DE2103416C - Verfahren und Vorrichtung zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeiten, insbesondere aus Einweg Verpackungen - Google Patents

Description

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei schlauch- oder rohrartig ausgebildete Fortsätze (5, 6) am Boden des Behälters so ausgebildet werden, daß über den einen Fortsatz (6) bei Freigabe der Öffnung Luft in den Behälter eindringt, während aus dem anderen Fortsatz (5) Flüssigkeit dadurch austritt, daß innerhalb der schlauchartigen Fortsätze (5, 6) zwei Flüssigkekssäulen mit unterschiedlichem Druckpunkt gebildet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchartigen Fortsätze (5, 6) so ausgebildet werden, daß der Reibungswiderstand beim Austritt der Flüssigkeit, beispielsweise durch unterschiedliche Wahl der Durchmesser, in ein solches Verhältnis gebracht werden, daß der geringere Reibungswiderstand den Austritt der Flüssigkeit und der größere Reibungswiderstand den Eintritt der Luft ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Abkneifer (7) die Öffnung und Sperrung der schlauchartigen Fortsätze (5,6) betätigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide schlauchartigen Fortsätze (5, 6) in verschiedenen Höhen (8 a, 8 b) gesperrt und geöffnet werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der luftzuführende schlauchartige Fortsatz (6) in die Behälterflüssigkeit höher einmündet als der schlauchartige Fortsatz (S), der die Flüssigkeit freigibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der luftzuführende schlauchartige Fortsatz (6) an seinem oberen Ende bogenartig abgekrümmt ist, so daß ein durch Temperaturänderung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels bedingter Überdruck das Austreten der Flüssigkeit bei öffnen der schlauchartigen Fortsätze (S, 6) über den luftzufiihrenden schlauchartigen Fortsatz (6) unterbindet.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichzeitiges Austreten von Flüssigkeit aus beiden schlauchartigen Fortsätzen (S, 6), insbesondere bei Gasüberdruck, durch Temperaturerhöhung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und durch Turbulenzen dadurch verhindert wird, daß der luftzuführende schlauchartige Fortsatz (6) beim öffnen eine geringe konstante Verzögerung, beispielsweise durch nachlaufenden Federdruck, gegenüber dem schlauchartigen Fortsatz (S), der die Flüssigkeit ausgibt, erfährt.

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dosierten Ausgabe von Flüssigkeiten, insbesondere aus Einweg-Behältern.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, aus einem Behälter, beispielsweise einer Einweg-Verpackung, manuell oder vollautomatisch Flüssigkeiten in gleichbleibenden Mengen abzuzapfen. Hiermit ist jedoch immer ein mehr oder weniger großer Aufwand an Meßvorrichtungen und Reinigungsproblemen verbunden, insbesondere dann, wenn es sich um organische Flüssigkeiten handelt, die einem leichten Verderb ausgesetzt sind. Würde die Flüssigkeit nach Gewicht oder Volumen gemessen, so ist hiermit zwangläufig ein zusätzlicher technischer Aufwand verbunden. Wird nur nach der Öffnungszeit eines am Boden befindlichen Ventils entnommen, so ist damit die Schwierigkeit verbunden, den sich verändernden statischen Druck der Flüssigkeit zu kompensieren.

Es gibt die Möglichkeit, nach dem jetzigen Stand der Technik, die Flüssigkeit in gleichbleibenden, ausschließlich zeitgesteuerten Mengen zu entnehmen, wenn man den Behälter so ausbildet, daß dieser die Flüssigkeit über ein Vakuum oder Unterdruck an der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels zurückhält, während man die Luft- oder Gasmenge am Boden des Behälters zeitgesteuert oder volumendosiert zuführt.

Damit wird der statische Druckpunkt auf den Boden des Behälters verlegt. Durch diese Art der Dosierung werden jedoch Systeme notwendig, die durch entsprechende technische Mittel an den Behälter angekoppelt werden, beispielsweise über einen Schraub- oder Bajonettverschluß. Der Nachteil eines solchen Systems liegt jetzt darin, daß insbesondere bei organisch verderblicher oder zur Verklebung neigender Flüssigkeit eine gründliche Reinigung des Systems nach Entleerung des Behälters notwendig wird. Der Behälter kann zwar dann als Einwegbehälter vernichtet werden, das angekoppelte System jedoch muß entsprechend gereinigt und teilweise zusätzlich desinfiziert werden.

