DE19641742A1 - Dosierung von Waschmittelpasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Dosieren von pastösen Substanzen und deren Vermischen mit einem Lösungsmittel mittels Injektor mit integriertem Absperrorgan, wobei die Dosiermenge auf Basis einer Leitfähigkeitsmessung erfaßt wird.

Flüssige bis pastenförmige Waschmittel sind in großer Zahl bekannt. Diese sind im allgemeinen auf die Bedürfnisse im Haushalt abgestimmt, das heißt sie sollen hinreichend flüssig sein und sich problemlos ausgießen und dosieren lassen. Da sie außerdem innerhalb eines größeren Temperaturbereichs lagerstabil sein sollen, kommt man üblicherweise nicht ohne die Anwendung von organischen Lösungsmitteln und/oder hydrotropen Zusatzstoffen aus. Diese Zusätze sind jedoch waschinaktiv, vergleichsweise aufwendig und beanspruchen zusätzlich Verpackungsvolumen bzw. Transport- und Lagerkapazität. Insbesondere stört ein Gehalt an brennbaren Lösungsmitteln, die wegen des vergleichsweise hohen Durchsatzes an Waschmitteln in Wäschereibetrieben zusätzlich Sicherheitsvorkehrungen erfordern. Waschmittelkonzentrate der genannten Art sind daher für Wäschereien nicht oder nur sehr bedingt brauchbar.

Es werden daher in Wäschereibetrieben in der Hauptsache pulverförmige Waschmittel eingesetzt. Da insbesondere in großen Betrieben mit weitgehender Automatisierung die genaue Dosierung derartiger Mittel problematisch bzw. personalaufwendig ist, werden die Mittel meist in vorgelöster Form als Stammlaugen bevorratet und dosiert, das heißt, man setzt ein wäßriges Konzentrat an, das dann den einzelnen Verbrauchsstellen zugeführt wird. Die üblicherweise in Wäschereibetrieben verwendeten Waschmittel enthalten jedoch vergleichsweise hohe Anteile an Waschalkalien, die nur beschränkt in kaltem Wasser löslich sind und überdies zu Aussalzungseffekten führen. Sie bewirken eine Phasentrennung mit der Folge, daß die organischen Komponenten, insbesondere die nicht­ ionischen Tenside und Seifen, sich abscheiden und aufrahmen. Man muß daher in relativ starker wäßriger Verdünnung arbeiten und die Stammlaugen zusätzlich ständig intensiv durchmischen und im Kreislauf führen, um auch in den Zuführungsleitungen zu den Verbrauchsstellen ein Abscheiden einzelner Komponenten zu verhindern. Derartige Verfahren erfordern daher hohe Investitionen für geräumige Ansatzbehälter und die damit verbundene Statik für Mischer und Fördereinrichtungen sowie eine ständige Energiezufuhr für das Temperieren und Umpumpen der Stammlaugen.

Ein diesen Anforderungen entsprechendes Waschmittel ist in der EP 0 295 525 vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um ein pastöses Waschmittel, das besondere Anforderungen an die Handhabung für das Dosieren und Vermischen mit Wasser als Lösungsmittel stellt. Für das dosierte Zuführen und Vermischen wird in dieser Druckschrift ein nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe arbeitender Injektor mit integriertem Absperrventil vorgeschlagen. Als Erfassungsvorrichtung der dosierten Pastenmenge ist eine Meßanordnung an der Basis von Leitfähigkeitsmessungen offenbart. Ein Chemikalienspender als Dosiereinrichtung für chemische Lösungen von unbekannter oder variabler Konzentration in Verbindung mit einer Erfassungsvorrichtung auf der Basis von Leitfähigkeitsmessung und ein entsprechendes Verfahren ist auch in der EP 0 229 038 beschrieben.

Schwierigkeit bereiten die bisher vorgeschlagenen Lösungen für das in den Injektor integrierte Absperrorgan. Sie sehen entweder die Absperrung des Wasserzutritts in die Pastenzuführung oder die Absperrung der Pastenzufuhr vor. Eine den Erfordernissen der Praxis entsprechende Absperrmöglichkeit, die ein gezieltes Dosieren und Vermischen ermöglichen, ist bisher nicht bekannt.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine vorbekannte Vorrichtung, bzw. ein Verfahren zu ihrem Betrieb so weiterzuentwickeln, daß das Absperren der Zufuhr von pastenförmigen Substanzen und ihre Lösungsmittel getrennt derart erfolgen kann, daß eine den Vermischungsverhältnissen entsprechende Dosierung der Mischungsbestandteile genau, in einfacher und reproduzierbarer Weise sowie mit geringem Aufwand möglich ist.

