CH678977A5

CH678977A5 - Flow medium dosing device - controls dispensing valve by control unit with light source and optical fibre leading to flowmeter

Info

Publication number: CH678977A5
Application number: CH88089A
Authority: CH
Inventors: Paulus Jakobus Peters
Original assignee: Bieo Ag
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1991-11-29

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannte Dosiervorrichtungen dieser Art, namentlich solche mit einer Dosierkammer, besitzen einen vergleichsweise komplizierten Aufbau, insbesondere dann, wenn der Rauminhalt der Dosierkammer entsprechend der gewünschten Dosiermengen einstellbar zu sein hat.

Dementsprechend ist es als ein Anliegen der Erfindung anzusehen, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich mit einem einfachen Aufbau die zu dosierenden Mengen in einem praktisch unbegrenzten Bereich einstellen lassen.

Dieses Anliegen wird bei der vorgeschlagenen Dosiervorrichtung dadurch befriedigt, dass sie die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 umschriebenen Merkmale aufweist. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen umschrieben, die insbesondere dazu geeignet sind, sehr geringe Mengen zu dosieren.

Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 rein schematisch die Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Dosiervorrichtung;
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Längsschnitt durch ein Beispiel der Ausführungsform der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4, 5 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2 bei geöffnetem bzw. geschlossenem Ventil;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform; und
Fig. 7, 8 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6 bei offenem bzw. geschlossenem Ventil.

An die in Fig. 1 dargestellte Dosiervorrichtung 10 schliesst eine Zuführleitung 11 und eine Wegführleitung 12 an. Die Dosiervorrichtung 10 selbst weist einen Durchflussmesser 13 auf, der fest mit einem Ventil 14 verbunden ist, wobei die Elemente 13 und 14 - wie sich noch zeigen wird - wegnehmbar auf einem gemeinsamen Sockel 15 angeordnet sind. Die Dosiervorrichtung 10 weist auch eine hier nur schematisch dargestellte Steuer- und Betätigungsvorrichtung 16 auf. Diese Vorrichtung 16 weist einerseits eine Steuereinheit 17 und eine von der Steuereinheit angesteuerte Betätigungsstufe 18 auf. Die Steuereinheit 17 weist eine Lichtquelle 19 auf, von der ein Lichtleiter 20 zum Durchflussmesser 13 aus geht.

Ein weiterer Lichtleiter 21 führt vom Durchflussmesser 13 zu einer Empfängerstufe 22, an die eine einstellbare Zählerstufe angeschlossen ist, die die vom Durchflussmesser 13 ausgehenden Zählim- pulse zählt. Die Zählerstufe 23 ihrerseits aktiviert -nach Erreichen des eingestellten Zählwertes - die Betätigungsstufe 18, die einen Elektromagneten 24 erregt, der das Ventil 14 öffnet bzw. geschlossen hält. Der Elektromagnet 24 und die Lichtleiter 20 sind im Gegensatz zu den Elementen 13, 14 am Sockel 15 verankert, wobei die Enden der Lichtleiter 20, 21 mit Steckverbindungen an den Durchflussmesser 13 angeschlossen sind. Wie gestrichelt in Fig. 1 angedeutet, kann der Betätigungsstufe 18 ein weiterer Zähler 18 min nachgeschaltet sein, der die von der Betätigungsstufe 18 veranlassten Schaltschübe zählt.

Betrachtet man die Fig. 2-5, erkennt man die Zuführleitung 11, die Wegführleitung 12, den Durchflussmesser 13, das Ventil 14, den Sockel 15 und den Elektromagneten 24.

Der Durchflussmesser 13 besitzt im wesentlichen ein rohrförmiges Gehäuse 25 aus einem durchsichtigen Kunststoff, das ausgangsseitig fest in die Eingangsseite des Gehäuses 26 des Ventiles 14 eingelassen ist. Im Innern des Durchflussmessers 13 ist ein wendelförmiger Leitapparat 27 und im Anschluss an diesen ein Rotor- oder Flügelrad 28 angeordnet, das frei drehbar gelagert ist. Im übrigen ist der Durchflussmesser 13 im wesentlichen so aufgebaut, wie in der EP-A 0 228 577 beschrieben, mit Ausnahme der Lichtschranke, deren Strahl hier zwischen den Enden der Lichtleiter 20 und 21 verläuft. Daher erscheint eine in weiteren Einzelheiten gehende Beschreibung des Durchflussmessers 13 überflüssig.

