CH635522A5 - Einrichtung zur impulsweisen abgabe sehr kleiner, mit einem messgeraet zu kontrollierender fluessigkeitsmengen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner, mit einem Messgerät zu kontrollierender Flüssigkeitsmengen, insbesondere zur Verwendung in einem mit H202 arbeitenden Sterilisierapparat, welches Messgerät ein mit einer grösseren Flüssigkeitsmenge füllbares Messgefäss aufweist, dessen Auslass an einem Ausstossorgan für die kleinen Flüssigkeitsmengen angeschlossen ist und dessen Querschnitt der zu kontrollierenden kleinen Flüssigkeitsmenge derart angepasst ist, dass eine am Messgefäss angeordnete Fühleinrichtung mit einem oberen und einem unteren Fühler mit der Genauigkeit von einer bis fünf kleinen Flüssigkeitsmengen anspricht, wobei die Fühleinrichtung für die Zeit der Flüssigkeitsentnahme aus dem Messgefäss einen Zähler einschaltet, der von einem vom Ausstossorgan getriggerten oder bei pro Zeiteinheit eine konstante Aufstossmenge liefernden Ausstossorgan von einem Zeitimpulse liefernden Impulsgeber Zählimpulse erhält, und zur Nachfüllung einer definierten Flüssigkeitsmenge durch eine Zuleitung aus einem Vorratsbehälter einen Impuls an eine Pumpe gibt.

In der deutschen Patentanmeldung P 2 708 422.6 der Inhaberin ist das Problem beschrieben, dass insbesondere bei der Sterilisierung von aus Kunststoffbeschichtetem Karton bestehenden Milchpackungen sich die Notwendigkeit ergibt, eine sehr kleine H202-Menge einzudüsen. Bei einer 1-Liter-Packung beträgt die normale Menge etwa 0,3 cm3, während sie bei einer Vi-Liter-Menge etwa 0,2 cm3 beträgt. Wird eine zu kleine H202-Menge eingedüst, dann ist keine Sicherheit für eine vollkommene Sterilisierung gegeben; wird eine zu grosse H202-Menge eingedüst, dann bedeutet das nicht nur einen unnötigen Mehrverbrauch, sondern eine negative Beeinflussung der einzufüllenden Milch. Die Patentschrift beschreibt eine gattungsgemässe Konstruktion, die es erlaubt, mit Hilfe eines Messgerätes aus einem Messgefäss die einzuspritzende geringe Flüssigkeitsmenge genau zu definieren und eine ununterbrochene Entnahme der Flüssigkeitsmenge zu gewährleisten. Um eine ununterbrochene Entnahme zu gewährleisten, ist das Messgefäss des Messgerätes entweder an einen höher gelegenen Zwischenbehälter oder aber über eine Pumpe an einen grossen Vorratsbehälter, insbesondere direkt an den grossen Lieferbehälter, anschliessbar. Betriebsinterne Erfahrungen der Inhaberin haben gezeigt, dass die Nachfüllung mit Hilfe einer Pumpe unmittelbar aus dem Lieferbehälter vorteilhafter ist. Zu dieser Nachfüllung können Pumpen der verschiedensten Art verwendet werden. Es hat sich aber gezeigt, dass die bisher verwendeten Pumpen entweder sehr teuer sind, da sie aus korrosionsbeständigem Material sein müssen, oder anfällig gegen Verschleiss sind, wenn sie z.B. in der Art einer Schlauchpumpe ausgeführt sind.

Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Weiterentwicklung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung mit einer Pumpe zu entwickeln, die es erlaubt, unmittelbar aus dem grossen Vorratsbehälter (Lieferbehälter) vorbestimmte Flüssigkeitsvolumen in das Messgefäss zu pumpen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine aus Hals und Fuss bestehende, zumindest mit dem Fuss in die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit eintauchbare Pumpe vorgesehen ist, deren Fuss ein auf die definierte Nachfüllmenge des Messgefasses abgestimmtes Flüssigkeitsvolumen aufweist, wobei der Boden des Fusses einen durch ein Rückschlagventil verschliessbaren Einlass aufweist, und in Bodennähe die Zuleitung zum Messgefäss mündet, und das Füllvolumen des Fusses von oben durch den Hals der Pumpe mit Druckgas beaufschlagbar ist. Bei dieser Konstruktion kann der Hals z.B. über ein Magnetventil an die Pressluftleitung angeschlossen werden, so dass mit Auslösung des Impulses von der Fühleinrichtung her die Pressluft die im Fuss befindliche Flüssigkeitsmenge in das Messgefäss hineindrückt. Die im Fuss vorhandene Flüssigkeitsmenge plus einer kleineren Menge im Hals ist durch den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter und durch das in den Fuss einmündende Ende der Zuleitung begrenzt. Mit sinkendem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter ergibt sich allerdings eine Veränderung der Füllhöhe in der Pumpe. Dies ruft mit sinkendem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter Ungenauigkeiten hervor. Um diesem Problem zu begegnen, ist es vorteilhaft, wenn der Hals der Pumpe gegenüber dem Fuss einen vielfach geringeren Querschnitt aufweist. Der Hals der Pumpe braucht nur so gross zu sein, dass die Pressluft in einfacher Weise von oben an die in der Pumpe befindliche Flüssigkeitsmenge heranführbar ist.

