P, P') während der Anwendung transportiert wird, wenn sich eine Außenoberfläche der porösen Wand (26, 26', 65) innerhalb des Flüssigkeitsstroms (F, F') befindet, die aber das Produkt (P, P') in der Kammer (6, 6', 66) zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom (F, F') entlang der Wand endet, wobei das Produkt eine Flüssigkeit oder ein Gel ist, die/das aufgrund der Schwerkraft vom Vorratsbehälter in die Kammer fließt, wobei die Vorrichtung weiters eine Luftzufuhr (30, 30', 74) aus der Atmosphäre umfasst, durch welche Luft in das untere Ende des Vorratsbehälters oder der Kammer eintreten kann, um den Druck an der Produkt-Luft-Grenzfläche (38, L, 80) mit dem atmosphärischen auszugleichen, wodurch die hydrostatische Höhe in der Kammer (6, 6', 66) unabhängig von der Höhe des Produkts im Vorratsbehälter (10, 10', 60) im Wesentlichen konstant gehalten wird. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, worin die Luftzufuhr ein Rohr (30, 30') ist, das sich entlang des Vorratsbehälters auf das Niveau der Kammer erstreckt. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, die einen Luftraum in einem Hohlraum (14'), der sich über der Kammer aber unterhalb des Vorratsbehälters befindet, zur Aufnahme von Flüssigkeit bereitstellt, die als Folge der Ausdehnung aufgrund eines Temperaturanstiegs eines Lufteinschlusses (36') verdrängt wird, der am geschlossenen oberen Ende des Vorratsbehälters (10') eingeschlossen ist. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ein Mittel (24, 24') zum Durchdringen einer Versiegelung (22, 22') am Vorratsbehälter umfassend, wenn Letzterer in die Vorrichtung eingesetzt wird. Dosierverschluss (62) für einen Behälter (60) mit einem Auslass (70) und, wenn er umgedreht wird, einer verschlossenen Oberseite, wie z.B. eine Flasche, wobei der Verschluss eine Kammer (66) umfasst, die mit einem Produkt gefüllt wird, das eine Flüssigkeit oder ein Gel ist und aufgrund der Schwerkraft vom Behälter in die Kammer fließt, wenn diese mit dem Behälter verbunden ist, wobei die Kammer eine poröse Wand (65) aufweist, durch welche das Produkt nur dann transportiert wird, wenn die Außenoberfläche der porösen Wand innerhalb eines Flüssigkeitsstroms (F') angeordnet ist, wobei der Verschluss außerdem ein Mittel (74, 80) zur Aufrecherhaltung eines konstanten hydrostatischen Drucks des Produkts in der genannten Kammer umfasst, wenn diese mit dem genannten umgedrehten Produktbehälter verbunden ist, wobei das Mittel eine Luftzufuhr (74) von der Umgebungsatmosphäre in die Kammer (66) umfasst, um den Druck an der Produkt-Luft-Grenzfläche (80) mit dem atmosphärischen auszugleichen. Verschluss nach Anspruch 5, worin die Luftzufuhr (74) ein Rohr im Verschluss ist, das von außerhalb der Kammer hineinführt. Behälter für ein flüssiges Produkt, wobei der Behälter einen Auslass (70) und einen an diesem Auslass angebrachten Verschluss (62) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6 umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder Behälter nach Anspruch 7, worin der Vorratsbehälter oder Behälter ein flüssiges Produkt enthält, das eine Komponente mit Affinität für die Strömungsflüssigkeit umfasst, in die es eingeleitet werden soll.






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