Dieses Problem wird bei einer vorbeschriebenen Einrichtung dadurch gelöst, daß das Absperrorgan ein Doppel-Steuerkolben zum getrennten Verschließen einer Öffnung zwischen Pastenzuführung und einer Injektor-Saugkammer sowie einer Öffnung zwischen Lösungsmittelzuführung und einer Injektor-Vorkammer ist sowie durch ein vorbeschriebenes Verfahren, das dahin weiterentwickelt wird, daß durch das Öffnen einer Absperrvorrichtung in einer Zuführleitung für das unter Druck stehende Lösungsmittel eine Doppel-Steuerkolben-Anordnung gegen eine entgegenwirkende Kraft bewegt und dadurch zunächst eine Verbindung zwischen einer Pasten-Zuführleitung und Injektor-Saugkammer und danach eine Verbindung zwischen Lösungsmittel-Zuleitung und einer Injektor-Vorkammer freigibt, wobei in dem nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe arbeitenden Injektor-Paste angesaugt und mit dem sich entspannenden Lösungsmittel vermischt und die Mischung in eine Meßstrecke injiziert wird, in der über eine Leitfähigkeitsmeßanordnung die Menge der in der Mischung gelösten Paste bestimmt und nach Erreichen der Soll-Dosiermenge die Absperrvorrichtung geschlossen wird, wonach die vorherige Öffnungsschaltung in umgekehrter Reihenfolge zum Absperren abläuft.

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung hat den Vorteil, daß durch das getrennte Absperren der Pasten- und Lösungsmittelzuführung eine gezielte, die Mischungsverhältnisse exakt berücksichtigende Dosierung mit einfachen Mitteln möglich ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim Öffnen zunächst die Pastenzuführung und danach die Lösungsmittelzuführung freigebbar ist und beim Absperren diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Damit ist gewährleistet, daß über die gesamte Dosierdauer gleichbleibende Mischungsverhältnisse erreicht werden können.

Die Anordnung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppel-Steuerkolben-Anordnung auf einer gemeinsamen Kolbenplatte, die bei Aktivierung des Dosiersystems von dem unter Druck stehenden Lösungsmittel beaufschlagbar ist, läßt eine sehr einfache und wirkungsvolle Folgeschaltung in unaufwendiger Weise realisieren. Durch die Verwendung eines 2/2-Absperrorgans, das heißt eines Schalters, der nur die Stellungen des völligen Öffnens und Schließens aufweist, hat den Vorteil, daß das Lösungsmittel immer mit dem die Ablaufschaltung ermöglichenden Druck ansteht. In Verbindung mit dieser Einrichtung bringt die an sich bekannte Erfassung der dosierten Pastenmengen auf der Basis einer Leitfähigkeitsmessung besondere Vorteile, da sie gemeinsam ein sehr genaues Dosieren ermöglichen.

Die Ausbildung der Abführleitung für das Lösungsmittel aus dem Raum, in dem sich die Kolbenplatte befindet, als Bypass zwischen diesem Raum und der Meßstrecke zeigt vorteilhaft eine Lösung, die mit geringem Aufwand und ohne nennenswerte Beeinflussung des Dosier- und Mischungsergebnisses die Abführung des Lösungsmittels aus diesem Raum erlaubt, um das völlige Schließen der Doppel-Steuerkolben-Anordnung zu ermöglichen. Andere Lösungen für das Abfahren des Lösungsmittels würden sehr aufwendige 3/2-Armaturen in der Zuführleitung des Lösungsmittels und/oder aufwendige Anschlüsse an eine Entsorgungsleitung bedingen.

Die in einer besonderen Ausführungsform vorgeschlagene Steuereinrichtung erlaubt es in einfacher Weise, die Abläufe der einzelnen Schaltungsschritte und ihre Kontrolle in wirkungsvoller Weise zu steuern und zu überwachen. Das vorgeschlagene Verfahren bietet vorteilhaft die Möglichkeiten, Dosierung und Vermischung mittels Injektor und Dosiermengen-Erfassung auf Basis der Leitfähigkeitsmessung in einer Form durchzuführen, die die Möglichkeiten dieser Aggregate in optimaler Form nutzt und in einfacher Weise miteinander verbindet und dabei die Zielsetzung in vorteilhafter Weise umsetzt.

Die erfindungsgemäßen Einrichtungen und Verfahren sind in erster Linie im Hinblick auf pastöse Waschmittel und deren Einsatz in Waschverfahren hinsichtlich Dosierung und Vermischung beschrieben. Bei Waschverfahren bildet Wasser das übliche und bevorzugte Lösungsmittel. Sie eignen sich jedoch in gleicher Weise für andere pastöse Chemikalien und Lösungsmittel.

