DE2749149C3 - Vorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit aus einem Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit aus einem Behälter, mit einem Gehäuse, das einen längs einer Gehäuseachse verschiebbaren Kolben und auf der einen Kolbenseite eine Kammer mil einem Flü-,sigkeitsauslaß aufweist, mit einer Einrichtung zum Anbringen des Behälters auf dem Gehäuse, mit einem an der einen Kolbenseite angebrachten Durchstechteil zum Aufstechen des Behälters und zur Ausbildung eines Flüssigkeits-Durchtrittskanals zwischen Behälter und Kammer, und mit einer Antriebseinrichtung zur Zuführung eines Druckfluids in das Gehäuse auf der anderen Kolbenseite zum Verschieben des eine Durchtrittsöffnung für das Druckfluid begrenzenden Kolbens.

Es sind bereits in der Fotoindustrie und auf anderen Gebieten der 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 Flüssigkeiten gemischt werden. Zusätzlich zu der Möglichkeit, daß hierbei nicht der gewünschte Verdünnungsgrad erreicht wird, treten weitere Schwierigkeiten 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 Benutzen entwickelt worden. Typische Beispiele für derartige Vorrichtungen sind in den US-Patentschriften 36 88 399 und 29 79 231 beschrieben. Bei Vorrichtungen dieser Art wird ein Durchlöcherungs- bzw. Durchstechmesser manuell oder selbsttätig betätigt, um den Konzentratbehälter aufzustechen und das Austreten seines Inhalts in einen Speicher (Speicherbehälter) oder eine Zuführleitung zum Verdünnen und Mischen zu leiten.

Bei diesen Vorrichtungen können sich jedoch Reste an dem Durchstechmesser ansammeln. Diese Reste können da^. Durchstechen beziehungsweise Aufstechen erschworen und eine Verstopfung bewirken. Wenn der Behälter darüber hinaus nicht gereinigt wird, bevor er entfernt wird, können der Benutzer oder seine Kleidung mit den Resten aus dem Behälter bespritzt werden. Ferner wird nicht immer eine eingehende Durchmischung, aber auch — was schwerwiegender ist — das gewünschte Verdünnungsverhältnis nicht genau erreicht. Die Resteansammlung erschwert die Erzielung der richtigen Verdünnungs- und/oder Mischverhältnisse noch weiter.

Bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art, wie sie der US-PS 20 24 208 als bekannt zu entnehmen ist, mündet die Durchtrittsöffnung für das Druckfluid bei betätigtem Kolben in dem Behälter. Das Druckfluid ist ein Gas und steigt in dem Behälter nach oben. Dabei drückt es die Flüssigkeit aus dem Behälter durch axiale Aussparungen am Umfang des Durchstechteils in die Kammer auf der einen Kolbenseite und von dort in den Auslaß. Die Flüssigkeit und das Druckgas bleiben dabei getrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die bei der Ausgabe der Flüssigkeit auf einfache Weise gleichzeitig eine Vermischung mit einer zweiten Flüssigkeit in einem vorbestimmten Verhältnis bewirkt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß die Antriebseinrichtung zur Zuführung einer vorbestimmten Menge einer zweiten Flüssigkeit als das Druckfluid ausgebildet ist und die vom Kolben begrenzte Durchtrittsöffnung in die Kammer mündet, so daß sie als Mischkammer wirkt, in der beide Flüssigkeiten vermischt werden.

Während bei dieser Vorrichtung die unter Druck stehende zweite Flüssigkeit den Kolben mit dem Durchstechteil antreibt, so daß der Durchstechteil in den Behälter gedrückt wird und diesen aufsticht, strömt die im Behälter enthaltene Flüssigkeit in die Mischkammer, wo sie zwangsläufig mit der über die vom Kolben begrenzte Durchtrittsöffnung ebenfalls ind die Mischkammer strömenden Flüssigkeit vermischt wird. Das gewünschte Mischungsverhältnis ergibt sich dadurch,

daß die Mengen beider Flüssigkeiten festliegen.

