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Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeiten, insbesondere hoher Viskosität, in genau
bemessener Menge aus einem Flüssigkeitsbehälter.
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Es sind bereits Vorrichtungen zum Abgeben von Flüssigkeiten vorgeschlagen
worden, bei denen eine einen Zylinder und einen Kolben umfassende Einrichtung in
Verbindung mit starren Ventilen verwendet wird. Wenn jedoch der Kolben und der Zylinder
nicht von hoher Güte sind, zeigt es sich in der Regel, daß die jeweils abgebene
Menge der Flüssigkeit bei weitem nicht konstant ist. Darüber hinaus tritt durch
die Reibung zwischen Kolben und Zylinder eine schnelle Abnutzung der Einrichtung
auf, die bei Verwendung von Flüssigkeiten mit eingelagerten Fremdkörpern, z. B.
Sirupe mit Samenkernen, noch verstärkt wird. Die Samenkerne stören bei den bekannten
Abgabevorrichtungen auch die einwandfreie Arbeitsweise der Ventile und beeinflussen
dadurch in erheblichem Maße die Gleichmäßigkeit der abgegebenen Flüssigkeitsmengen.
Es ist auch eine Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeiten bekannt, bei der ein
Flüssigkeitsbehälter über eine Abgabekammer mit der Abgabeöffnung mit der Vorrichtung
in Verbindung steht, wobei die jeweils in der Einlaßöffnung der Abgabekammer und
Abgabeöffnung vorgesehenen Ventile synchron im Gegentakt arbeiten und bei der das
Volumen der abzugebenden Flüssigkeitsmenge voreinstellbar ist. Diese Vorrichtung
hat jedoch den Nachteil, daß die der Einlaß- und der Auslaßöffnung der Abgabekammer
zugeordneten Ventile von Hand betätigt werden und bei der sowohl das Füllen als
auch das Entleeren der Abgabekammer nur unter Wirkung der Schwerkraft geschieht.
Für das Abgeben von Flüssigkeiten hoher Viskosität ist eine solche Ausbildung jedoch
sehr unvorteilhaft, vor allem hinsichtlich der Geschwindigkeit des Abgabevorganges.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgabevorrichtung zu schaffen, die das Abgeben
von Flüssigkeiten und insbesondere von Flüssigkeiten hoher Viskosität mit eingelagerten
Fremdkörpern in wiederholt gleicher Menge gestattet und die im Aufbau und in der
Handhabung besonders einfach ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß die Abgabekammer als Verdrängerpumpe ausgebildet ist und als Verdrängerkolben
eine becherförmige Membran aus einem flexiblen Material mit einem an der Becheröffnung
ausgebildeten und radial nach außen vorspringenden Flansch dient, der zwischen zwei
die Abgabekammer bildenden Gehäuseteilen eingeklemmt ist, wobei an der Membran eine
von außen hin- und herbewegbare Betätigungsstange befestigt ist, daß in der oder
jeder Einlaßöffnung der Abgabekammer ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das von
je einer mit der Membran aus einem Stück bestehenden und auf der Innenseite der
Öffnungen aufliegenden Ventilklappe gebildet ist, und daß die Abgabekammer über
eine Rohrleitung mit einem die Abgabeöffnung aufweisenden Abgabekopf in Verbindung
steht, an dessen Einlaß ein Rückschlagventil vorgesehen ist, und dessen Abgabeöffnung
zur Verhinderung des Nachtropfens als Düse ausgebildet ist, deren inneres Ende als
Vorsprung in das Innere des Kopfes hineinragt.
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Die Vorrichtung zum Abgeben von Flüssigkeiten gemäß der Erfindung
hat den Vorteil, daß durch die Verwendung eines getrennten mit der Abgabekammer
über eine Rohrleitung verbundenen Abgabekopfes mit Rückschlagventil die im Abgabekopf
ausgebildete Abgabeöffnung über dem Flüssigkeitsspiegel der Abgabekammer liegen
kanni ohne daß die Gefahr eines Zurücklaufens der Flüssigkeit besteht. Darüber hinaus
wird durch die Ausbildung gemäß der Erfindung einer Abgabevorrichtung ein Entstehen
von Luftblasen in den Abgabewegen verhindert, da die den Abgabekopf verbindende
Rohrleitung zu jeder Zeit
vollgefüllt mit Flüssigkeit gehalten werden
kann. Dadurch ist es möglich, das bereits bei einem leichten Druck auf den Verdrängerkolben
Flüssigkeit aus der Abgabeöffnung des Abgabekopfes ausgestoßen wird.
