DE2749149A1

DE2749149A1 - Fluidausgabe- und mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2749149A1
Application number: DE19772749149
Authority: DE
Inventors: Jean Rene Boutin; John Arnold Crowell
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1978-05-24
Also published as: US4081006A; FR2370509A1; DE2749149B2; DE2749149C3; FR2370509B1; GB1585237A; JPS5377378A; JPS5627289B2

Description

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DR-ING. ULRICH KNOBLAUCH NovemberQ77

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KUHHORNSHOFWEG IO .. „ POSTSCHECK KONTO FRANKFURT/M 34 25 6O5 IS. , Ej

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M 23OO3O8 ■* TELEFON: 56 10 78

TELEGRAMM KNOPAT

DP 9

TELEX 4 11 877 KNOPA D

E.I. Du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware

Fluidausgabe-und Mischvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausgeben eines ersten Fluids aus einem Behälter und zum Mischen des ersten Fluids mit einem zweiten Fluid, mit einem Gehäuse, das eine Achse und eine Antriebskammer aufweist, mit einem in dem Gehäuse längs der Achse verschiebbaren Kolben, mit einem Durchstechteil, der am Kolben befestigt ist, mit einer Einrichtung zur Anordnung des Behälters mit dem ersten Fluid auf der Achse des Gehäuses zum Durchstechen mittels des Durch.stechteils und mit einer Einrichtung zum Einführen des zweiten Fluids unter Druck in die Antriebskammer zum Antreiben des Kolbens längs der Achse.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung zum selbsttätigen Verdünnen und Mischen der Flüssigkeit in einem Behälter mit einer zweiten Flüssigkeit verwendet.

Er. sind bereits in der Fotoindustrie und auf anderen Gebieten dor Technik die verschiedensten Vorrichtungen hergestellt worden, in die Chemikalien in konzentrierter Form geleitet werden. Vor der Benutzung muß dann die Vorrichtung geöffnet und das Konzentrat verdünnt und/oder mit anderen Fluiden gemischt werden. Zusätzlich zu der Möglichkeit, daß hierbei nicht der gewünschte Verdünnungsgrad erreicht wird, treten weitere Schwierigkeiten

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dadurch auf, insbesondere auf fotografischem Gebiet, daß die verwendeten Chemikalien kaustisch sind. Diese Chemikalien greifen nicht nur die Kleidung an, sondern können auch für den Benutzer selbst unangenehm sein.

Aus diesem Grunde sind verschiedene halb- und vollautomatische Vorrichtungen zum Entleeren des Konzentrats in einen Speicher beziehungsweise Vorratsbehälter zum Mischen und anschließenden Benutzung entwickelt worden. Typische Beispiele für derartige Vorrichtungen sind in den USA-Patentschriften 3 688 399 und 2 979 231 beschrieben. Bei Vorrichtungen dieser Art wird ein Durchlöcherungs- beziehungsweise Durchstechmesser manuell oder selbsttätig betätigt, um den Konzentratbehälter aufzustechen und das Austreten seines Inhalts in einen Speidier (Speicherbehälter) oder eine Zuführleitung zum Verdünnen und Mischen zu leiten.

Bei diesen Vorrichtungen können sich Jedoch Reste an dem Durchstechraesser ansammeln. Diese Reste können das Durchstechen beziehungsweise Aufstechen erschweren und eine Verstopfung be-

nicht wirken. Wenn der Behälter darüber hinaus/ gereinigt wird, bevor er entfernt wird, können der Benutzer oder leine Kleidung mit den Resten aus dem Behälter bespritzt werden. Ferner wird nicht immer eine eingehende Durchmischung, aber auch - was echwerwiegender ist - das gewünschte Verdünnungsverhöltni» nicht genau erreicht. Die Resteansaramlung erschwert die Erzielung der richtigen Verdünnungs- und/oder Mischverhältni«»e noch weiter.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die geschilderten Nachteile nicht auftreten.

Nach der Erfindung ist diese Aufgab· dadurch gelöet, daß der Kolben das Gehäuse in eine Antriebikaaraer und eine Fluidmischkamraer unterteilt und eine die Kammern verbindende erete öffnung aufweist.

