DE2757897B2

DE2757897B2 - Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner Flüssigkeitsmengen, insbesondere H2 O2

Info

Publication number: DE2757897B2
Application number: DE2757897A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Jagenberg Werke AG
Current assignee: Pkl Verpackungssysteme 4000 Duesseldorf De GmbH
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1979-10-18
Also published as: NL7812264A; CH635522A5; DE2757897C3; CA1088472A; BE873023R; DK565978A; DK147037C; DK147037B; IL56277A0; GB2010779A; NL186604B; JPS6230777B2; ATA891878A; IL56277A; SE7812876L; GB2010779B; IT7869943A0; NL186604C; FR2412344A2; ES476306A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner, mit einem Meßgerät zu kontrollierender Flüssigkeitsmengen (von z. B. 0,1 bis cm³), wobei das Meßgerät ein mit einer größeren Flüssigkeitsmenge (von z.B. 5 bis 15cm³) füllbares Meßgefäß aufweist, dessen Auslaß an ein Ausstoßorgan für die kleinen Flüssigkeitsmengen angeschlossen ist, wobei das Meßgefäß eine aus oberem und unterem Fühler bestehende Fühleinrichtung aufweist, die zur Nachfüllung des Meßgefäßes aus einem Vorratsbehälter durch eine Zuleitung zum Meßgefäß einer Pumpe steuert, nach Patent 27 08 422.6.

In dem vorgenannten Hauptpatent ist das Problem beschrieben, daß insbesondere bei der Sterilisierung von aus Kunststoff beschichtetem Karton bestehenden Milchpackungen sich die Notwendigkeit ergibt, eine sehr kleine H₂C>2-Menge einzudüsen. Bei einer 1 Liter-Packung beträgt die normale Menge ca. 0,3 cm³, während sie bei einer V₂ Liter-Menge ca. 0,2 cm³ beträgt. Wird eine zu kleine H₂O₂-Menge eingedüst, dann ist keine Sicherheit für eine vollkommene Sterilisierung gegeben; wird eine zu große H2U2-Menge eingedüst, dann bedeutet das nicht nur einen unnötigen Mehrverbrauch, sondern eine negative Beeinflussung der einzufüllenden Milch. Das Hauptpatent beschreibt eine gattungsgemäße Konstruktion, die es erlaubt, mit Hilfe eines Meßgerätes aus einem Meßgefäß die einzuspritzende geringe Flüssigkeitsmenge genau zu definieren und eine ununterbrochene Entnahme der

in Flüssigkeitsmenge zu gewährleisten. Um eine ununterbrochene Entnahme zu gewährleisten, ist das Meßgefäß des Meßgerätes entweder an einen höher gelegenen Zwischenbehälter oder aber über eine Pumpe an einen großen Vorratsbehälter, insbesondere direkt an den großen Lieferbehälter, anschließbar. Betriebsinterne Erfahrungen der Anmeiderin haben gezeigt, daß die Nachfüllung mit Hilfe einer Pumpe unmittelbar aus dem Lieferbehälter vorteilhafter ist. Zu dieser Nachfüllung können Pumpen der verschidensten Ar! verwende!

werden. Es hat sich aber gezeigt, daß die bisher verwendeten Pumpen entweder sehr teuer sind, da sie aus korrosionsbeständigem Material sein müssen oder anfällig gegen Verschleiß sind, wenn sie z. B. in der Art einer Schlauchpumpe ausgeführt sind.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Weiterentwicklung die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu entwickeln, die es erlaubt, unmittelbar aus dem großen Vorratsoehälter (Lieferbehälter) vorbestimmte Flüssigkeitsvolumina in das Meßgefäß zu pumpen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Pumpe eine aus Hals und Fuß bestehende, zumindest mit dem Fuß in die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit eintauchbare Pumpe vorgesehen ist, deren Fuß ein auf die definierte Nachfüllmenge des Meßgefäßes abgestimmtes Flüssigkeitsvolumen aufweist, wobei der Boden des Fußes einen durch ein Rückschlagventil verschließbaren Einlaß aufweist, und in Bodennähe die Zuleitung über den Einlaß in das Meßgefäß mündet, und das Füllvolumen des Fußes von oben durch den Hals der Pumpe mit Druckgas beaufschlagbar ist. Bei dieser Konstruktion kann der Hals z. B. über ein Magnetventil an die Preßluftleitung angeschlossen werden, so daß mit Auslösung des Impulses von der Fühleinrichtung her die Preßluft die im Fuß befindliche Flüssigkeitsmenge in dap Meßgefäß hineindrückt. Die im Fuß vorhandene Flüssigkeitsmenge plus einer kleineren Menge im Hals ist durch den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter und durch das in den Fuß einmündende Ende der Zuleitung begrenzt. Mit sinkendem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter ergibt sich allerdings eine Veränderung der Füllhöhe in der Pumpe. Dies ruft mit sinkendem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter Ungenauigkeiten hervor. Um diesem Problem zu begegnen, ist es vorteilhaft, wenn der Hals der Pumpe gegenüber dem Fuß einen geringeren Querschnitt aufweist. Der Hals der Pumpe braucht nur so groß zu sein, daß die Preßluft in einfacher Weise von oben an die in der Pumpe befindliche Fiussigkeitsmenge heranführbar ist.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Füllvolunien des Fußes größer ist als die von der Fühleinrichtung definierte Nachfüllmenge des Meßgefäßes. Das Füllvolumen des Fußes sollte etwas größer sein, da das einmündende Ende der Zuleitung etwas oberhalb des Fußbodens oder des Rückschlagventils angeordnet sein muß, so daß ein kleiner Rest an Flüssigkeit im Fuß verbleibt. Außerdem muß man berücksichtigen, daß eine gewisse Flüssigkeitsmenge in