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Zum Regeln der ausgestoßenen Flüssigkeitsmenge ist die Wegstrecke
der an der becherförmigen Membran angebrachten Betätigungsstange gemäß der Erfindung
einstellbar.
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Eine raumsparende Anordnung gemäß der Erfindung wird erhalten, wenn
die Abgabekammer innerhalb des Flüssigkeitsbehälters an dessen Boden angeordnet
ist.
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Für eine bequeme Zugänglichkeit zu der Abgabeöffnung im Abgabekopf
kann es in manchen Fällen zweckmäßig sein, wenn der Abgabekopf oberhalb der höchsten
Standhöhe der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist. Dadurch eignet
sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung unter anderem auch zur Verwendung in Milchbars.
wo es auf eine bequeme und schnelle Handhabung ankommt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die bzw. jede
Ventilklappe auf der Innenseite an ihrer Kante so abgeschrägt ist, daß sich eine
schneideähnliche Kante längs ihres Umfangs erstreckt. Es wird damit eine gute Abdichtung
im Ventilklappensitz erreicht.
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Als zweckmäßig erweist sich, wenn das dem Einlaß des Abgabekopfes
zugeordnete Rückschlagventil eine Ventilklappe ist, die mit einem im Abgabekopf
anbringbaren Flansch aus flexiblem Material aus einem Stück besteht.
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Um zu bewirken, daß die Ventilklappen eine gewisse Steifigkeit besitzen,
wird gemäß der Erfindung die Ventilklappe auf ihrer Innenseite mit mindestens einer
Längsversteifungsrippe versehen.
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Zum einfachen Befestigen des im Abgabekopf anbringbaren Trägers besteht
gemäß der Erfindung der Abgabekopf aus miteinander verbindbarem Kappenteil und Schraubkappe,
zwischen die der Flansch der Ventilklappe einklemmbar ist.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. F i g. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Ausbildungsform
einer Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit; F i g. 2 ist ein in etwas größerem
Maßstab gezeichneter senkrechter Teilschnitt durch die Abgabevorrichtung nach F
i g. 1 und läßt die Anordnung und Form der Membran am Ende des Abgabehubes erkennen;
F i g. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer Form eines Membranaggregats,
das einen Bestandteil der Abgabevorrichtung nach F i g. 1 und 2 bildet; F i g. 4
zeigt perspektivisch eine bevorzugte Form von Rückschlagventilmitteln, die ebenfalls
einen Bestandteil des Abgabekopfes der Vorrichtung nach F i g. 7 bilden.
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Die gezeigte Abgabevorrichtung umfaßt einen Flüssigkeitsbehälter 5
zum Aufnehmen einer Vorratsmenge der Flüssigkeit, wobei die Oberfläche
5 a der Flüssigkeit dem Druck der Atmosphäre ausgesetzt ist. Innerhalb des
Behälters ist an dessen Boden 13 vorzugsweise mittels Schraubqn 6 ein im wesentlichen
kreisrundes Gehäuse 7 befestigt, das eine Membran 8 aufnimmt, die zusammen mit einem
Basisteil 7a des Gehäuses 7 eine Abgabekammer 9 abgrenzt. Das Gehäuse 7 besteht
vorzugsweise aus einem starren Kunststoff und besitzt einen Kopfabschnitt
7b, der mit dem Basisteil 7a durch ein Gewinde 10 oder auf andere geeignete
Weise lösbar verbunden werden kann.
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Der Basisteil 7a des Gehäuses 7 ist mit einer oder mehreren Einlaßöffnungen
11 und einer Auslaßöffnung 12 versehen; die Einlaßöffnungen sind vorzugsweise
möglichst nahe am Boden 13 des Behälters 5 angeordnet, so daß im wesentlichen der
gesamte Behälterinhalt auf eine noch zu beschreibende Weise abgegeben werden kann.
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Der Behälter ist am oberen Ende 14 offen, so daß im Behälter der Atmosphärendruck
herrscht, und es kann ein Deckel vorgesehen sein, der einen ortsfesten Teil 15 und
einen weiteren Teil 16 umfaßt, welcher in Scharnieren gelagert oder auf andere Weise
beweglich ist, damit man den Flüssigkeitsvorrat im Behälter nach Bedarf ergänzen
kann.