Diese beschriebenen und weitere Vorteile werden bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels verdeutlicht, das in beigefügter Zeichnung dargestellt ist, und zwar in

Fig. 1 mit geschlossener und

Fig. 2 mit geöffneter Doppel-Steuerkolben-Anordnung.

Die Darstellung eines Ausführungsbeispiels für die Dosiereinrichtung 1 zeigt von rechts kommend die Zuführleitung 8 für das Lösungsmittel, bei dem es sich normalerweise um Wasser handelt. Dieses steht mit erhöhtem Druck an und wird durch das Absperrorgan 9 von der Dosiereinrichtung getrennt. Besonders vorteilhaft erweist sich für diesen Einsatzzweck ein 2/2 Absperrventil oder -hahn, bei dem nur zwischen den Schaltstellungen völlig offen und völlig geschlossen geschaltet wird. Ist das Absperrorgan 9 geöffnet, steht das Druckwasser gegen den Steuerkolben 6, der auf der Kolbenplatte 15 angeordnet ist. Die Kolbenplatte 15 ist auf einer Führungsplatte angeordnet, die in dem zylindrischen Raum 10 axial beweglich ist. Der Raum 10 ist insgesamt wasserdicht ausgestaltet. Unterhalb der Führungsplatte ist eine Feder 16 angeordnet, gegen die die Führungsplatte axial bewegbar ist.

Das unter dem Injektor seitlich unter Druck anstehende Wasser steht auf der Kolbenplatte 15 neben der Anordnung des Kolben 6 an und drückt diese nach unten. Im Ausführungsbeispiel ist die Feder 16 so ausgelegt, daß sie bei einem Wasserdruck von 2,5 bar ausgelenkt wird. Wenn sich die Kolbenplatte 15 nach unten bewegt, nimmt sie die auf ihr angeordneten Kolben 5 und 6 mit. Im geschlossenen Zustand schließt der Kolben 5 die Verbindung zwischen der Pastenzuführung 7 und der Injektor-Saugkammer 4, während der Kolben 6 die Verbindung zwischen Zuführleitung 8 und Injektor-Vorkammer 3 absperrt. Die Länge der Abstände und darauf abgestimmt die Länge der Kolben 5 und 6 ist so gewählt, daß beim Absinken der Doppel-Steuerkolben-Anordnung 5, 6, 15 zunächst die Verbindung von der Pastenzuführung 7 zur Injektor-Saugkammer 4 freigegeben wird. Bei weiterem Absinken der Kolbenplatte 15 wird dann auch von Kolben 6 die Verbindung von der Zufahrleitung 8, das heißt dem unter Druck anstehenden Wasser, in die Injektor-Vorkammer 3 freigegeben.

Durch die 2/2 Schaltung des Absperrorgans 9 steht das Wasser sofort unter vollem Betriebsdruck, im Ausführungsbeispiel also unter 2,5 bar an und preßt sich durch die enge Injektordüse 2. Injektor 2 ist durch den Zylinderraum für Kolben 5 hindurch auf die Injektor-Saugkammer 4 und die damit koaxiale Meßstrecke 13 gerichtet. Das entspannende Wasser saugt Paste aus der Pastenzuführung 7 an, löst die Paste auf und vermischt sich mit ihr. Diese Mischung wird in die Meßstrecke 13 injiziert, in der sie durch die in Strömungsrichtung beabstandet angeordneten Meßelektroden 14 bezüglich ihrer elektrischen Leitfähigkeit gemessen werden. Diese Meßanordnung erlaubt es, die in der Mischung vorhandene Pastenmenge genau zu erfassen, so daß auch in ihrer Konzentration unbekannte oder variierende Pasten mengenmäßig genau erfaßt werden können. Eine Integrationseinrichtung in einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung ermittelt die Menge der insgesamt dosierten Paste und gibt bei Erreichen der Soll-Dosiermenge den Befehl zum Schließen des Systems. Danach wird der Weitertansport der Mischung der Paste in wäßriger Lösung in die Produktleitung 17 unterbrochen.