Wie bei der gattungsgemäßen Vorrichtung kann der langgestreckte Durchstechteil durchgehend hohl sein, eine zur Gehäuseachse parallele Achse aufweisen und die Durchtrittsöffnung auf und in Richtung der Durchstechteilachse liegen. Hierbei ist es günstig, wenn der Durchstechteil Austrittsöffnungen zur Mischkammer aufweist und die Durchtrittsöffnung als Sprühöffnung ausgebildet ist. Hierbei ergibt sich zum einen bei der Entleerung eine innigere Vermischung der beiden Flüssigkeiten und zum anderen wird durch die Sprühöffnung ein Strahl der zweiten Flüssigkeit in den Behälter gerichtet, sobald dieser entleert ist und der Gegendruck wegfällt, so daß der Behälter ausgewaschen wird und alle Reste entfernt werden. 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.

Sodann kann das Gehäuse mehrere Seitenöffnungen aufweisen, über die die vermischten Flüssigkeiten aus der Mischkammer austreten.

Diese Ausbildung ergibt eine Aufteilung der Flüssigkeitsströmungen und dadurch eine innigere Vermischung.

Sodann kann die Vorrichtung einen Speicher mit einer öffnung aufweisen, in der das Gehäuse befestigt ist, um die beiden gemischten Flüssigkeiten aus der Mischkammer in den Speicher zu leiten. Die sich in den Speicher fortsetzende Strömung der vermisch,en Flüssigkeiten bewirkt eine weitere, noch innigere Vermischung der Flüssigkeiten.

Sodann kann dafür gesorgt sein, daß die Behälter-Anbringungseinrichtung ein unter Federvorspannung stehendes Schutzelement in der Mischkammer längs der Achse gleitend verschiebbar aufweist, um den Durchstechteil zu schützen, wobei das Schutzelement zur Aufnahme des zi· durchstechenden Behälters angepaßt ist. Hierbei nimmt der Durchstechteil eine Zurückgezogene Lage ein, solange kein zu entleerender Behälter an der Ausgabevorrichtung angebracht ist, so daß Verletzungen von Personen am Durchstechteil verhindert werden. Gleichzeitig wird verhindert, daß beim Aufstechen des Behälters seitlich am Durchstechteil aus dem Behälter austretende Flüssigkeit ins Freie gelangt. Vielmehr wird sie zwangsläufig in die Mischkammer geleitet.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausfünrungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine nach der Erfindung ausgebildete Ausgabe- und Mischvorrichtung,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung in einer Ruhelage vor dem Aufsetzen eines Chemikalienbehälters und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in einem betätigten Zustand, wobei insbesondere die Flüssigkeitsströmungen vor und nach dem Leeren des Behälters dargestellt sind.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen Speicher 10 (in Form eines Behälters, voi· ι' τι nur der obere Teil dargestellt ist) mit einer oben ausgebildeten öffnung 12 auf. Der Speicher kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, zum Beispiel aus einem Kunststoff oder rostfreiem Stahl, d^s 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 2D ist durch einen Oberwurf-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 durchstoßen, so daß der Inhalt des Behälters 16 in und durch die Mischvorrichtung strömen kann, um ihn mit Wasser oder einer anderen Verdünnungsflüssigkeit, z. B. einer Chemikalie, zu mischen und anschließend in den Speicher 10 zu leiten. Im Anschluß an das Entleeren des Behälters wird seine Innenseite mit einem Sprühstrahl der Verdünnungsflüssigkeit besprüht, um ihn zu reinigen oder das Vermischen zu bewirken, wonach diese ebenfalls nach unten in den Speicher 10 strömt. Die Kenntnis und Steuerung und/oder Regelung des Durchflusses der Verdünnungsflüssigkeit oder des Verdünnungsflüssigkeitsstandes ermöglicht es, eine bekannte Verdünnungsflüssigkeitsmenge 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 Wandschlitzen 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 Flüssigkeitszufühnjng versehen. Eine Zuführleitung 44 (Schlauch oder Rohr) ist über den Anschlußstutzen 42 geschoben, so daß eine Verdünnungs- oder Mischflüssigkeit (im folgenden wird Wasser genannt, wie es für fotografische Chemikalien verwendet wird) aus einer Flüssigkeitsquelle 46 über die Leitung 48 zugeführt werden kann. Die Flüssigkeitsquelle 46 liefert die Verdünnungsflüssigkeit gewöhnlich mit einem Minimaldruck von 1,03 bar (15 psi). Um die gewünschten Verdünnungsverhältnisse zu erreichen, kann das Volumen durch einen Flüssigkeitsstandregler

