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Dosiergerät Die Neuerung bezieht sich auf ein Dosiergerät für Flüssigkeiten,
welches mit Vorteil auch bei der Dosierung von Schmutzteilchen führenden oder Ausscheidungen
absetzenden Flüssigkeiten verwendbar ist.
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Derartige Dosiergeräte arbeiten häufig in der Weise, daß das Arbeitsmedium,
dem eine Dosis einer Zusatzflüssigkeit zugesetzt werden soll, unter einen gewissen
Staudruck gesetzt wird. Hierdurch kann das Medium über ein Regulierventil in einen
Zylinderraum eintreten und dort einen Kolben hochtreiben.
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Dieser Kolben ist seinerseits mit dem Kolben einer Dosierpumpe so
verbunden, daß aus dem Zylinderraum der Dosierpumpe durch
eine entsprechende
Kolbenbewegung eine vorbestimmte Menge der Zusatzflüssigkeit austreten und in den
Strömungsweg des Arbeitsmediums eingespeist werden kann. Sobald der Kolben in dem
Zylinderraum der Dosierpumpe und damit auch der von dem Medium beaufschlagte Kolben
den oberen Hubanschlag erreicht hat, öffnet sich in dem vom Medium gefüllten Zylinderraum
ein Rückschlagventil in solcher Weise, daß das Medium ebenfalls in dem Strömungsweg
weiterfließen kann. Damit ist der Dosiervorgang beendet.
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Beispielsweise bei Geschirrspülmaschinen, Automobilwaschanlagen und
ähnlichen Anwendungsgebieten ist eine Zuteilung einer bestimmten Menge des Waschmittels
zu der Waschflüssigkeit erwünscht. Häufig ist jedoch das Waschwasser hart und kann
Kalkablagerungen absetzen. Bei den bisher bekannten mit Kolben betriebenen Dosierpumpen
führen derartige Kalkablagerungen an der Zylinderwand oder auch andere abgelagerte
oder im Wasser schwebende Feststoffteilchen zu einem verhältnismäßig schnellen Verschleiß
der Kolbendichtung im Zylinder und damit zu Undichtigkeiten der Anlage und Ungenauigkeiten
in der Dosierung.
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Man hat zwar schon versucht, einfache Membranen anstelle eines in
einem Kolben gleitenden Zylinders zu verwenden ; die mit diesen Membranen ausgerüsteten
Geräte besaßen jedoch den Nachteil, daß sie wegen der durch die Membrane bedingte.
Hubbegrenzung nur einen außerordentlich eng begrenzten Anwendungsbereich aufweisen.
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Die bekannten Geräte sind auch aus einem weiteren Grunde zur'Dosierung
Feststoffteilchen führender oder abscheidender Medien nicht geeignet. Sie enthalten
nämlich einen engen Durchflußkanal, der vom Regulierventil zum Rückschlagventil
führt und der dazu dient, einerseits den Staudruck zu erzeugen, andererseits aber
auch das Rückschlagventil von unten her so zu beaufschlagen, daß sich, sobald der
Kolben der Dosierpumpe seine obere Stellung erreicht hat, ein Druckausgleich einstellen
kann, der zum Öffnen des Rückschlagventils führt. Im Fall eines irgendwie verunreinigten
Mediums kann sich naturgemäß dieser verengte Durchfluß besonders leicht zusetzen
und damit zur Unwirksamkeit der gesamten Anlage führen, wobei zumindest ein Ausbau
zur Reinigung notwendig ist.
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Die Neuerung vermeidet die Nachteile der bekannten Dosiergeräte dadurch,
daß der vom Medium beaufschlagte Kolben gegenüber seinem Zylinder durch eine Rollmembrane
abgedichtet ist und daß dieser Zylinder mit einem Bodenstück versehen ist, welches
einen unverengten Durchlaßkanal für das Arbeitsmedium enthält, der zum Zylinder
hin mit einer durch das Regulierventil und einer durch das Rückschlagventil gesteuerten
Öffnung in Verbindung steht.
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Durch diese Maßnahme ergibt sich eine einwandfreie Funktionsfähigkeit
des Dosiergerätes auch bei irgendwelche Feststoffe enthaltenden ArbeitsmediBn, da
nämlich sämtliche
Stellen, an denen Ablagerungen oder schwebende
Feststoffe zur Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit führen können, vermieden
sind. Die Rollmembrane ist gegen schwebende Feststoffe unempfindlich und arbeitet
auch bei evtl. Ablagerungen einwandfrei, da diese Ablagerungen, sollten sie einmal
entstanden sein, bei der nächsten Rollbewegung der Membran abgesprengt und mit dem
Medium fortgetragen werden, und zwar bevor sie eine wesentliche Größe erreichen
können. Darüber hinaus ist auch der bisherige enge Durchtritt zwischen Regulierven
til und Rückschalgventil vermieden, so daß auch hier Feststoffe keinen Schaden anrichten
können.