Wenn das Absperrorgan 9 die Zuführleitung 8 abschließt, steht kein Druckwasser mehr an. Dadurch wird die Kolbenplatte 15 über ihre Führungsplatte durch die Feder 16 nach oben bewegt. Gleichzeitig schieben sich die Kolben 5 und 6 in ihre zylinderförmigen Bewegungsräume, wobei zunächst die Verbindung von Wasserzulauf zur Injektorvorkammer 3 und danach die Verbindung von der Pastenzuführung 7 zur Injektorsaugkammer 4 verschlossen werden. Das dabei durch den Kolben 6 für die Injektorvorkammer in den Injektor verdrängte Wasser löst die noch vorhandene Paste auf und vermischt sich ggfs. mit dem durch den Bypass abfließenden Abwasser. Da der Raum 10 wasserdicht ausgestaltet ist, kann die Führungsplatte mit der darauf angeordneten Kolbenplatte 15 und den Kolben 5 und 6 nach Verschluß der Öffnung zur Injektor-Vorkammer 3 nur dann nach oben bewegt werden, wenn das in Raum 10 noch vorhandene Wasser über den Bypass 12 abgeführt werden kann. Die nach Verschluß der Verbindung zur Injektor-Vorkammer 3 durch den Bypass geförderte Wassermenge ist so gering, daß sie das Mischungsverhältnis nicht nennenswert beeinflußt.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Dosieren von pastösen Substanzen und deren Vermischen mit einem Lösungsmittel mittels Injektor (2) mit integriertem Absperrorgan, die eine Erfassungsvorrichtung der Pastenmenge auf der Basis von Leitfähigkeitsmessung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan ein Doppel-Steuerkolben (5, 6) zum getrennten Verschließen einer Öffnung zwischen Pastenzuführung (7) und einer Injektor-Saugkammer (4) sowie einer Öffnung zwischen Lösungsmittelzuführung (8) und einer Injektor-Vorkammer (3) ist.

2. Dosiereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Doppel-Steuerkolben (5, 6) beim Öffnen zunächst die Öffnung zwischen Pastenzuführung (7) und Injektor-Saugkammer (4) und danach die Öffnung zwischen Lösungsmittelzuführung (8) und Injektor-Vorkammer (3) freigebbar und beim Absperren in umgekehrter Reihenfolge absperrbar ist.

3. Dosiereinrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolben (5, 6) auf einer gemeinsamen Kolbenplatte (15) in einem lösungsmitteldichten, vorzugsweise zylindrischen Raum (10) angeordnet sind, die nach Öffnen einer Absperrvorrichtung (9) in der Lösungsmittelzuführung (8) von dem unter Druck anstehenden Lösungsmittel beaufschlagbar und gegen eine Kraft, vorzugsweise die Kraft einer Feder (16) absenkbar ist, wobei der Raum (10) einen Anschluß an eine Abführleitung (12) für das Lösungsmittel hat.

4. Dosiereinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung (9) nur eine Auf- und eine Geschlossen-Stellung aufweist.

5. Dosiereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung eine Meßstrecke (13) ist, in der die Elektroden (14) für die Leitfähigkeitsmessung in Strömungsrichtung beabstandet angeordnet sind, wobei die vorzugsweise zylindrische Meßstrecke (13) so angeordnet ist, daß sie koaxial zum Injektor (2) ist.

6. Dosiereinrichtung gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführleitung (12) für das Lösungsmittel ein Bypass zwischen Raum (10) und Meßstrecke (13) ist.

7. Dosiereinrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinrichtung aufweist, durch die das Absperrorgan (9) öffenbar, die Funktionsabläufe der Doppel-Steuerkolben-Anordnung (5, 6, 15) kontrollierbar, die Leitfähigkeits-Meßanordnung (13, 14) auswertbar und das Absperrorgan (9) bei Erreichen der Soll-Dosiermenge an Paste verschließbar ist.

8. Verfahren zum Dosieren von pastösen Substanzen und deren Vermischen mit einem Lösungsmittel mittels Injektor (2) mit integriertem Absperrorgan, wobei die Dosiermenge auf Basis einer Leitfähigkeitsmessung erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Öffnen einer Absperrvorrichtung (9) in einer Zuführleitung (8) für das unter Druck stehende Lösungsmittel eine Doppel-Steuerkolben-Anordnung (5, 6, 15) gegen eine entgegenwirkende Kraft bewegt und dadurch zunächst eine Verbindung zwischen einer Pasten-Zuführleitung (7) und der Injektor-Saugkammer (4) und danach eine Verbindung zwischen Lösungsmittel-Zuführleitung (8) und der Injektor-Vorkammer (3) freigegeben wird, wobei durch den nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe arbeitenden Injektor (2) Paste angesaugt und mit dem entspannenden Lösungsmittel vermischt und die Mischung in eine Meßstrecke (13) injiziert wird, in der über eine Leitfähigkeits-Meßanordnung die Menge der in der Mischung gelösten Paste bestimmt und nach Erreichen der Solldosiermenge die Absperrvorrichtung (9) geschlossen wird, wonach die vorherige Öffnungsschaltung in umgekehrter Reihenfolge zum Absperren abläuft.