Weiterhin hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn das Füllvolumen des Fusses grösser ist als die von der Fühlein2

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richtung definierte Nachfüllmenge des Messgefasses. Das Füllvolumen des Fusses sollte etwas grösser sein, da das einmündende Ende der Zuleitung etwas oberhalb des Fussbodens oder des Rückschlagventils angeordnet sein muss, so dass ein kleiner Rest an Flüssigkeit im Fuss verbleibt. Ausserdem muss man berücksichtigen, dass eine gewisse Flüssigkeitsmenge in der Zuleitung verbleiben kann. Der vorgeschriebene geringe Überschuss des Füllvolumens im Fuss gleicht diese Ungenauigkeiten aus. Um zu verhindern, dass zu viel Flüssigkeit in das Messgefäss gefüllt wird, kann das Messgefäss zweckmässigerweise oberhalb des oberen Fühlers einen zum Vorratsbehälter führenden Überlauf aufweisen.

Eine baulich kompakte Konstruktion ergibt sich, wenn die Zuleitung zum Messgefäss durch den Pumpenhals geführt ist. Der Fuss kann insbesondere aus einem Zylinderrohr mit einem kegelförmigen Boden bestehen, wobei das Rückschlagventil in der Bodenspitze angeordnet ist. Der Querschnitt des Fusses sollte so gross wie möglich sein, jedoch so klein, dass der Fuss gerade noch gut durch die Öffnung des Vorratsbehälters geführt werden kann. Ein grosser Querschnitt des Fusses gewährleistet, dass der Vorratsbehälter nahezu völlig mit Hilfe der eintauchbaren einfachen Pumpenkonstruktion entleert werden kann. Bei der erfin-dungsgemässen Konstruktion wird nämlich die Nachfüllmenge aus dem grossen Vorratsbehälter nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in die Pumpe gefördert, d.h. das Pumpen einer definierten Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter ist solange möglich, wie der Flüssigkeitsspiegel bis über die Höhe des Fusses (also bis in den Pumpenhals hinein) reicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Pumpenfuss durch eine vom Pumpenhals ausgehende Abkrümmung gegeben. Das Rückschlagventil besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffplättchen, das sich bei Druckbeaufschlagung im Inneren des Pumpenfusses dichtend gegen den am vorderen Fuss befindlichen Einlass legt. Der so gebildete Pumpenfuss kann relativ lang sein, z.B. auch spiralförmig, insbesondere mit geringer Höhe der Spirale, damit das Volumen des Fusses gross ist gegenüber dem des Halses. Durch diese Konstruktion wird eine weitere Vereinfachung der Pumpe erreicht.

Die erfindungsgemässe Konstruktion erreicht mit einfachen Mitteln, nämlich Füllung der Pumpe nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in Kombination mit Druckluft, die auf die Flüssigkeitsoberfläche drückt, aus dem Pumpenraum heraus eine Nachfüllung definierter Flüssigkeitsmengen in das Messgefäss. Aufwendige Pumpensysteme oder Zwischenbehälter können entfallen.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ubersicht der gesamten Einrichtung, und

Fig. 2 in vergrössertem Massstab ein Schema der Pumpe,

Fig. 3 in vergrössertem Massstab ein Schema einer Abwandlung der Pumpe.