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Vorzugsweise ist das Gehäuse im oberen Teil eines Speichers für die verdünnten Chemikalien angeordnet. Der Chemikalienbehälter kann-oben auf dem Gehäuse angeordnet werden. Wenn daher der Durchstechteil betätigt wird, wird der Behälter aufgestochen, so daß die Chemikalien nach unten in die Mischkammer und über darin vorgesehene öffnungen in den Speicher strömen können. Gleichzeitig strömt das zweite Fluid, das den Durchstechteil betätigt, durch die Öffnung im Antriebskolben In die gleiche Nischkammer, so daß es mit den Chemikalien ständig vermischt wird, während der Behälter geleert wird. Sobald der Behälter entleert ist, gestattet der verringerte Gegendruck, daß die öffnung einen Strahl des zweiten Fluids in den Behälter richtet, so daß der Behälter ausgewaschen wird und alle Reste entfernt werden. Durch Steuerung und/oder Regelung des Strömungszyklus lassen sich genaue Verdünnungsverhältnisse erzielen, wobei sichergestellt ist, daß alles Material aus dem Behälter entfernt und der Behälter gereinigt ist. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit verringert, daß Personen und/ oder ihre Kleidung durch unbeabsichtigtes Bespritzen mit restlichen Chemikalien beim Entfernen des leeren Behälters Schaden nehmen.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels ausführlicher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine nach der Erfindung ausgebildete Ausgabe- und Mischvorrichtung,

Flg. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in einer Ruhelage vor dem Aufsetzen eines Chemikalienbehälters und

Flg. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in einem betätigten Zustand, wobei insbesondere die Fluidströmungen vor und nach dem Leeren des Behälters dargestellt sind.

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Die dargestellte Vorrichtung weist einen Speicher 10 (in Form eines Behälters, von dem nur der obere Teil dargestellt ist) mit einer oben ausgebildeten Öffnung 10 auf. Der Speicher kann aus Jedem geeigneten Material hergestellt sein, zum Beispiel aus einem Kunststoff oder rostfreiem Stahl, das nicht mit den zu speichernden Chemikalien reagiert und von diesen nicht angegriffen wird. Für fotografische- Zwecke kann es sich bei diesem Speicher um den Speicher für einen selbsttätigen Filmentwickler handeln.

Die Form der Öffnung 12 ist an eine darin aufzunehmende selbsttätige Ausgabe- und Mischvorrichtung 14, die nach der Erfindung ausgebildet ist, angepaßt. Die Mischvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie die Chemikalien aus einem Behälter 16, der ebenfalls nur teilweise dargestellt ist, entnehmen und diesen auswaschen beziehungsweise spülen kann. Der Behälter 16, der beispielsweise einen fotografischen Entwickler enthalten kann, hat einen mit Gewinde versehenen Füllstutzen 18, der mittels einer zerstörbaren Dichtung 20 verschlossen ist. Die Dichtung 20 ist durch einen Überwurf-Gewindering 22 befestigt. Sie ist aus einem geeigneten Material hergestellt, zum Beispiel aus Polypropylen. Auch der Behälter und der Überwurf-Gewindering können aus einem geeigneten Material hergestellt sein, zum Beispiel einem Acryl-Kunststoff.

Zum Entleeren wird der Behälter 16 umgestülpt, wie es zum Beispiel in Fig. 2 dargestellt ist, und auf der Mischvorrichtung 14 aufgesetzt. Bei Betätigung der Vorrichtung 14 wird die zerstörbare Dichtung 20 selbsttätig durchsteflem_r so daß der Inhalt des Behälters 16 in und durch die Mischvorrichtung Strumen kann, üb ihn mit Wasser oder einem anderen I geeigneten Verdünnungsmittel oder Mischfluid oder einer geeigneten Chemikalie zu mischen und anschließend in den ■ Speicher 10 zu leiten. Im Anschluß an das Entleeren des Behälters wird seine Innenseite mit einem Sprühstrahl aus dem Verdünnungsmittel besprüht, um ihn zu reinigen oder das

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Vermischen zu bewirken,wonach dieses ebenfalls nach unten in den Speicher 10 strömt. Die Kenntnis und Steuerung und/oder Regelung des Durchflusses des Verdünnungsmittels oder des VerdUnnungsfluidniveaus ermöglicht es, eine bekannte Verdünnungsmittelmenge mit einer bekannten Chemikalienmenge aus dem Behälter in einem genau vorherbestimmten Verhältnis zu vermischen. Da der Behälter ferner gleichzeitig gereinigt und von Chemikalien befreit wird, kann beim Abnehmen des Behälters ein Bespritzen von Einrichtungen oder der Bedienungsperson keinen oder allenfalls geringen Schaden hervorrufen.