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im Speicher, ζ. Β. einen nicht dargestellten Schwimmer, geregell werden. Statt dessen kann auch der Durchfluß aus der Quelle 46 geregelt und die Strömungsdauer so gesteuert werden, daß sich dps 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, bzw. hat einen Durchflußkanal 54 für die Flüssigkeit, und an seinem in der Darstellung unteren Ende tassenartig erweitert, so daß er im wesentlichen der Öffnungsqucrschniitsforrn des Gehäuses angepaßt ist. Er kann eine Dichtung 56 aufnehmen, die aus einem biegsamen Material, z. B. Silikongummi, hergestellt sein kann. Ein Sicherungsring 58 ist in eine Ringausnehmung im oberen Teil des tassenförmigen Endes 57 eingepaßt, um die Dichtung bzw. Kolbenmanschetle 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 Gehäusewand anliegt, um zu verhindern, daß Flüssigkeit am Kolben vorbeiströmt, und um den Antrieb des Kolbens zu verbessern.

Das obere Ende des Kolbens hat eine Durchtrittsöffnung in Form einei Düsen- oder Sprühöffnung 64, vorzugsweise auf der Achse 52, so daß ein Strahl aus Yerdünnungsflüssigkeit oder -wasser über diese in den Behälter 16 strömen kann, wenn er entleert ist. Das Einspritzen der Verdünnungsflüssigkeit in den Behälter bewirkt, daß der Behälter restlos ausgepült wird. Das obere Ende des Kolbens hat einen geringeren Durchmesser, so daß es einen hohlen zylindrischen Durchstechteil bzw. ein Durchstechmesser 66 im Preßsitz aufnehmen kann. Das Messer 66 hat eine scharfe Spitze 68, und seine Seiten weisen Durchbrüche 70 auf. so daß die Flüssigkeit 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 F i g. 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 ?u 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 geringes Flüssigkeitsleck zwischen dem Flansch 74 und dem Kolben 50 vorhanden ist. Eine derartige Leckage wird jedoch dadurch verringert, daß die Flüssigkeit in der Antriebskammer unter Druck steht. Eine 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 der unter Druck stehenden Flüssigkeit austreten kann. Diese Austrittsströmung spült die Flüssigkeit, die aus der oberen Mischkammer 62 um die Dichtung herum in die untere Kammer strömt,

ίο in den Speicher aus.

Das für das Gehäuse und andere Teile der Mischvorrichtung verwendete Material ist gegenüber den verwendeten Chemikalien nicht reaktionsfähig oder inert. Im Falle fotografischer Chemikalien können das

■'s 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 sicherzustellen. 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 Behälter 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 in die in F i g. 3 dargestellte Lage.