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Die Membran 8 ist vorzugsweise im wesentlichen halbkugel- oder kappenförmig,
und sie ist gemäß F i g. 1 an einer nach oben und unten bewegbaren Stange 17 befestigt,
die auf eine noch zu beschreibende Weise durch eine Feder 41 vorgespannt
ist, um die Membran normalerweise in ihrer oberen Stellung nach F i g. 1 und in
einem Abstand vom Basisteil 7a des Gehäuses 7 zu halten; diese normale obere Stellung
liefert ein maximales Volumen für die Abgabekammer 9. Der Deckelteil 7 6 des Gehäuses
ist zweckmäßig so geformt, daß er sich im wesentlichen der Form anpaßt, welche die
Membran 8 in ihrer normalen Stellung annimmt, wobei der Deckel gemäß F i g. 1 die
Hubstrecke der Membran nach oben begrenzt, während die Membran durch die unter Federspannung
stehende Stange 17 in ihrer oberen Lage gehalten wird. Der Deckelteil 7a des Gehäuses
hat eine Öffnung 18, durch welche die Stange 17 nach oben ragt. Es
kann sich als zweckmäßig erweisen, eine vergleichsweise kleine (Öffnung vorzusehen,
damit bei einer Bewegung der Membran 8 eine möglichst große Turbulenz in der Flüssigkeit
19 im Behälter erzeugt wird, wobei die dadurch hervorgerufene Rührwirkung dazu dient,
den Sirup in stärkerem Maß mit den darin suspendierten Fruchtfleischteilchen und
anderen unlöslichen Stoffen zu vermischen, damit sich dieses Material möglichst
gleichmäßig in der ganzen Flüssigkeit im Behälter verteilt. Die gleiche Wirkung
kann z. B. dadurch erzielt werden, daß man ein Rührorgan von geeigneter Form oder
einen Rührflügel an der Stange 17 anbringt. Die Membran 8 kann einen Bestandteil
eines zusammenhängenden Membranaggregats bilden, wie es in F i g. 3 gezeigt ist,
und sie kann aus Gummi, Kunststoff oder einem anderen flexiblen Material bestehen,
wobei die Membran einen radial nach außen ragenden lückenlosen Lagebestimmungsflansch
20
trägt, der sich in seitlicher Richtung erstreckt, so daß er zwischen dem
Deckelteil 7b des Gehäuses und einer nach oben weisenden Schulter 21 nahe
dem oberen Rand des Basisteils 7a eingespannt werden kann. An die Membran 8 ist
ein Klappenventil 22 angearbeitet, das relativ dünn und flexibel ist und sich von
dem zur Lagebestimmung dienenden Flansch 20 aus in der Nähe der Verbindungsstelle
zwischen dem Flansch und der Membran nach unten erstreckt. Das Ventil 22 ist somit
im Grundriß kreisbogenförmig gekrümmt, und es hat eine ausreichende Länge und Breite,
so daß es die Einlaßöffnung 11 überdecken kann. Ferner ist das Klappenventil
22 zweckmäßig an seinen Innenflächen so abgeschrägt, daß es
längs
seines Umfangs eine feine und dünne Kante 22 a besitzt.
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Ein Auslaßrohr oder Kanal 23 führt von der Auslaßöffnung 12 zu einem
Abgabekopf 24, der an dem Behälter 5 vorzugsweise lösbar befestigt ist und einen
Kappenteil25 umfaßt, der vorzugsweise aus einem starren Kunststoff oder einem ähnlichen
durchsichtigen Material besteht und das in F i g. 4 gezeigte Rückschlagventil aufnehmen
kann. Der Kappenteil 25 hat in seiner Seitenwand eine Einlaßöffnung 26, die über
ein Rohr 26 a mit dem Abgaberohr oder Schlauch 23 verbunden ist; an der Basis des
Kappenteils ist eine nach unten offene Abgabedüse 27 ausgebildet. Wenn die Abgabevorrichtung
bei Essenzen, Wein oder anderen Flüssigkeiten von relativ geringer Viskosität benutzt
werden soll, ist es zweckmäßig, die Abgabedüse 27 mit einem erheblich kleineren
Querschnitt auszubilden, als es bei weniger leicht beweglichen Flüssigkeiten der
Fall sein würde.