Die Mischvorrichtung 14 weist ein zylindrisches Gehäuse 30 auf, dessen oberes Ende einen Befestigungsflansch 32 hat,der auf die öffnung 12 des Speichers 10 paßt. Das Gehäuse 30 ist oben auf dem Speicher 10 mittels eines Sicherungsrings 34 und Schrauben 36 befestigt. Die Schrauben können durch Dehnungsstopfen 38 oder andere geeignete Mittel am Speicher befestigt sein. Vorzugsweise ist das Gehäuse zylindrisch.Seine Längsachse ist mit 52 bezeichnet. Der in der Darstellung obere Teil des Gehäuses ist mit in Längsrichtung verlaufenden Vandschlitzen 96 versehen. Diese Schlitze oder langlochartigen Durchbrüche erstrecken sich bis zu einem inneren Ringflansch 74, der in der Mitte des Gehäuses ausgebildet ist. Das in der Darstellung untere Ende des Gehäuses 30 ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines haubenartigen Verschlusses 40 mit einem Anschlußstutzen 42 an seinem unteren Teil zur FluidzufUhrung versehen. Eine Zuführleitung 44 (Schlauch oder Rohr) ist über den Anschlußstutzen 42 geschoben, so daß ein Verdünnungsmittel oder Mischfluid (im folgenden wird Wasser genannt, wie es für fotografische Chemikalien verwendet wird) aus einer Fluidquelle 46 über die Leitung 48 zugeführt werden kann. Die Fluidquelle 46 liefert das VerdUnnungsfluid gewöhnlich mit einem Minimaldruck von 1,03 bar (15 psi). Um die gewünschten VerdUnnungsverhältnisse zu erreichen, kann das Volumen durch einen Flüssigkeitsstandregler im Speicher, zum Beispiel einen nicht dargestellten Schwimmer, geregelt werden. Stattdessen kann auch der Durch-

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fluß aus der Quelle 46 geregelt und die Strömungsdauer so gesteuert werden, daß sich das gewünschte Verdünnungsverhältnis ergibt.

Im Gehäuse 30 ist ein Antriebskolben 50 längs der Gehäuseachse 52 verschiebbar gelagert. Die Gehäuseachse ist auf die Behälterdichtung 20 ausgerichtet, das heißt schneidet diese. Im Falle einer kreisrunden Dichtung wird bevorzugt, daß die Gehäuseachse durch den Mittelpunkt der Dichtung verläuft. Der Antriebskolben 50 ist hohl,beziehungsweise hat einen Durchflußkanal 54 für das Fluid,und an seinem in der Darstellung unteren Ende tassenartig erweitert, so daß er im wesentlichen der Öffnungsquerschnittsform des Gehäuses angepaßt ist. Er kann eine Dichtung 56 aufnehmen, die aus einem biegsamen Material, zum Beispiel Silikongummi, hergestellt sein kann. Ein Sicherungsring 58 ist in eine Ringausnehraung im oberen Teil des tassenförmigen Endes 57 eingepaßt, um die Dichtung beziehungsweise Kolbenmanschette 56 zu befestigen. Auf diese Weise wird der Innenraum des zylindrischen Gehäuses in zwei Teile unterteilt: eine Antriebskammer 60 im unteren Teil und eine Mischkammer 62 im oberen Teil des Gehäuses. Der Kolben ist im Gehäuse mit einem geringen Spiel gleitend verschiebbar, während die Dichtung 56 an der Innenseite der Gehäuse wand anliegt, um zu verhindern, daß Fluid am Kolben vorbeiströmt, und um den Antrieb des Kolbens zu verbessern.

Das obere Ende des Kolbens hat eine Düsen- oder SprUh-öffnung 64, vorzugsweise auf der Achse 52, so daß ein Strahl aus VerdUnnungsfluid oder -wasser über diese in den Behälter 16 strömen kann, wenn er entleert ist. Das Einspritzen des Verdünnungsmittels in den Behälter bewirkt, daß der Behälter restlos ausgespült wird. Das obere Ende des Kolbens hat einen geringeren Durchmesser, so daß es einen hohlen zylindrischen Durchstechteil beziehungsweise ein Durchstechmesser 66 im Preßsitz aufnehmen kann. Das Messer 66 hat eine scharfe Spitze 68, und seine Seiten weisen Durchbrüche 70 auf, so daß das

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Fluid ungehindert hindurchströmen kann. Zur Befestigung des Messers und als Anschlag für die Abwärtsbewegung des Kolbens ist ein Anschlagstift 72 vorgesehen. Der Anschlagstift sitzt in seiner untersten Lage, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, auf dem inneren Flansch 74 des Gehäuses 30 auf.