An den Ausgang des Durchflussmessers 13 schliesst eine exzentrisch im Gehäuse 16 des Ventiles 14 ausgebildete Ein gangsbohrung 29 an, die etwa in der Mitte des Gehäuses abgewinkelt ist und mittig durch einen Ventilsitz 30 führt. Mit diesem Ventilsitz 30 wirkt als Schliessteil eine Membrane 31 zusammen, die mittels eines Klemmringes 32 dicht in einem im Ventilgehäuse 26 ausgebildeten Durchlass 33 festgehalten ist. Die Membrane 31 liegt in ihrer Mitte auf der Stirnseite des gegen die Wirkung einer nicht dargestellten Feder in den Elektromagneten 24 einziehbaren Kernes 34 auf. In Fig. 2 und 4 ist der Kern 34 bei erregtem Magneten 24 in eingezogener Stellung gezeigt, d.h. das Ventil 14 ist offen. In Fig. 5 dagegen drückt der Kern 34 des entregten Magneten 24 unter der Wirkung der bereits erwähnten Feder die Membrane 31 gegen den Ventilsitz 30, d.h. das Ventil 14 ist geschlossen.

Insbesondere der Fig. 4 und 5 ist zu entnehmen, dass die miteinander verbundenen Elemente 13 und 14 von einem das Ventilgehäuse 26 überspannenden, U-förmigen, elastisch zusammendrückbaren Bügel 35 lösbar am Sockel 15 befestigt sind. An den freien Enden der Schenkel des Bügels 35 sind Rastnasen 36 ausgebildet, die den Rand einer abgesetzten \ffnung 37 im Sockel 15 hintergreifen. Entfernt man den Bügel 35 und löst man die Lichtleiter 20, 21 von ihren zum Gehäuse 25 des Durchflussmessers 23 führenden Steckverbindungen, kann man die Elemente 13 und 14 ohne weiteres vom Sockel 15 entfernen. Auf diese Möglichkeit wird noch zurückzukommen sein.

Die Ausführungsform der Fig. 6-8 unterscheidet sich von jener der Fig. 2-5 dadurch, dass das Ventil 14 nicht mit einer Membrane als Schliessteil eines Ventilsitzes versehen ist. Vielmehr bildet hier das Gehäuse 26 des Ventils 14 das starre Hüllrohr eines elastisch biegsamen und kompressiblen Schlauches 38, der sich - wie in Fig. 8 dargestellt - durch den Kern 34 bei entregtem Magneten 24 zusammenquetschen lässt und damit nichts mehr durchlässt. Wird dagegen der Magnet 24 erregt, wird der Kern eingezogen, der Schlauch 38 bildet sich zurück und das Schlauchquetschventil 14 ist offen.

Die beschriebenen Dosiervorrichtungen 10 lassen sich vorteilhaft im wesentlichen mit Ausnahme der Lichtleiter 20, 21, des Elektromagneten 24 mit seinem Kern 34 und der Membrane 31 bzw. dem Schlauch 38 aus Kunststoff herstellen. Ausserdem lassen sich die beschriebenen Dosiervorrichtungen 10 extrem miniaturisieren, d.h. in Grössen herstellen, die in Wirklichkeit etwa viermal kleiner sind als in der Zeichnung dargestellt. Dank dem praktisch trägheitslosen Ansprechen des Flügelrades 28 des Durchflussmessers 13 lassen sich auch sehr geringe Durchflussmengen in der Grössenordnung von 0,5 l/h, d.h. von etwa 0,14 ml/s mit grosser Genauigkeit erfassen und dementsprechend auch geringe Mengen von weniger als 1 ml exakt dosieren. Eine solche miniaturisierte Ausführung aus Kunststoff hat sich besonders vorteilhaft zum Dosieren steriler und/oder agressiver Flüssigkeiten erwiesen.

Dies deshalb, weil nach einem Dosierzyklus die Elemente 13 und 14 nicht mehr für einen neuen Dosierzyklus gereinigt und sterilisiert zu werden brauchen, sondern einfach gegen einen neuen Satz von Elementen 13 und 14 auszutauschen sind. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Herstellung der miniaturisierten Ausführungsform aus Kunststoff mit geringeren Kosten verbunden ist, als jene, die mit den Umtrieben einer Reinigung und/oder Sterilisation verbunden sind.