der Zuleitung verbleiben kann. Der vorgeschriebene geringe Überschuß des Füllvolumens im Fuß gleicht diese Ungenauigkeiten aus. Um zu verhindern, daß zu viel Flüssigkeit in das Meßgefäß gefüllt wird, kann das Meßgefäß zweckmäßigerweise oberhalb des oberen Fühlers einen zum Vorratsbehälter fünrenden Überlauf aufweisen.

Eine baulich kompakte Konstruktion ergibt sich, wenn die Zuleitung zum Meßgefäß durch den Pumpenhals geführt ist Der Fuß kann insbesondere aus einem Zylinderrohr mit einem kegelförmigen Boden bestehen, wobei das Rückschlagventil in der Bodenspitze angeordnet ist. Der Querschnitt des Fußes sollte so groß wie möglich sein, jedoch so klein, daß der Fuß gerade noch gut durch die öffnung des Vorratsbehälters geführt werden kann. Ein großer Querschnitt des Fußes gewährleistet, daß der Vorratsbehälter nahezu völlig mit Hilfe der eintauchbaren einfachen Pumpenkonstruktion entleert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird nämlich die Nachfüllmenge aus dem großen Vorratsbehälter nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in die Pumpe gefördert, d. h. das Pumpen einer definierten Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter ist solange möglich, wie der Flüssigkeitsspiegel bis über die Höhe des Fußes (also bis in den Pumpenhals hinein) reicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform .it der Pumpenfuß durch eine vom Pumpenhals ausgehende Abkrümmung gegeben. Das Rückschlagventil besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffplättchen, das sich bei Druckbeaufschlagung im Inneren des Pumpenfußes dichtend gegen den am vorderen Fuß befindlichen Einlaß legt. Der so gebildete Pumpenfuß kann relativ lang sein, z. B. auch spiralförmig, insbesondere mit geringer Höhe der Spirale, damit das Volumen des Fußes groß ist gegenüber dem des Halses. Durch diese Konstruktion wird eine weitere Vereinfachung der Pumpe erreicht.

Die erfindungsgemäße Konstruktion erreicht mit einfachen Mitteln, nämlich Füllung der Pumpe nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in Kombination mit Druckluft, die auf die Flüssigkeitsoberfläche drückt, aus dem Pumpenraum heraus eine Nachfüllung definierter Flüssigkeitsmengen in das Meßgefäß. Aufwendige Pumpensysteme oder Zwischenbehälter können entfallen.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Übersicht der gesamten Einrichtung, und

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein Schema der Pumpe,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab ein Schema einer Abwandlung der Pumpe.

Ein großer Vorratsbehälter (Transportbehälter) 1 ist mit H2O2 als Sterilisationsmittel gefüllt. Aus dem Vorratsbehälter 1 wird mit Hilfe der Pumpe 16 eine Flüssigkeitsmenge, die dem Füllvolumen Vi + V₂ entspricht, in das Meßgefäß 6 gefördert. Das Meßgefäß 6 weist zwischen Einlaß 29 und Auslaß 30 eine aus oberem Fühler 7 und unterem Fühler 8 bestehende Fühleinrichtung auf. Die Fühler 7, 8 begrenzen das Volumen der Nachfüllmenge V₂, das z.B. 10cm³ ausmacht. Durch den Auslaß 30 des Meßgefäßes 6 wird mit Hilfe eines Ausstoßorgans 3 eine sehr kleine Flüssigkeitsmenge, z. B. 0,3 cm³ zur Düse D gefördert. Das Ausstoßorgan 3 ist mit einem Impulsgeber 4 kombiniert, der bei jeder ausgestoßenen, sehr kleinen Flüssigkeitsmenge einen Impuls an einen Impulsformer

5 liefert. Der Impulsformer 5 steht mit einem Zähler 11 in Verbindung. Außerdem steht die Fühleinrichtung mit einer Start/Stop-Einrichtung 10 in Verbindung, die einmal bei der erforderlichen Nacnfüllung einen Impuls an ein Magnetventil zur Pumpe 16 und zum anderen einen Impuls an den Zähler 11 gibt. Die eingezählte Zahl der Impulse gelangt auf einen Rechner 12, der das Volumen der bekannten Nachfüllmenge V₂ durch die Zahl der eingezählten Impulse dividiert. Auf diese Weise liefert der Rechner den Wert der pro Ausstoß und damit pro Packung abgegebenen Flüssigkeitsmenge. Dieser Wert gelangt zur Anzeigeeinrichtung 13 und zu den Vergleichern 14, 15 für einen maximalen oder einen minimalen Wert. Ein Relais 17 löst dann ein Signal aus. wenn der betreffende Extremwert über- bzw. unterschritten wird.

