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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen von mischbaren
und nichtmischbaren Flüssigkeiten
und/oder zur Erzeugung von Emulsionen.
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Mittel
zur Körperpflege,
Getränke
aus Konzentraten, Reinigungsmittel und sonstige Flüssigkeiten,
welche intensiv vermischt werden müssen, müssen insbesondere im Haushalt
fertig vermischt bezogen werden. Besonders die Herstellung von kosmetischen
Produkten ist im Haushalt kaum realisierbar, da hierfür homogene
Emulsionen hergestellt werden müssen.
Kosmetische Fertigprodukte enthalten eine Anzahl chemischer Substanzen
und Emulgatoren, welche eine lange Haltbarkeit des Kosmetikums möglich machen.
Für Menschen
mit empfindlicher Haut sind diese chemischen Zusätze allerdings häufig nicht
zuträglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine auch im Haushalt einsetzbare
Vorrichtung an die Hand zu geben, welche an einer mit Druck betriebenen
Armatur angeschlossen werden kann und eine zweite Flüssigkeit
in die aus dem Drucksystem austretende Flüssigkeit, vorzugsweise Trinkwasser
aus der Haushaltswasserleitung, einmischt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit einer Merkmalskombination
des Anspruchs 1 gelöst.
Hier ist eine Vorrichtung zum Vermischen von mischbaren und nicht
mischbaren Flüssigkeiten und/oder
zur Erzeugung von Emulsion geschaffen, die einen ersten Anschluß an ein
mit Druck betriebenes System und einen zweiten Anschluß zur Zuführung der
einzumischenden Flüssigkeit
derart aufweist, dass die einzumischende Flüssigkeit durch die Strömung der
unter Druck stehenden Flüssigkeit
angesaugt wird. Besonders ausgestaltete Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann in der Dusche oder Badewanne oder an einem Handwaschbecken
verwendbar sein, indem sie Öle
oder Konzentrate in das Duschwasser bzw. Badewasser bzw. Handwaschwasser
einmischt. Auch für
die Herstellung von Getränken
aus Saftkonzentraten und Getränkegrundstoffen
ist die Vorrichtung verwendbar. Hierzu kann die Vorrichtung an einer
entsprechenden Armatur anschließbar
sein.
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Die
einzumischende Flüssigkeit
wird vorteilhaft durch einen eigens hierfür vorgesehenen Behälter bereitgestellt.
Zur einfachen Handhabung ist dieser Behälter leicht austauschbar.
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Die
gute Vermischung der Flüssigkeit
miteinander erfolgt gemäß einer
besonderen Ausführung der
Erfindung durch eine starke Wirbelströmung in einer gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehenen Wirbelkammer.
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Zur
Unterdruckerzeugung und zum Vermischen der Flüssigkeiten kann die Wirbelkammer
tangentiale Einlässe
aufweisen. Diese Ausführungsform hat
neben der effektiven Unterdruckerzeugung den Vorteil, dass in der
Wirbelkammer die Flüssigkeiten derart
intensiv vermischt werden, dass keine weitere zusätzliche
Turbulenzerzeugung zur Vermischung der Flüssigkeiten notwendig sind.
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Um
eine leichte Handhabung beim Auswechseln der Behälter, die die zuzumischende
Flüssigkeit
enthalten, insbesondere im Haushalt zu gewährleisten, ist eine Ausführungsform
besonders vorteilhaft, bei welcher das Verbindungsrohr des Behälters schräg in die
Vorrichtung zum Vermischen der Flüssigkeit eingeführt wird.
Da der Behälter
hierbei pendelnd an der Mischvorrichtung befestigt wird, wird eine
Beschädigung
des Behälters
oder der Mischvorrichtung insbesondere beim Duschen weitgehend verhindert.
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Alternativ
ist eine Befestigung des Behälters über Magnetverschluss
oder sonstige Verriegelungen und Stecksysteme möglich.
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Die
Vorrichtung zum Vermischen der Flüssigkeiten kann direkt an die
entsprechende Armatur geschraubt oder durch einen Zuführungsschlauch bzw.
Zuführungsrohr
mit der Armatur verbunden werden.
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Der
Behälter,
welcher die zuzumischende Flüssigkeit
enthält,
kann entweder direkt an die Mischvorrichtung angeschlossen werden
oder über einen
Zuführschlauch
mit der Mischvorrichtung verbunden werden. Die Ausführungsform
mit Zuführschlauch
ist vorteilhaft, wenn größere Behälter mit der
zuzumischenden Flüssigkeit
benötigt
werden oder es aus einem anderen Grund nicht sinnvoll ist, den Behälter nicht
unmittelbar an der Vorrichtung zum Vermischen der Flüssigkeiten
zu befestigen.