Im oberen Ende des zylindrischen Gehäuses 30 ist ein trichterartiger Schutzring 80 (mit einem sich nach außen erweiternden Öffnungsrand 82) gleitend gelagert» um Verletzungen von Personen durch die Messerspitze zu verhindern. Der Schutzring 80 wird daher von einer Druckfeder 84 nach außen gedrückt, wobei sich das untere Ende der Druckfeder am inneren Flansch 74 abstützt und ihr oberer Teil am unteren Teil des Schutzrings 80 anliegt. Der Schutzring wird von (nicht dargestellten) Flachnasen am Sicherungsring 34 und mit diesen zusammenwirkenden entsprechenden (nicht dargestellten) Flachnasen an der Außenseite des Schutzrings im Gehäuse gehalten, um die Aufwärtsbewegung des Schutzrings zu begrenzen.

Der Antriebskolben 50 kann sich ungehindert durch die Öffnung im inneren Flansch 74 hindurch verschieben, wobei ein gerfriges Fluidleck zwischen dem Flansch 74 und dem Kolben 50 vorhanden ist. Eine derartige Leckage wird jedoch dadurch verringert, daß das Fluid in der Antriebskammer unter Druck steht. Ein geringe Leckage kann auch um die Dichtung 56 herum auftreten. Eine derartige Leckage wird, insbesondere wenn sich der Kolben in der oberen Stellung befindet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, durch radiale Austrittsöffnungen 84 in der Mitte des unteren Teils des Gehäuses 30 verringert, da über diese öffnungen ein Teil des unter Druck stehenden Fluids austreten kann. Diese Austrittsströmung spült das Fluid, das aus der oberen oder Misch kammer 62 um die Dichtung herum in die untere Kammer strömt, in den Speicher aus.

Das fUr das Gehäuse und andere Teile der Mischvorrichtung ver wendete Material ist gegenüber den verwendeten Chemikalien nicht reaktionsfähig oder inert· Im Falle fotografischer

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Chemikalien können das Gehäuse und die darin enthaltenen Teile aus ABS-Kunststoff (Acrylnitrilbutadynstyrol) hergestellt sein. Die Federn und der Anschlagstift können alle aus rostfreiem Stahl hergestellt sein. Der Antriebskolben 50 kann in der unteren Kammer von einer Rückstellfeder 86 umgeben sein, um seine Rückkehr in die untere Lage in jedem Falle scherzustellen. Diese Rückstellung kann jedoch auch allein durch das Eigengewicht bewirkt werden, wenn der Kolben vertikal steht. Diese Stellung wird zudem bevorzugt, um eine schnelle und vollständige Entleerung des Behälters sicherzustellen.

Zum Entleeren wird der Behalte 16 umgestülpt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und auf dem Schutzring 80 aufgesetzt. Das Gewicht des Behälters drückt den Schutzring unter Zusammendrückung der Druckfeder 84 nach unten/die in Fig. 3 dargestellte Lage.

In dieser Lage wird das Fluid aus der FluidquelLe 46 in die Antriebskammer 60 gedrückt, so daß der Kolben und das Messer so lange längs der Achse der Kammer nach oben verschoben werden, bis das Messer 66 die Dichtung 20 durchsticht. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens hält an, wenn der Endteil 57 des Kolbens am inneren Flansch ik anstößt. Dabei kann ein kleiner Teil des Fluids über die Öffnungen 84 austreten und Leckfluid, das um die Dichtung 56 herumströmt, mitführen. Das übrige unter Druck stehende Fluid strömt durch den hohlen Kolben 50 und die Sprühöffnung 64 in die Mischkammer Diese Strömung ist durch die ausgezogenen Linien 90 dargestellt. Das über die Öffnungen 84 austretende Fluid ist durch die ausgezogenen Linien 92 dargestellt. Die Abwärtsströmung der Chemikalien aus dem aufgebrochenen Behälter 16 ist durch die gestrichelten Linien 84 dargestellt. Der Gegendruck des aus dem Behälter entweichenden Fluids 94, das nach unten und um den äußeren Teil des Kolbens herum sowie Über die Wandschlitze 96 nach außen strömt, bewirkt eine Vermischung der Chemikalien 94 mit dem eingespritzten VerdUnnungsfluid 90,

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während es nach unten in den Speicher strömt. Sowie der Behälter entleert und der Gegendruck weggefallen ist, wird die Fluidströmung durch die Sprühöffnung 64 als Strahl nach oben gerichtet, wie es durch den dicken Pfeil 98 dargestellt ist, um das Innere des Behälters auszuspülen.