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Das Rückschlagventil in dem Abgabekopf 24 kann als Bestandteil eines
Aggregats ausgebildet sein, das aus Gummi, einem flexiblen Kunststoff od. dgl. besteht,
und in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise geformt ist. Das Rückschlagventil umfaßt
einen Hauptkörper 29, dessen Grundriß im wesentlichen kreisrund ist und dessen Abmessungen
so gewählt sind, daß man den Hauptkörper 29 gemäß F i g. 1 fest in den Kappentei125
einbauen kann; ferner ist ein durchlaufender Flansch 30 vorgesehen, und das Ventilorgan
trägt einen membranähnlichen beweglichen Teil, der ein Klappenventil 31 bildet,
das eine kreisbogenförmige Grundrißform besitzt; dieser Klappenventilteil ragt von
dem Hauptkörper 29 aus nach unten und ist auf seiner Innenfläche mit einer zentral
angeordneten, sich in der Längsrichtung erstreckenden Versteifungsrippe 33 versehen,
die im wesentlichen parallel zur Achse des ganzen Aggregats verläuft. Das Klappenventil
hat eine ausreichende Länge und Breite, so daß es die Innenseite der Einlaßöffnung
26 überdecken kann, und es kann in seiner Gebrauchsstellung z. B. dadurch befestigt
werden, daß der Flansch 30 zwischen einem durchlaufenden Wulst
28 des Kappenteils 25 und einer damit zusammenarbeitenden Schraubkappe 34
eingespannt wird.
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Die nach oben und unten bewegbare Stange 17 ist nahe ihrem oberen
Ende mit Gewinde versehen und kann mit einer mit Innengewinde versehenen Einstellhülse
37 zusammenarbeiten, die einen Kopfabschnitt aufweist, an dem ein außerhalb des
Behälters angeordneter seitlicher Fortsatz 37 a vorgesehen ist. Der Behälter besitzt
eine obere Wand 15, an der eine nach unten ragende Hülse 35 ausgebildet ist, die
eine Öffnung in der oberen Wand umgibt und am unteren Ende einen radial nach innen
vorspringenden Flansch 36 trägt. In der Hülse 35 ist zwischen dem unteren Ende der
Einstellhülse 37 und dem Flansch 36 eine Druckfeder 41 angeordnet; die Hülse kann
den Hauptträger der Einstellhülse oder Mutter 37 gleitend beweglich aufnehmen, so
daß die Stange 17 und die Mutter 37 gegenüber der Hülse 35 in der Längsrichtung
verschoben werden können, um die Membran 8 zu betätigen. Die Länge des Hubes der
Stange 17 und damit auch das Flüssigkeitsvolumen, das bei jedem Hub abgegeben wird
und im wesentlichen dem durch die Membran verdrängten Flüssigkeitsvolumen entspricht,
richtet sich nach der Stellung der Mutter 37 längs der Stange 17. Das obere Ende
des Hubes, das der normalen Stellung entspricht, ist dann erreicht, wenn eine obere
Fläche der Membranhalterung 42 die Unterseite des Deckelteils 7 b des Membrangehäuses
7 berührt, während die untere Begrenzung des Hubes, die der durchgedrückten Stellung
der Membran entspricht dann erreicht ist, wenn ein Fortsatz 37a der Einstellmutter
37 die Außenfläche der oberen Wand 15 berührt.
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Das mit Gewinde versehene obere Ende der Stange 17 kann eine Gegenmutter
39 tragen, die mit dem Kopf der Mutter 37 zusammenarbeitet, um die Mutter in der
gewünschten Stellung gegenüber der Stange festzuhalten. Das obere Ende 38 der Stange
17 ist vorzugsweise mit einem Druckknopf 40 versehen.
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Wenn die Vorrichtung benutzt werden soll, wird der Behälter mit der
Flüssigkeit gefüllt, wobei die in der Abgabekammer enthaltene Luft z. B. dadurch
entfernt wird, daß man den Druckknopf 40 mehrmals kräftig nach unten bewegt.