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Um
einen störungsfreien
Betrieb insbesondere in der Dusche zu gewährleisten, ist ein Rücklaufventil
in der Vorrichtung zum Vermischen der Flüssigkeiten vorteilhaft.
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Es
erleichtert die Wartungsarbeiten, wenn die Bauteile zur Unterdruckerzeugung
und Vermischung in ein Rohr eingebaut sind, welches quer zur Flußrichtung
in die Vorrichtung zum Vermischen von Flüssigkeiten integriert ist.
So können
auch bei eingebautem Zustand der Mischvorrichtung leicht die entsprechenden
Bauteile herausgenommen und gegebenenfalls gereinigt werden.
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Die
Vorrichtung zum Vermischen der Flüssigkeiten kann neben der Verwendung
im Haushalt ebenso in der Industrie zum Vermischen von entsprechender
Flüssigkeit
eingesetzt werden.
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Damit
der Anwender beim Duschen die Möglichkeit
hat, zwischen Emulsion (welche auch mit reduziertem Durchfluss ausgegeben
werden kann) und Duschwasser ohne Beimengung (auch mit vollem Durchfluss)
zu wechseln kann es sinnvoll sein, die Mischvorrichtung so auszugestalten,
dass die Mischeinheit ausschaltbar ist, so dass der Durchfluss ohne
Beimengung erfolgt. Die Ausschaltung kann hierbei mechanisch, elektromechanisch,
hydraulisch, pneumatisch oder magnetisch erfolgen. Auch eine Zwischenstufe
kann sinnvoll sein, so dass ein Anteil des unter Druck stehenden
Mediums vermischt und ein Anteil ungemischt die Mischeinheit verlässt.
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Diese
Ausschaltfunktion kann auch für
alle anderen Einsatzbereiche der Mischvorrichtung sinnvoll sein,
z.B. an der Küchenarmatur,
der Badewannearmatur oder in sonstigen Anwendungsbereichen.
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Beim
Auftreten stärkerer
Gegendrücke
kann es vorkommen, dass die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit
durch die einseitig wirkenden Kräfte
aus der eingeschobenen Position wieder herausgedrückt wird.
Solche Gegendrücke
können
beispielsweise auftreten, wenn Duschbrausen mit erheblich reduziertem
Durchfluss an die Mischvorrichtung angeschlossen werden.
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Erfindungsgemäß wurde
hier ein Zusatzkolben geschaffen, welcher mechanisch fest mit der Mischeinheit
verbunden ist und auf welchem die Kraft des Gegendrucks in entegegengesetzte
Richtung zu der Kraft auf die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit
wirkt. Somit wird die Kraft des Gegendrucks auf die Mischeinheit
aufgehoben und die Schaltstellung der Umschaltfunktion bleibt erhalten.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand unterschiedlicher
Ausführungsbeispiele
in der nachstehenden Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung zum Anschluss an eine Armatur;
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2:
Das Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung aus 1 mit aufgeschnittenem Mantelgehäuse;
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3:
Das Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung aus 1 als Seitenansicht;
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4:
Das Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung aus 1 als komplette Schnittansicht;
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5:
Ein Ausführungsbeispiel
des Flüssigkeitsbehälters für den Einsatz
mit der Mischvorrichtungen mit schrägem Zuführungskanal in der Seitenansicht;
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6:
Das Ausführungsbeispiel
des Flüssigkeitsbehälters aus 5 in
einer Darstellung mit Sicht auf das Entlüftungsloch;
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7:
Das Ausführungsbeispiel
des Flüssigkeitsbehälters als
komplette Schnittansicht;
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8:
Das beschriebene Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung und des Flüssigkeitsbehälters in
Einführposition;
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9:
Das beschriebene Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit eingestecktem Behälter gemäß dem Ausführungsbeispiel;
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10:
Das beschriebene Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit eingestecktem Behälter gemäß dem Ausführungsbeispiel als komplette Schnittansicht;
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11:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit Zuführungsschlauch
zum Zuleiten des unter Druck stehenden Mediums;
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12:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit einem stationären Behälter, welcher über Zuleitung