Die nachstehend beschriebene Erfindung elimi-

niert diese Nachteile völlig. Es brauchen weder Ventile gereinigt zu werden, noch volumen- oder gewichtsmessende Einrichtungen oder aber Systeme, die zeitgesteuert Gas an den Boden des Behälters führen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ausschließlich eine zeitgesteuerte Entnahme aus einem Behälter mit Flüssigkeit ermöglicht, ohne daß irgendwelche Reinigungs- oder hygienischen Probleme auftreten oder zusätzliche technische Einrichtungen notwendig werden. Die Erfindung bedient sich zunächst der Erkenntnis, daß man eine Flüssigkeit in einem festen Behälter am Auslaufen hindern kann, wenn sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Vakuum befindet. Dieses Vakuum kann selbstverständlich nur dann aufrechterhalten werden, wenn die Verpackung aus unelastischem Material besteht. Beispielsweise eine normale Konservendose wird am Boden mit zwei elastischen Fortsätzen versehen, die getrennt oder formtechnisch in einem System vereint schlauch- oder rohrförmig ausgebildet sind.

Die Enden dieser schlauchförmig ausgebildeten Fortsätze sind verschlossen. Soll die gleichmäßige, ausschließlich zeitgesteuerte Dosierung aus einem solchen Behälter in Betrieb genommen werden, so werden die schlauch- oder rohrförmig getrennt oder vereint ausgebildeten Einrichtungen in eine Abkneifvorrichtung eingespannt. Werden jetzt nach der Absperrung beide Schläuche, die am Ende verschlossen sind, aufgeschnitten oder aufgerissen und nach der Absperrung geöffnet, so würde normalerweise die Flüssigkeit unregelmäßig austreten unter gleichzeitigem Eintritt der Luft in den einen oder anderen elastischen schlauchartigen Fortsatz, um das Vakuum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels auszugleichen. Damit wäre keine exakte zeitgesteuerte Dosierung möglich. Die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, daß bei einei solchen Anordnung der Druck der im Behälter befindlichen Flüssigkeit auf die Austrittsorgane dann nicht einwirken kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel durch ein sich beim Austreten der Flüssigkeit bildende Vakuum zurückgehalten wird. Die Erfindung setzt voraus, daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein luftdichter Abschluß notwendig ist. Werden jetzt durch die beiden schlauchartigen Fortsätze beispielsweise zwei verschiedene Flüssigkeitssäulen aufgebaut, so wird die Flüssigkeitssäule in dem schlauchartigen Fortsatz zuerst austreten, die strömvngstechnisch und vom statischen Gewicht her günstigere physikalische Verhältnisse besitzt. In dem Fall saugt praktisch eine solche Flüssigkeitssäule die andere Säule leer, beispielsweise über diese Luft an. Sobald diese Luft in den Behälter eintritt, wobei die eintretende Luftmenge abhängig ist von der Öffnungszeit, so bestimmt diese die austretende Menge Flüssigkeit über den anderen schlauchartigen Fortsatz, Man könnte nach diesem Prinzip nur den schlauchartigen Fortsatz automatisch zeitgesteuert absperren, der die Flüssigkeit ausgibt. Aus Sicherheitsgründen ist es aber zweckmäßig, beide Fortsätze gleichzeitig zu sperren und zu öffnen, da durch TemperaturschwanLungen, in diesem Fall Temperaturanstiege, sich das Gaspolster oberhalb der Flüssigkeit ausdehnt, wodurch ein Überdruck entstehen könnte, der dann auch Flüssigkeit über den schlauchartigen Fortsatz austreten läßt, der normalerweise nur für die Luftzufuhr vorgesehen ist. Wird eine elektromagnetische Abkneifvorrichtung erfindungsgemäß eingesetzt, so kann ein Abkneifer gleichzeitig beide schlauchartigen Fortsätze öffnen oder sperren. Wird der schlauchartige Fortsatz für den Austritt der Flüssigkeit mit einem größeren Durchmesser versehen, so ist der Reibungswiderstand der Flüssigkeit beim Austreten geringer als der andere schlauchartige Fortsatz mit geringerem Durchmesser. Folglich tritt über der. größeren Durchmesser die Flüssigkeit aus und saugt