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Im Verfolg des Erfindungsgedankens kann zur'Erzielung einer einwandfreien
Abdichtung des Rückschlagventils anstelle des bisher verwendete Kugelventils eine
Weichdichtung (z. B. eine Gummischeibe) verwendet werden, die bei Verschmutzung
des Arbeitsmediums eine bessere Abdichtung gewährleistet.
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Die Ausgestaltung kann weiterhin so getroffen werden, daß die Zusatzflüssigkeit
unmittelbar hinter dem Rückschlagventil in das Bodenstück eingeleitet wird. Hierdurch
erhält das gesamte Dosiergerät einen in sich geschlossenen Aufbau, es kann ohne
zusätzliche Maßnahmen direkt mit der Zufuhrleitung und der Abflußleitung verbunden
werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Neuerung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
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Das Dosiergerät besteht aus einem mit dem Bodenstück 2 abgedeckten
Arbeitszylinder 1 und einer auf den Arbeitszylinder aufgesetzten Dosierpumpe P.
Das Bodenstück ist mit einer Durchflußleitung 3 für das Arbeitsmedium M versehen.
Das Arbeitsmedium fließt in Pfeilrichtung. Von der Durchflußleitung 3 aus, die in
sich einen gleichmäßigen Querschnitt besitzt, führen Öffnungen 4 und 5 in den Innenraum
des Zylinders 1.
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Die Öffnung 4 ist mit einem einstellbaren Regulierventil 6 in ihrem
Querschnitt regulierbar. Das Ventil 6 kann beispielsweise ein von Hand einstellbares
Nadelventil sein. Die Öffnung 5 wird durch ein federbelastetes Rückschlagventil
7 verschlossen, welches vorzugsweise eine Dichtungsscheibe aus weichem Material
besitzt.
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In dem Zylinder 1 arbeitet ein Kolben 8, der gegenüber dem Zylinder
mit einer Rollmembrane 9 abgedichtet ist. Um eine möglichst günstige Abdichtung
der Rollmembrane gegen den Zylinder 1 zu erreichen, besteht der Zylinder 1 vorzugsweise
aus einem oberen und einem unteren Teil, die an einer Verbindungsstelle 10 mit Flanschen
versehen sind, zwischen die der Außenrand der Rollmembrane eingeklemmt wird. Vom
Kolben 8 aus führt eine Kolbenstange 11, die in nicht weiter dargestellten Führungen
gelagert ist zur Pumpe P. In dieser Pumpe steht die Kolbenstange 11 mit einem weiteren
nicht dargestellten Kolben in Verbindung, der in dem Zylindergehäuse 12 der Pumpe
P auf und ab gleitet, und zwar wegen der Stangenverbindung mit dem Kolben 8
auch
synchron mit diesem. Die Pumpe P ist mit einer Eintrittsöffnung'13 und einer Austrittsöffnung
14 versehen. Die Austrittsöffnung 14 ist mittels einer Zuleitung 15 mit einer Öffnung
16 in dem Bodenstück 3 verbunden. Die Öffnung 16 liegt in Strömungsrichtung hinter
dem Rückschlagventil 7. Der Eintrittsöffnung 13 und der Austrittsöffnung 14 sind
jeweils übliche Ventile derart zugeordnet, daß eine Flüssigkeit bei Bewegung des
Kolbens in den Zylinder 12 nur in Richtung von der Eintrittsöffnung 13 zur Austrittsöffnung
14 strömen kann. Da die Einzelheiten der Dosierpumpe P bekannt sind, wurde auf eine
genauere zeichnerische Darstellung dieser Einzelheiten verzichtet.
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Zur Erklärung der Wirkungsweise der Anordnung soll angenommen werden,
daß das Arbeitsmedium in Strömungsrichtung hinter dem Dosiergerät unter einen gewissen
Staudruck gesetzt wurde, der so ausreichend ist, daß das Medium durch die Öffnung
4 in den Innenraum des Zylinders 1 eintreten kann. Da die Öffnung 5 durch das Rückschlagventil
7 verschlossen ist, beginnt sich der Kolben 8 zu heben. Entsprechend hebt sich auch
der in dem Gehäuse 12 befindliche Kolben der Dosierpumpe und es tritt eine bestimmte
Menge einer Zusatzflüssigkeit über die Öffnung 14, die Leitung 15 und die Öffnung
16 in den Durchflußkanal 3 ein. Hier mischt sich die Zusatzflüssigkeit mit dem Arbeitsmedium.
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Der Dosiervorgang wird automatisch dadurch beendet, daß der Kolben
8 und damit auch der Kolben in dem Zylinder 12 die obere Stellung erreicht. Es ist
hierbei die gesamte durch einen Kolbenhub der Dosierpumpe P bestimmte Menge der
Zusatzflüssigkeit dem Arbeitsmedium beigegeben worden und es fließt nunmehr auf
der Austrittsseite des Durchflußkanals 3 nur noch reines Arbeitsmedium ab.