Ein grosser Vorratsbehälter (Transportbehälter) 1 ist mit H202 als Sterilisationsmittel gefüllt. Aus dem Vorratsbehälter 1 wird mit Hilfe der Pumpe 2 eine Flüssigkeitsmenge, die dem Füllvolumen Vj + V2 entspricht, in das Messgefäss 3 gefördert. Das Messgefäss 3 weist zwischen Einlass 4 und Auslass 5 eine aus oberem Fühler 6 und unterem Fühler 7 bestehende Fühleinrichtung auf. Die Fühler 6, 7 begrenzen das Volumen der Nachfüllmenge V2, das z.B. 10 cm3 ausmacht. Durch den Auslass 5 des Messgefasses 3 wird mit Hilfe eines Ausstossorgans 8 eine sehr kleine Flüssigkeitsmenge, z.B. 0,3 cm3, zur Düse D gefördert. Das Ausstossorgan 8 ist mit einem Impulsgeber 9 kombiniert, der bei jeder ausgestossenen sehr kleinen Flüssigkeitsmenge einen Impuls an einen Impulsformer 10 liefert. Der Impulsformer 10 steht mit einem Zähler 11 in Verbindung. Ausserdem steht die Fühleinrichtung mit einer Start/Stopeinrichtung 12 in Verbindung, die einmal bei der erforderlichen Nachfüllung einen Impuls an ein Magnetventil zur Pumpe 2 und zum anderen einen Impuls an den Zähler 11 gibt. Die eingezählte Zahl der Impulse gelangt auf einen Rechner 13, der das Volumen der bekannten Nachfüllmenge V2 durch die Zahl der eingezählten Impulse dividiert. Auf diese Weise liefert der Rechner den Wert der pro Ausstoss und damit pro Packung abgegebenen Flüssigkeitsmenge. Dieser Wert gelangt zur Anzeigeeinrichtung 14 und zu den Vergleichern 15,16 für einen maximalen oder einen minimalen Wert. Ein Relais 17 löst dann ein Signal aus, wenn der betreffende Extremwert über- bzw. unterschritten wird.

Besonders hervorzuheben ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die in Fig. 2 gezeigte Konstruktion, die eine einfache Nachfüllung des Messgefässes 3 mit Hilfe der Pumpe 2 gewährleistet. Die insgesamt mit 2 bezeichnete Pumpe besteht im wesentlichen aus einem grossvolumigen Fuss 20, einem schlanken Hals 21, der unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 22 an eine Pressluftleitung 23 an-schliessbar ist. Der Fuss 20 weist in einem sich leicht kegelförmig nach unten erstreckenden Boden 24 einen Einlass 25 auf, der durch ein Rückschlagventil 26 verschliessbar ist. Im gezeigten Beispiel ist das Rückschlagventil 26 eine Kugel, deren spezifisches Gewicht höher ist als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit H202 im Vorratsbehälter 1, um ein Aufsteigen der Kugel zu vermeiden. Eine in der Nähe des Bodens 24 mündende Zuleitung 27 ist durch den Hals 21 bis zum Einlass 4 des Messgefässes 3 geführt. Ausserdem steht das Messgefäss über einen Überlauf 28 mit dem Vorratsbe-hälter 1 in Verbindung.

Das Füllvolumen der Pumpe ist durch den vertikalen Abstand zwischen der Öffnung der Zuleitung 27 und dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 1 bestimmt, da die im Vorratsbehälter 1 befindliche Flüssigkeit nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren diese bis in den Hals 21 der Pumpe 2 drückt. Dieses Füllvolumen wird aus der Summe der Volumen V1 + V3 gebildet; dabei ist V3 sehr klein gegenüber Vx, so dass der Wert V1 + V3 praktisch dem Wert Vx entspricht. Wenn die Pumpe 2 nur mit dem Fuss eingetaucht wird, ist der Wert für V3 gleich 0. Das Füllvolumen Y1 + V3 sollte etwas grösser sein als die im Messgefäss 3 zwischen oberem Fühler 6 und unterem Fühler 7 definierte Nachfüllmenge V2.