In dieser Lage wird die Flüssigkeit aus der Quelle 46 in die Antriebskammer 60 gedruckt, 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 74 anstößt. Dabei kann ein kleiner Teil der Flüssigkeit über die Öffnungen 84 austreten und Leckflüssigkeit, die um die Dichtung 56 herumstößt, mitführen. Die übrige unter Druck stehende Flüssigkeit strömt durch den hohlen Kolben 50 und die Sprühöffnung 64 in die Mischkammer 62. Diese Strömung ist durch die ausgezogenen Linien 90 dargestellt. Die über die Öffnungen 84 austretende Flüssigkeit ist durch die ausgezogenen Linien 92 dargestellt. Die Abwärtsströmung der Chemikalien aus dem aufgebrochenen Behälter 16 ist durch die gestrichelten Linien 94 dargestellt Der Gegendruck der aus dem Behälter entweichenden Flüssigkeit 94, die nach unten und um den äußeren Teil des Kolbens herum sowie über die Windschutz? 96 nsch außen strömt bewirkt eine Vermischung der Chemikalien 94 mit der eingespritzten Verdünnungsflüssigkeit 90, während sie nach unten in den Speicher strömt Sowie der Behälter entleert und der Gegendruck weggefallen ist wird die Flüssigkeitsströmung 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 Verdünnungsflüssigkeit eingeleitet worden ist was beispielsweise durch einen Schwimmer im Speicherbehälter 10 gesteuert werden kann, so daß sich daß gewünschte Verdünnungsverhältnis ergibt wird die Zufuhr der Verdünnungsflüssigkeit beendet Der Behälter ist jetzt gereinigt und von allen Chemikalien befreit Mit abnehmendem Flüssigkeitsbzw. Wasserdruck stellt die Rückstellfeder 86 den Kolben nach unten in seine Ausgangslage zurück. Eine Restflüssigkeit im Kolben entweicht über die öffnung

64. Die Flüssigkeiten sind jetzt genau in dem gewünschten Verhältnis innig vermischt und im Speicher 10 gespeichert.

Die das Messer durch- und umströmende Flüssigkeit 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O30 245/325

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausgeben einer Flüssigkeit aus einem Behälter, mit einem Gehäuse, das einen längs einer Gehäuseachse verschiebbaren Kolben und auf der einen Kolbenseite eine Kammer mit einem Flüssigkeitsauslaß aufweist, mit einer Einrichtung zum Anbringen des Behälters auf dem Gehäuse, mit einem an der einen Kolbenseite angebrachten Durchstechteil zum Aufstechen des Behälters und zur Ausbildung eines Flüssigkeits-Durchtrittskanals zwischen Behälter und Kammer, und mit einer Antriebseinrichtung zur Zuführung eines Druckfluids in das Gehäuse auf der anderen Kolbenseite zum Verschieben des eine Durchtrittsöffnung für das Druckfluid begrenzenden Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (46) zur Zuführung einer vorbestimmten Menge einer zweiten Flüssigkeit als das Druckfluid ausgebildet ist und die vom Kolben (50) begrenzte Durchtrittsöffnung (64) in die Kammer (62) mündet, so daß sie als Mischkammer (62) wirkt, in der beide Flüssigkeiten vermischt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der langgestreckte Durchstechteil durchgehend hohl ist, eine zur Gehäuseachse parallele Achse aufweist und die Durchtrittsöffnung auf und in Richtung der Durchstechteil-Achse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchstechteil (66) Austrittsöffnungen (70) zur Mischkammer (62) aufweist und die Durchtrittsöffnung (64) als Sprühöffnung ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) Seitenöffnungen (95) aufweist, über die die vermischten Flüssigkeiten aus der Mischkammer (62) auftreten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Speicher (10) mit einer Öffnung (12) aufweist, in der das Gehäuse (30) befestigt ist, um die beiden gemischten Flüssigkeiten aus der Mischkammer (62) in den Speicher (10) zu leiten.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter-Anbringungseinrichtung ein unter Federvorspannung stehendes Schutzelement (80) in der Mischkammer (62) längs der Achse (52) gleitend verschiebbar aufweist, um den Durchstechteil (66) zu schützen, wobei das Schutzelement (80) zur Aufnahme des zu durchstechenden Behälters(16)angepaßt ist.