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Es ist jedoch auch möglich, Bruchteile der durch einen vollen Kolbenhub
definierten Zusatzflüssigkeitsmenge zuzuspeisen, falls dieses bei bestimmten Anwendungsgebieten
gewünscht wird.
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Hierzu ist es lediglich notwendig, den die Einleitung des Dosierens
bewirkenden Staudruck vor Erreichen der oberen Stellung des Kolbens 8 aufzuheben.
In diesem Fall öffnet sich das Rückschlagventil 7 und der Kolben 8 bleibt stehen
oder kann unter der Wirkung der gegen den Zylinderdeckel 17 aufgestützten Feder
18 wieder in seine untere Stellung gelangen. Auf jeden Fall ist der Dosiervorgang
unterbrochen.
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Der die Einleitung des Dosiervorgangs bewirkende Staudruck kann beispielsweise
durch die Ausspritzdüsen der gesamten Anlage bewirkt werden. In diesem Fall ist
es zweckmäßig, das Ventil 6 so einzustellen, daß das Zuspeisen der Zusatzflüssigkeit
bereits bei Beginn der Strömung des Arbeitsmediums erfolgen kann. Dies ist günstig
bei Geschirrspülmaschinen oder dgl., bei denen zunächst über andere getrennte Leitungen
heißes
klares Wasser auf das zu spülende Geschirr gespritzt wird und sodann über weitere
Leitungen, die das Dosiergerät enthalten, das das Spülmittel enthaltende Wasser
auf das Geschirr gelangt. Nach Beendigung der Zufuhr des das Spülmittel enthaltenden
Wassers erfolgt wieder eine Umschaltung auf die Zufuhr von klarem Wasser, während
der das Dosiergerät außer Betrieb ist. Während dieser Zeit kann sich der Kolben
8 unter der Wirkung der Feder 18 wieder in seine untere Stellung bewegen und das
Dosiergerät ist für den Beginn eines weiteren Hubes wieder betriebsbereit. Bei automatischen
Geschirrspülmaschinen oder dgl. erfolgt das Umschalten auf die verschiedenen Leitungen
durch ein geeignetes Zeitschaltwerk, es läßt sich natürlich aber auch von Hand durchführen.
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Es ist auch möglich, den Dosiervorgang durch ein Ventil zu bewirken,
welches entweder automatisch zeitgesteuert oder von Hand bedient werden kann und
welches auf der Abflußseite des Dosiergerätes in dem Strömungsweg des Arbeitsmediums
eine entsprechende Verengung erzeugt, die die gewünschte Erhöhung des Staudruckes
bewirkt. Bei einer derartigen Anordnung besteht der Vorteil, daß keine zusätzlichen
Leitungen oder Düsen für die Zufuhr von reinem Arbeitsmedium und von mit Zusatzflüssigkeit
versehenem Arbeitsmedium benötigt werden. Es hängt von
| der Art der jeweils vorhandenen und mit dem Dosiergerät ver- |
| j |
| sehenen Gesamtanlage ab, welche der vorstehend skizzierten |
| Möglichkeiten gewählt werden. Das Dosiergerät arbeitet bei |
beiden Möglichkeiten gleichermaßen gut, auch bei verschmutztem
Arbeitsmedium.
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Im Falle der Steuerung des staudruckes durch ein zusätzliches Ventil
erweist sich das Dosiergerät besonders vorteilhaft, da der Durchflußkanal 3 während
der Zeit, in der keine Dosierung stattfindet, als vollwertige und von dem Zylinderraum
getrennte Leitung arbeitet, so daß einerseits Umgehungsleitungen überflüssig werden,
andererseits aber auch der Kolben 8 unter der Wirkung der Feder 18 in die untere
Stellung, nämlich die Bereitschaftsstellung für einen neuen Dosiervorgang gelangen
kann. Bei den Ausführungsformen mit verengtem Durchtritt zwischen Regulierventil
und Rückschlagventil müssen entweder Umgehungsleitungen vorhanden sein oder aber
das Medium muß bei geöffnetem Rückschlagventil durch den Zylinderraum hindurchfließen,
so daß der Arbeitskolben nicht wieder in die Bereitschaftsstellung gelangen kann,
bevor nicht die Strömung des Mediums eine entsprechende Zeit lang abgestellt wurde.
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Im übrigen bringt die Verwendung eines zusätzlichen eine Verengung
erzeugenden Ventils keine Nachteile mit sich, die die Lösung der vorliegenden Aufgabe
beeinträchtigen können, da es zahlreiche Ausführungsformen derartiger Ventile gibt,
die auch bei verschmutztem Medium einwandfrei zu arbeiten vermögen, z. B.
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Schlauchventile oder dergl.
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Insgesamt bringt die Neuerung somit ein weitgehend wartungsfreies
und universell verwendbares Dosiergerät von