mit der Mischvorrichtung verbunden ist;
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13:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit Steckbehälter in der Anwendung für die Dusche;
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14:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit Steckbehälter in der Anwendung für die Badewannen-Armatur;
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15:
Ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung mit Steckbehälter in der Anwendung für die Küchenarmatur;
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16:
Darstellung eines Ausführungsbeispieles
der Mischvorrichtung mit aufgeschnittenem Gehäusemantel und aufgeschnittener
Mischeinheit mit Rücklaufventil;
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17:
Zeigt eine anderes Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung, in welche das Zuführungsrohr des Behälters waagrecht
eingeführt;
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18:
Das Ausführungsbeispiel
aus 17 mit eingeführtem
Behälter;
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19:
Zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung, in welche das Zuführungsrohr des Behälters waagrecht
eingeführt
wird und das Zuführungsrohr
des Behälters
mit einem Magneten an der Mischvorrichtung fixiert wird;
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20:
Das Ausführungsbeispiel
aus 19 mit eingeführtem
und fixiertem Behälter;
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21:
Zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung, an welcher der Behälter mittels mechanischer Fixierung
befestigt wird;
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22:
Ein Ausführungsbeispiel
mit einer mechanischen Ausschaltfunktion, die Mischeinheit wurde
herausgezogen;
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23:
Das Ausführungsbeispiel
aus 22 mit eingesteckter Mischeinheit;
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24:
Das Ausführungsbeispiel
aus 22 mit herausgezogener Mischeinheit als Schnittansicht;
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25:
Das Ausführungsbeispiel
aus 22 mit eingesteckter Mischeinheit als Schnittansicht;
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26:
Ein Ausführungsbeispiel
der Umschaltfunktion ohne erfindungsgemäßem Gegenkolben mit eingedrückter Mischeinheit.
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27:
Ein Ausführungsbeispiel
der Umschaltfunktion ohne erfindungsgemäßen Gegenkolben mit herausgezogener
Mischeinheit.
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28:
Ein Ausführungsbeispiel
der Umschaltfunktion mit erfindungsgemäßem Gegenkolben bei eingedrückter Mischeinheit.
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29:
Ein Ausführungsbeispiel
der Umschaltfunktion mit erfindungsgemäßem Gegenkolben bei herausgezogener
Mischeinheit.
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An
dem Ausführungsbeispiel
in 1 bis 4 können wesentliche Elemente der
Mischvorrichtung erläutert
werden. Die Mischvorrichtung 1 besteht im wesentlichen
aus einem Zulauf für
das unter Druck stehende Medium, hier als Flansch mit Überwurfmutter 4 dargestellt,
einem Ablauf für
das Gemisch, hier als Rohrstutzen mit Außengewinde dargestellt 5 und
einer Zuführungsmöglichkeit
für das zuzumi schende
Medium, hier als Kanal 3 dargestellt. Das dargestellte
Ausführungsbeispiel
enthält
eine Mischeinheit 2 in Wirbelkammer-Ausführung. In
dem Ausführungsbeispiel
der Wirbelkammer 10 bewirken die tangentialen Einlässe 7 die
Wirbelbildung. Die Mischeinheit ist in diesem Ausführungsbeispiel
in einer Hülse 6 schräg zur Achse
der Mischvorrichtung 1 eingebaut. Diese Hülse verfügt über Einlassbohrungen 8 und
Auslassbohrungen 9. Das zuzumischende Medium wird über eine
Zuführungsbohrung 11 in
die Wirbelkammer eingeleitet. Um die Wirbelintensität zu verbessern
kann am Austritt der Wirbelkammer eine Verengung 12 vorgesehen
werden.
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In
den Figuren 5 bis 7 ist ein
Ausführungsbeispiel
des Behälters 20 für das zuzumischende
Medium dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel
des Behälters
verfügt über ein
Saugrohr 24, über
welches die Flüssigkeit
in die Mischvorrichtung eingesaugt werden kann. Der Behälter kann
in diesem Ausführungsbeispiel über ein
gebogenes Rohr 21 in die Mischvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1 bis 4 eingehängt werden. Die Dosierung des
Mediums kann über
eine Dosierdüse 22 erfolgen.
Zur Entlüftung
kann sich ein Entlüftungsloch 23 in
dem gebogenen Rohr 21 befinden. Eine solche Position des
Entlüftungslochs
hat den Vorteil, dass eine Schutzkappe Düse und Entlüftung gleichermaßen verschließen könnte.