Die gezeigte Konstruktion zeichnet sich durch eine einfache Arbeitsweise aus. Die Pumpe 2 wird in die im Vorratsbehälter 1 befindliche H202-Flüssigkeit eingetaucht. Das H202 dringt bis in den schlanken Hals 21 der Pumpe 2. Sobald der Flüssigkeitsspiegel im Messgefäss 3 bis an den unteren Fühler 7 gesunken ist, wird ein Impuls an das Magnetventil 22 gegeben, so dass das in der Pumpe 2 befindliche Füllvolumen V1 + V3 mit Hilfe der Pressluft in das Messgefäss 3 gepumpt wird. Anschliessend wird das Magnetventil 22 geschlossen, sobald die Flüssigkeitsmenge den oberen Fühler 6 erreicht. Das Magnetventil ist zweckmässigerweise ein Dreiwege-Ventil, so dass nach Schliessen des Ventils die im Hals befindliche Pressluft nach aussen entweichen und anschliessend die im Vorratsbehälter 1 befindliche Flüssigkeit wieder bis in den Hals eindringen kann. Der Überlauf 28 hat die Aufgabe, überschüssige Flüssigkeit aus dem Messgefäss 3 in den Vorratsbehälter zu leiten. Dieser Fall kann eintreten, wenn der Fühler 6 defekt ist. Ausserdem dient der Überlauf 28 der Belüftung des Messgefässes 3.

Fig. 3 zeigt eine konstruktive Abwandlung der Pumpe. Der Pumpenhals 21 geht am unteren Ende in eine sich im wesentlichen waagrecht erstreckende Abkrümmung über,

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die den Fuss 20 bildet. Der Fuss 20 ist vorzugsweise im Verhältnis zum Pumpenhals 21 lang, z. B. in Form einer Spirale, ausgebildet, um die Volumenverhältnisse Hals = V3/Fuss = Vj zugunsten des Fusses zu verbessern. Das Volumen Vx soll grösser sein als die definierte Nachfüllmenge V2 im Messgefäss 3. Das Rückschlagventil 26 am vorderen Ende des Fusses 20 ist als Kunststoffplättchen ausgebildet, das sich dichtend gegen den Einlass 25 legt, sobald der Druck im Inneren des Pumpenfusses 20 ansteigt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

635 522 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner, mit einem Messgerät zu kontrollierender Flüssigkeitsmengen, insbesondere zur Verwendung in einem mit H202 arbeitenden Sterilisierapparat, welches Messgerät ein mit einer grösseren Flüssigkeitsmenge füllbares Messgefäss aufweist, dessen Auslass an einem Ausstossorgan für die kleinen Flüssigkeitsmengen angeschlossen ist und dessen Querschnitt der zu kontrollierenden kleinen Flüssigkeitsmenge derart angepasst ist, dass eine am Messgefäss angeordnete Fühleinrichtung mit einem oberen und einem unteren Fühler mit der Genauigkeit von einer bis fünf kleinen Flüssigkeitsmengen anspricht, wobei die Fühleinrichtung für die Zeit der Flüssigkeitsentnahme aus dem Messgefäss einen Zähler einschaltet, der von einem vom Ausstossorgan getriggerten oder bei pro Zeiteinheit eine konstante Aufstossmenge liefernden Ausstossorgan von einem Zeitimpulse liefernden Impulsgeber Zählimpulse erhält, und zur Nachfüllung einer definierten Flüssigkeitsmenge durch eine Zuleitung aus einem Vorratsbehälter einen Impuls an eine Pumpe gibt, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Hals (21) und Fuss (20) bestehende, zumindest mit dem Fuss (20) in die im Vorratsbehälter (1) befindliche Flüssigkeit eintauchbare Pumpe (2) vorgesehen ist, deren Fuss (20) ein auf die definierte Nachfüllmenge (V2) des Messgefasses (3) abgestimmtes Füllvolumen (Vj) aufweist, wobei der Boden (24) des Fusses (20) einen durch ein Rückschlagventil (26) verschliessbaren Einlass (25) aufweist und in Bodennähe die Zuleitung (27) zum Messgefäss (3) mündet und das Füllvolumen (Vx) des Fusses (20) von oben durch den Pumpenhals (21) mit Druckgas beaufschlagbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenhals (21) gegenüber dem Fuss (20) einen vielfach geringeren Querschnitt aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllvolumen (Vx) des Fusses grösser ist als die von den Fühlern (6,7) definierte Nachfüllmenge (V2).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fühleinrichtung (6, 7) mit einem zwischen Pumpenhals (21) und einer Druckluftleitung (23) angeordneten Dreiwege-Ventil (22) in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenfuss (20) durch eine Abkrümmung des Pumpenhalses (21) gegeben ist und das Rückschlagventil (26) aus einem Kunststoffplättchen besteht, das sich bei Druckbeaufschlagung im Inneren des Pumpenfusses (20) dichtend gegen den Einlass (25) legt.