Nachdem genügend VerdUnnungsfluid in das System geleitet worden ist, was beispielsweise durch einen Schwimmer im Speicherbehälter gesteuert werden kann, so daß sich das gewünschte Verdünnungsverhältnis ergibt, wird die Zufuhr des VerdUnnungsfluids beendet. Der Behälter ist jetzt gereinigt und von allen Chemikalien befreit. Mit abnehmendem Wasserdruck stellt die Rückstellfeder 86 den Kolben nach unten in seine Ausgangslage zurück. Ein Restfluid im Kolben entweicht über die öffnung 64. Die Fluide sind jetzt genau in dem gewünschten Verhältnis innig vermischt und im Speicher 10 gespeichert.

Die das Messer durch- und umströmende Fluidströmung bewirkt in ähnlicher Weise, daß das Messer gereinigt wird und von Chemikalien frei bleibt, so daß es nicht - wie bekannte Messer -verschmutzt oder verkrustet. Vielmehr sind jetzt alle Chemikalien aus dem Behälter in den Speicher übertragen. Der Behälter ist sauber und kann praktisch gefahrlos von einer Bedienungsperson abgenommen werden.

Zusammenfassend durchsticht bei dieser Vorrichtung ein hydraulisch betätigtes Messer einen Chemikalienbehälter, entleert diesen in einen Speicher und bewirkt gleichzeitig eine Verdünnung und Vermischung der Chemikalien mit Wasser. Danach wird der Behalter durch einen am Messer entlanggeführten Strahl selbsttätig ausgespült, um sicherzustellen, daß alle Chemikalien entfernt sind. Sobald der Behälter aufgestochen 1st, kann sein Inhalt nach unten über und ua das Messer herum in den Speicher strömen. Beim Wegnehmen des hydraulisch ausgeübten Drucks kehrt das bei Betätigung unter Federvorspannung stehende Messer in seine Ausgangslage zurück.

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Claims

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Vorrichtung zum Ausgeben eines ersten Fluids aus einem Behälter und zum Mischen des ersten Fluids mit einem zweiten Fluid, mit einem Gehäuse, das eine Achse und eine Antriebskammer aufweist, mit einem in dem Gehäuse längs der Achse verschiebbaren Kolben, mit einem Durchstechteil, der am Kolben befestigt ist, mit einer Einrichtung zur Anordnung des Behälters mit dem ersten Fluid auf der Achse des Gehäuses zum Durchstechen mittels des Durchstechteils und mit einer Einrichtung zum Einführen des zweiten Fluids unter Druck in die Antriebskammer zum Antreiben des Kolbens längs der Achse, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (50) das Gehäuse (30) in eine Antriebskammer (60) und eine Fluidmischkammer (62) unterteilt und eine die Kammern (60, 62) verbindende erste Öffnung (64) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchstechteil (66) hohl und langgestreckt ist und eine zur Gehäuseachse (52) parallele Achse aufweist und daß die erste Öffnung (64) auf und in Richtung der Durchstechteil-Achse liegt, so daß das zweite Fluid in den in die Durchstechlage gebrachten Behälter (16) eingespritzt wird und nach Entfernen des ersten Fluide den Behälter (16) auswäscht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchstechteil (66) Seitenöffnungen (70) aufweist, über die die vermischten Fluide aus der Mischkammer (62) austreten können·

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elastische Einrichtung (86) zum Zurückziehen des Kolbens (50) aus dem in die Durchstechlage gebrachten Behälter (60) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Speicher (10) mit einer zweiten Öffnung (12) aufweist, in der das Gehäuse (30) befestigt ist, um die beiden gemischten Fluide aus der Mischkammer (62) in den Speicher (10) zu leiten.
6. Vorrichtung nacheinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Federvorspannung stehendes Schutzelement (80) in der Mischkammer (62) längs der Achse (52) gleitend verschiebbar angeordnet ist, um den Durchstechteil (66) zu schützen, wobei das Schutzelement (80) zur Aufnahme des zu durchstechenden Behälters (16) angepaßt ist»

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