ίο über den kleineren Durchmesser die Luft an. Die Sicherheit dieses Verfahrens kann erhöht werden, dadurch, daß der schlauchartige Fortsatz mit dem geringeren Durchmesser weiter in die Flüssigkeit am Boden des Behälters hineinragt als beispielsweise der schlauchartige Fortsatz mit dem größeren Durchmesser. Ferner kann die Abkneifvorrichtung so ausgebildet werden, daß sie den Schlauch mit dem geringeren Durchmesser an einer höheren Stelle abkneift Damit wird zusätzlich der statische Druckpunkt der beiden

ao Flüssigkeitssäulen zugunstf.-. der flüssigkeitsaustretenden Säule verschoben. Betrachtet man das Prinzip genau, so ergeben sich praktisch in einem Behälter zwei Gefäße mit unterschiedlichem statischem Druckpunkt. Die gesamte Flüssigkeit wird zurückgehalten,

as cU der Flüssigkeitsspiegel luftdicht über dem Behälter gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist. Werden jetzt beide schlauchartigen Fortsätze geöffnet, so dringt nach dem erwähnten Prinzip die Flüssigkeit aus dem einen Fortsatz aus. Die Luft tritt über den anderen Fortsatz ein. Dort ergibt sich jetzt ein zweiter statischer Druckpunkt, und zwar kann sich dort nur der Druck auswirken, der durch die Höhe einer Flüssigkeitssäule bestimmt wird vom Punkt des Lufteintritts in die Flüssigkeit. Da dieser Punkt konstant bleibt, kann die gesamte Flüssigkeit in vorbestimmtem Volumen entnommen werden, wobei ausschließlich zeitsteuernde Einrichtungen, die init vorgegebenen Intervallen die schlauchartigen Fortsätze öffnen, maßgebend sind.

Aus Sicherheitsgründen sind weitere Merkmale der Erfindung folgende: Geringe Schwankungen des Gasdrucks durch Temperaturänderungen oberhalb der Behälterflüssigkeit können dadurch ausgeglichen werden, daß der luftzuführende schlauchartige Fortsatz bogenförmig in der Flüssigkeit abgekrümmt wird. In dem Fall müßte die Flüssigkeit erst an diesem Bogen aufsteigen, um später austreten zu können. Um Überdruckverhältnisse weiterhin zu eliminieren, kann der luftzuführende Fortsatz verzögert geöffnet werden, beispielsweise dadurch, daß der abkneifende sperrende Keil eine zusätzlich begrenzte Abfederung erfährt. In diesem Fall würde sich dann zunächst der überdruck auswirken ausschließlich auf den schlauchartigen Fortsatz, der die Flüssigkeit ausgibt. Durch eine solche erfindungsgemäße Lösung ist es ersichtlich, daß hygienische Probleme durch mangelhafte Reinigung, insbesondere bei organischen, leicht verderblichen Flüssigkeiten, nicht auftreten können.

Der Gegenstand der Erfindung wird an zwei Figuren beschrieben: In einem Behälter 1 befindet sich eine Flüssigkeit 2. Der Flüssigkeitsspiegel ist luftdicht gegen die Atmosphäre abgeschlossen, so daß sich ein Unterdruck VI oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 ergibt, wenn der Behälter geöffnet wird bzw. wenn zwei schlauchartige Fortsätze 5 und 6 am Boden des Behälters Flüssigkeit bis zum Absperrpunkt aufnehmen. Werden die schlauchartigen Fortsätze 5 und 6

beispielsweise über einen elektromagnetischen Abkneifer? abgesperrt, so tritt beim Entsperren Luft über die Zuführung 6 ein und Flüssigkeit über den schlauchartigen Fortsatz S aus.