Claims

1. Dosiervorrichtung für fliessfähige Medien mit einem Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventil (14) ein Durchflussmesser (13) unmittelbar vorgeschaltet ist, welcher über eine einstellbare Steuer- und Betätigungsvorrichtung (16) das Ventil (14) steuert.

2. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) einen Rotor (28) aufweist, dessen Drehung durch eine Lichtschranke abtastbar ist, deren Lichtempfänger (22) an eine vorzugsweise einstellbare Zählvorrichtung (23) angeschlossen ist, die ihrerseits an eine das Ventil (14) betätigende Betätigungsstufe (18) gekoppelt ist.

3. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Elektromagnetventil ist.

4. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Membranventil ist (Fig. 4, 5).

5.

Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Schlauchquetschventil ist (Fig. 6-8).

6. Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) an dem Gehäuse (26) des Ventils (14) angeordnet ist und mit diesem zusammen lösbar auf einem Sockel (15) befestigt ist.

7. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranke Lichtleiter (20, 21) umfasst, die einerseits von einer Lichtquelle (19) ausgehen und andererseits zum Lichtempfänger (22) führen, und dass die Lichtleiter (20, 21) wegnehmbar an den Durchflussmesser (13) angeschlossen sind.

8.

Dosiervorrichtung nach den Patentansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) an dem Gehäuse (26) des Ventils (14) befestigt ist, und mit diesem zusammen lösbar auf einem Sockel (15) verankert ist, wobei die zum und vom Durchflussmesser (13) führenden Lichtleiter (20, 21) sowie der Elektromagnet (24) des Ventils (14) fest am Sockel (15) befestigt sind.

9. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) und das Ventil (14) im wesentlichen aus Kunststoff bestehen und als Einheit für einmaligen Gebrauch ausgebildet sind.

10. Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektromagnetventil (14) in entregtem Zustand geschlossen ist.

11.

Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (34) des Elektromagneten (24) des Elektromagnetventils (14) unmittelbar auf die Membrane (31) bzw. auf den Schlauch (28) des Ventils (14) wirkt. 1. Dosiervorrichtung für fliessfähige Medien mit einem Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventil (14) ein Durchflussmesser (13) unmittelbar vorgeschaltet ist, welcher über eine einstellbare Steuer- und Betätigungsvorrichtung (16) das Ventil (14) steuert. 2. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) einen Rotor (28) aufweist, dessen Drehung durch eine Lichtschranke abtastbar ist, deren Lichtempfänger (22) an eine vorzugsweise einstellbare Zählvorrichtung (23) angeschlossen ist, die ihrerseits an eine das Ventil (14) betätigende Betätigungsstufe (18) gekoppelt ist. 3. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Elektromagnetventil ist. 4. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Membranventil ist (Fig. 4, 5). 5.

Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (14) ein Schlauchquetschventil ist (Fig. 6-8). 6. Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) an dem Gehäuse (26) des Ventils (14) angeordnet ist und mit diesem zusammen lösbar auf einem Sockel (15) befestigt ist. 7. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtschranke Lichtleiter (20, 21) umfasst, die einerseits von einer Lichtquelle (19) ausgehen und andererseits zum Lichtempfänger (22) führen, und dass die Lichtleiter (20, 21) wegnehmbar an den Durchflussmesser (13) angeschlossen sind. 8.

Dosiervorrichtung nach den Patentansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) an dem Gehäuse (26) des Ventils (14) befestigt ist, und mit diesem zusammen lösbar auf einem Sockel (15) verankert ist, wobei die zum und vom Durchflussmesser (13) führenden Lichtleiter (20, 21) sowie der Elektromagnet (24) des Ventils (14) fest am Sockel (15) befestigt sind. 9. Dosiervorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussmesser (13) und das Ventil (14) im wesentlichen aus Kunststoff bestehen und als Einheit für einmaligen Gebrauch ausgebildet sind. 10. Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektromagnetventil (14) in entregtem Zustand geschlossen ist. 11.

Dosiervorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (34) des Elektromagneten (24) des Elektromagnetventils (14) unmittelbar auf die Membrane (31) bzw. auf den Schlauch (28) des Ventils (14) wirkt.