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In
den Figuren 8 bis 10 ist
dargestellt, wie der Behälter
aus vorangegangenem Ausführungsbeispiel
in die Mischvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
(1 bis 4) eingesteckt werden kann.
Hierbei wird das gebogene Rohr des Behälters 20 in den schräg geneigten
Einführungskanal 3 der
Mischvorrichtung 1 eingeführt. Die Dosierdüse 22 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
nach dem Einstecken mittig zur Achse der Wirbelkammer positioniert.
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In 11 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei welchem die Mischvorrichtung 1 nicht direkt an
eine Armatur geschraubt wird, um des unter Druck stehenden Medium
zuzuführen,
sondern das unter Druck stehende Medium über einen Zuleitungsschlauch 30 zugeleitet
wird.
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In 12 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei welchem der Behälter
mit dem einzumischenden Medium nicht direkt an der Mischvorrichtung
angebracht ist, sondern das zuzuführende Medium über einen
Zuleitungsschlauch oder Zuleitungsrohr 31 aus dem Behälter 32 der
Mischvorrichtung 1 zugeführt wird. Dies kann vorteilhaft
sein, wenn der Behälter
stationär
befestigt werden soll, der Behälter zu
groß oder
zu schwer ist um ihn direkt an der Mischvorrichtung zu befestigen,
oder der Behälter
direkt an der Mischvorrichtung stören würde.
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In 13 ist
dargestellt, wie die Mischvorrichtung 1 beispielsweise
an einer Duscharmatur 40 befestigt werden kann. Der Behälter mit
dem zuzumischenden Medium 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel
direkt an der Mischvorrichtung befestigt. Der Duschschlauch 41 wird
in diesem Ausführungsbeispiel
an den Auslass der Mischvorrichtung geschraubt.
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In 14 ist
dargestellt, wie die Mischvorrichtung 1 beispielsweise
an einer Badewannenarmatur 50 befestigt werden kann. Der
Behälter
mit dem zuzumischenden Medium 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel
direkt an der Mischvorrichtung befestigt. Ein Strahlformer oder
Luftsprudler 51 kann in diesem Ausführungsbeispiel an den Auslass
der Mischvorrichtung geschraubt werden.
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In 15 ist
dargestellt, wie die Mischvorrichtung 1 beispielsweise
an einer Armatur einer Küchenspüle 60 befestigt
werden kann. Der Behälter mit
dem zuzumischenden Medium 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel
direkt an der Mischvorrichtung befestigt. Ein Strahlformer oder
Luftsprudler 61 kann in diesem Ausführungsbeispiel an den Auslass
der Mischvorrichtung geschraubt werden.
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In 16 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Mischvorrichtung mit einem Rücklaufventil dargestellt. Der
Mantel der Mischvorrichtung 1 und die Mischeinheit 2 sind
hierbei aufgeschnitten. Eine Ventilkugel 80 verschließt durch
den Druck der Ventilfeder 81 den Rücklauf in den Zuführungskanal 3.
Dargestellt ist in diesem Ausfüh rungsbeispiel
eine Mischeinheit 2 mit Wirbelkammer 10 und tangentialen
Einlässen 7.
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In 17 ist
ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung 90 dargestellt, bei welchem das Rohr
des Behälters 95 waagrecht
in den Zuführungskanal 94 der
Mischeinheit 93 eingeführt
wird. Die Mischeinheit 93 ist hierbei waagrecht in der
Mischvorrichtung 90 eingebaut. Die Zuleitung des unter Druck
stehenden Mediums erfolgt hier über
einen Flansch mit Überwurfmutter 91.
Der Auslass 92 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Außengewinde
versehen.
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In 18 ist
das Rohr 95 des Behälters 96 in die
Mischvorrichtung 90 aus dem Ausführungsbeispiel in 17 eingesteckt.
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In 19 ist
ein Ausführungsbeispiel
der Mischvorrichtung 90 dargestellt, bei welchem das Rohr
des Behälters 95 ebenfalls
waagrecht in den Zuführungskanal 94 der
Mischeinheit 93 eingeführt wird.
Um eine bessere Verbindung zwischen Behälters 96 und Mischvorrichtung 90 zu
erreichen, ist in diesem Ausführungsbeispiel
ein Dauermagnet 100 angebracht. Die Mischeinheit 93 ist
hierbei ebenfalls waagrecht in der Mischvorrichtung 90 eingebaut.
Die Zuleitung des unter Druck stehenden Mediums erfolgt hier über einen
Flansch mit Überwurfmutter 91. Der
Auslass 92 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Außengewinde
versehen.