Dies hat zur Folge, daß die Membrankammer 9 und der Abgabekopf 24 mit der Flüssigkeit
gefüllt bleiben. Wenn der Druckknopf 40 freigegeben wird, zieht die Druckfeder 41
die Membran 8 nach oben, so daß das zugehörige Klappenventil 22 durch die Flüssigkeit
im Behälter von der Einlaßöffnung 11 weggedrückt wird, da die Flüssigkeit
dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Wenn die Abgabekammer auf diese Weise gefüllt
worden ist, kann man die darin enthaltene Flüssigkeitsmenge im Bedarfsfalle einfach
dadurch abgeben, daß man den Druckknopf 40 nach unten drückt, um die Membran
8 nach unten zu bewegen und eine Flüssigkeitsmenge zu verdrängen, deren Größe sich
nach der Einstellung der Mutter 37 gegenüber der Stange 17 richtet; die verdrängte
Flüssigkeit wird zu dem Abgabeschlauch 23 gefördert, passiert das Rückschlagventil
im Abgabekopf 24 und verläßt die Vorrichtung über die Abgabedüse 27. Während des
Abgabevorgangs wird das Klappenventil 22 in Anlage am Rand der Öffnung 11 gehalten,
da jetzt in der Abgabekammer 9 ein den Atmosphärendruck überschreitender Druck herrscht.
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Die Konstruktion der Rückschlagventile in dem Abgabekopf und der Abgabekammer
gewährleistet ein einwandfreies Arbeiten der Abgabevorrichtung auch dann, wenn Sirupe
verwendet werden, die Kerne, Samenkörner und ähnliche feste Stoffe enthalten.
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Bei dem Rückschlagventil im Abgabekopf 24 kann das als dünne Membran
ausgebildete Klappenventil 31 auch alle kleinen Samenkörner mit abdichtender Wirkung
überdecken, die sich zwischen der Klappe und der damit zusammenarbeitenden Fläche
festsetzen, so daß auch in diesem Falle das einwandfreie Arbeiten des Ventils nicht
gefährdet ist.
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Ferner dient die Rippe 33 der Ventilklappe 31
dazu, das Ventil
zu versteifen, so daß es bestrebt ist, sofort in seine normale Lage zurückzukehren,
wenn der das Ventil betätigende Druck weggenommen wird; außerdem kann die Ventilklappe
31 wegen des Vorhandenseins der Rippe 33 nicht in die Einlaßöffnung 26 hineingedrückt
werden, während die Membran 8 nach oben bewegt wird.
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Wenn sich die Vorrichtung nicht in Gebrauch befindet, d. h., wenn
kein Druck auf die bewegliche Stange 17 ausgeübt wird, ist die Flüssigkeit bestrebt,
zu dem Behälter über die Abgabekammer 9 zurückzuströmen, so daß der Druck im Abgabekopf
24 bis etwas unterhalb des Atmosphärendrucks zurückgeht.
Wegen
der relativ kleinen Fläche der Abgabedüse 27 des Abgabekopfes 24 wird daher das
Klappenventil 31 bestrebt sein, in Anlage am Rand der Einlaßöffnung 26 zu verbleiben,
so daß die Flüssigkeit im Abgabekopf zurückgehalten wird, da der Druck der Atmosphäre
innerhalb der Düse 27 in Richtung nach oben wirkt.
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Bei einer Ausbildungsform besitzt die Abgabedüse 27 an ihrer Oberkante
einen ringförmigen Fortsatz, der in den Kappentei125 hineinragt und eine Abschlußwand
43 bildet, die dazu dient, den letzten Rest der Flüssigkeit in dem Bautei125 zurückzuhalten,
so daß dem Heraustropfen von Flüssigkeit aus der Düse 27 entgegengewirkt wird, wenn
das Klappenventil 31 nicht einwandfrei arbeitet; in diesem Falle fließt der
größte Teil des Inhalts des Kappenteils 25 über die Abgabekammer 9 in den Behälter
zurück, wobei die Haltewirkung des Atmosphärendrucks aufgehoben ist.
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Da sich die Gleichmäßigkeit der abgegebenen Flüssigkeitsmengen unter
anderem nach der Menge der Flüssigkeit richtet, die im Abgabekopf 24 zurückgehalten
wird, wenn sich die Vorrichtung nicht in Gebrauch befindet, ist zu bemerken, daß
beide Ventile 22 und 31 zusammenarbeiten, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit
über die Abgabekammer 9 in den Behälter zurückfließt. Jedes Versagen in dieser Beziehung
ist wegen der Durchsichtigkeit des Bauteils 25 sofort zu erkennen, da dieser Bauteil
dann mit Luft gefüllt ist. Die Flüssigkeit wird an der Abgabedüse 27 durch den Atmosphärendruck
gehalten und kann sich daher nicht auf irgendeiner frei liegenden Fläche ansammeln
und schließlich unter der Wirkung ihres Eigengewichts von dem Abgabekopf abtropfen.