An dem Punkt, an dem die Luft in den Behälter eindringt, entsteht eine Zone 4. Praktisch bildet sich dort ein zweites Gefäß, da bis zu diesem Punkt die Flüssigkeitssäule über den Unterdruck VI zurückgehalten wird. Die gestrichelte Linie 4 ist dadurch als Behälter 2 zu betrachten. Hier will Flüssigkeit aus dem schlauchartigen Fortsatz S beim Entsperren austreten. Diese Flüssigkeitssäule saugt dann praktisch aus dem schlauchartigen Fortsatz 6 Luft an. Es bildet sich an diesem Punkt ein Unterdruck VII, welcher beim öffnen der schlauchartigen Fortsätze 5 und 6 sofort durch die zugeführte Luft ausgeglichen wird.

Der statische Druckpunkt ist somit an den Punkt verlegt, wo die Luft über den schlauchartigen Fortsatze in die Behälterflüssigkeit 2 eindringt. Bei konstanter Außentemperatur würde die Funktion gewährleistet sein, auch dann, wenn nur der schlauchartige Fortsatz 5 geöffnet und geschlossen wird. Bei Temperaturdifferenzen würde das Gaspolster oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 3 bei Ausdehnung auch ein Austreten aus dem luftzuführenden schlauchartigen Fortsatz 6 bewirken. Um dieses zu verhindern, sind verschiedene Maßnahmen möglich; z.B. kann der schlauchartige Fortsatz 6 an seinem oberen Ende bogenartig ausgebildet werden, so daß die Flüssigkeit in diesem Fall zunächst über den Bogen ansteigen müßte. Außerdem würde eine zusätzliche Maßnahme

ίο für die größere Funktionssicherheit darin bestehen, daß die Absperrpunkte unterschiedliche Höhen aufweisen und die Luftzuführung in der Flüssigkeit an einen höheren Punkt verlegt wird als der Austrittspunkt der Flüssigkeit. Diese unterschiedlichen Sperr-

punkte sind in der Fig.2 als Sa und Sb gekennzeichnet. Statt eines elektromagnetischen Abkneifers? können selbstverständlich auch andere-Absperrorgane eingesetzt werden. Da der statische Druckpunkt auf den Boden des Behälters verlegt ist,

ίο bleibt ebenfalls die austretende Flüssigkeit über den schlauchartigen Fortsatz 5 konstant, wenn die Öffnungszeit gleichgehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren für die dosierte Ausgabe von Flüssigkeiten, insbesondere aus Einweg-Behältern, gekennzeichnet durch folgende teilweise bekannte Verfahrensschritte:

a) Die Aufbewahrung der Flüssigkeit erfolgt in einem luftdicht abgeschlossenen Behälter.

b) Der Behälter wird am Auslaß so ausgebildet, daß dieser mit zwei beispielsweise ab-

. kneifbaren, schlauchartigen Fortsätzen versehen wird.

c) Die Entnahme der Flüssigkeit erfolgt durch öffnen der zwei schlauchartigen Fortsätze, wobei Flüssigkeit aus dem einen schlauchartigen Fortsatz austritt, während über den anderen schlauchartigen Fortsatz Luft in die Flüssigkeit eintritt.

d) Die einstellbare, gleichbleibende Entnahme der Flüssigkeit erfolgt dadurch, daß der statische Druck der Flüssigkeit auf den Austritt dort gleichbleibt, wo die Luft aus dem einen Fortsafi in die Behälterflüssig- _a5 keit eintritt, während die darüberliegende Flüssigkeit durch den luftdichten Abschluß an der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels durch ein sich bildendes Vakuum zurückgehalten wird.

e) Das Austreten dei Flüssigkeit und das Eintreten der Luft wird durch zeitgesteuerte Absperrorgane ermöglicht, wobei die Zeit allein und unabhängig von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels die vorbestimmte FIüssigkeitsmenge bestimmt.