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In 20 ist
das Rohr 95 des Behälters 96 in die
Mischvorrichtung 90 aus dem Ausführungsbeispiel in 19 eingesteckt.
Der Magnet 100 sichert in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindung.
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In 21 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei welchem der Behälter 104 über eine
mechanische Verriegelung 106–107 mit der Mischvorrichtung 101 verbunden
wird. In diesem Ausführungsbeispiel
weist die Mischvorrichtung ein Saugloch 105 auf, durch
welches nach erfolgter Verriegelung (Pfeil) das zuzumischende Medium
aus dem Behälter 104 in
die Mischvorrichtung 101 gesaugt wird. Die Zuleitung des
unter Druck stehenden Mediums erfolgt hier über einen Flansch mit Überwurfmutter 102.
Der Auslass 103 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Außengewinde
versehen.
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In
den Figuren 22 bis 25 ist
ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei welchem eine Umschaltfunktion integriert ist, durch
welche eine Ausschaltung der Mischfunktion möglich ist. Die Mischeinheit 203 der
Mischvorrichtung 200 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch Druck-
und Zugbetätigung
ein- und ausschaltbar. Ist in diesem Ausführungsbeispiel die Mischeinheit
herausgezogen (22 und 24 – Pfeil),
so kann das unter Druck durch die Zuleitung 201 einströmende Medium
die Bohrungen 207 und 208 passieren, ohne die
Mischkammer 205 zu durchströmen. Das Medium verlässt unvermischt
den Auslass 202.
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Wird
die Mischeinheit 203 eingeschoben (23 und 25 – Pfeil),
so muss das unter Druck durch die Zuleitung 201 einströmende Medium
die Mischkammer 205 durchströmen. Das Medium strömt durch
die Bohrung 207 in die Mischkammer 205. Hierbei
wird das zweite Medium zugeführt
durch die Zuleitung 204 zugeführt. Durch die Auslassbohrung 206 der
Mischkammer 205 strömt
das Gemisch durch die Bohrung 208 in den Auslass 202.
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Ein
Rückschlagventil 209 verhindert
das Ausfließen
des unter Druck stehenden Mediums durch die Zuleitung 204,
wenn die Mischeinheit ausgeschaltet ist.
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In
der 26 ist ein Ausführungsbeispiel ohne erfindungsgemäßen Gegenkolben
dargestellt, bei welchem die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit 251 in
die Mischvorrichtung 250 eingeschoben ist. Durch den eintretenden
Druck 252 kann ein Gegendruck 253 entstehen, durch
welche eine Kraft 254 auf die Mischeinheit 251 einwirkt,
so dass die Mischeinheit auf Grund ihrer Kolbenfunktion aus der
Mischvorrichtung 250 herausgedrückt wird.
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In
der 27 ist ein Ausführungsbeispiel ohne erfindungsgemäßen Gegenkolben
dargestellt, bei welchem die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit 251 durch
die Kraft 254 in die Endposition in der Mischvorrichtung 250 gedrückt wurde.
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In
der 28 ist ein Ausführungsbeispiel mit dem erfindungsgemäßen Gegenkolben
dargestellt, bei welchem die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit 251 in
die Mischvorrichtung 250 eingeschoben ist. Die durch den
Druck 252 und den Gegendruck 253 entstehende Kraft 258 wirkt
auf Grund des zusätzlichen
Kolbens 256 in entgegengesetzte Richtungen, so dass die
mit Kolbenfunktion ausgestattete Mischeinheit 251 in der
eingestellten Position verbleibt. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine zusätzliche
Entlüftungsbohrung 257 vorgesehen,
damit keine pneumatischen Drücke
durch den Zusatzkolben entstehen.
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In
der 29 ist ein Ausführungsbeispiel mit dem erfindungsgemäßen Gegenkolben
dargestellt, bei welchem die als Kolbenschieber ausgebildete Mischeinheit 251 aus
der Mischvorrichtung 250 in Endstellung herausgezogen ist.
Hierbei wirkt die entstehende Kraft 258 ebenfalls auf Grund
des zusätzlichen
Kolbens 256 in entgegengesetzte Richtungen, so dass die
mit Kolbenfunktion ausgestattete Mischeinheit 251 auch
hier in der eingestellten Position verbleibt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist ebenfalls eine zusätzliche
Entlüftungsbohrung 257 vorgesehen,
damit keine pneumatischen Drücke durch
den Zusatzkolben entstehen.