Besonders hervorzuheben ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die in F i g. 2 gezeigte Konstruktion, die eine einfache Nachfüllung des Meßgefäßes 6 mit Hilfe der Pumpe 16 gewährleistet. Die insgesamt mit 16 bezeichnete Pumpe besteht im wesentlichen aus einem großvolumigen Fuß 20. einem schlanken Hals 21, der unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 22 an eine Preßluftleitung 23 anschließbar ist.

Der Fuß 20 weist in einem sich leicht kegelförmig nach unten erstreckenden Boden 24 einen Einlaß 25 auf. der durch ein Rückschlagventil 26 verschließbar ist. Im gezeigten Beispiel ist das Rückschlagventil 26 eine Kugel, deren spezifisches Gewicht höher ist als das spezifische Gewicht der Flüssigkeit H₂O: im Vorratsbehälter 1. Eine in der Nähe des Bodens 24 mündende Zuleitung 27 ist durch den Hals 21 bis zum Einlaß 29 des Meßgefäßes 6 geführt. Außerdem steht das Meßgefäß über einen Überlauf 28 mit dem Vorratsbehälter 1 in Verbindung.

Das Füllvolumen der Pumpe 16 ist durch den vertikalen Abstand zwischen der Öffnung der Zuleitung 27 und dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 1 bestimmt, da die im Vorratsbehälter 1 befindliche Flüssigkeit nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren diese bis in den Hals 21 der Pumpe 16 drückt. Dieses Füllvolumen wird aus der Summe der Volumina Vi + V₃ gebildet; dabei ist V₃ sehr klein gegenüber Vi, so daß der Wert Vi + V₃ praktisch dem Wert V, entspricht. Wenn die Pumpe 16 nur mit dem Fuß eingetaucht wird, ist der Wert für Vj gleich 0. Das Füllvolumen Vi + V₃ sollte etwas größer sein als die im Meßgefäß 6 zwischen oberem Fühler 7 und unterem Fühler 8 definierte Nachfüllmenge V₂.

Die gezeigte Konstruktion zeichnet sich durch eine einfache Arbeitsweise aus. Die Pumpe 16 wird in die im Vorratsbehälter 1 befindliche H2O2-Flüssigkeit eingetaucht. Das H2O2 dringt bis in den schlanken Hals 21 der Pumpe 16. Sobald der Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß

6 bis an den unteren Fühler 8 gesunken ist, wird ein Impuls an das Magnetventil 22 gegeben, so daß das in der Pumpe 16 befindliche Füllvolumen Vi + V₃ mit Hilfe der Preßluft in das Meßgefäß 6 gepumpt wird. Anschließend wird das Magnetventil 22 geschlossen, sobald die Flüssigkeitsmenge den oberen Fühler 7 erreicht. Das Magnetventil ist zweckmäßigerweise ein Ditiwege-Ventil, so daß nach Schließen des Ventils die im Hals befindliche Preßluft nach außen entweichen und anschließend die im Vorratsbehälter 1 befindliche Flüssigkeit wieder bis in den Hals eindringen kann. Der Überlauf 28 hat die Aufgabe, überschüssige Flüssigkeit aus dem Meßgefäß b in den Vorratsbehälter /u leiten.

Dieser Fall kann eintreten, wenn der Fühler 7 defekt ist. Außerdem dient der Überlauf 28 der Belüftung des Meßgefäßes 6.

Fig. 3 zeigt eine konstruktive Abwandlung der Pumpe. Der Pumpenhals 21 geht am unteren Ende in eine sich im wesentlichen waagerecht erstreckende Abkrümmung über, die den Fuß 20 bildet. Der Fuß 20 ist vorzugsweise im Verhältnis zum Pumpenhals 21 lang.

z. B. in Form einer Spirale, ausgebildet, um die Volumenverhältte Hals = VVFuß = V₁ zugunsten des Halses zu vergrößern. Das Volumen V\ soll größer sein als die definierte Nachfüllmenge Vi im Meßgefäß 6. Das Rückschlagventil 26 am vorderen Ende des Fußes 20 ist als Kunststoffplättchen ausgebildet, das sich dichtend gegen den Einlaß 25 legt, sobald der Druck im Inneren des Pumpenfußes 20 ansteigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur impulsweisen Abgabe sehr kleiner, mit einem Meßgerät zu kontrollierender Flüssigkeitsmengen, wobei das Meßgerät ein mit einer größeren Flüssigkeitsmenge füllbares Meßgefäß aufweist, dessen Auslaß an ein Ausstoßorgan für die kleinen Flüssigkeitsmengen angeschlossen ist, wobei das Meßgefäß eine aus oberem und unterem Fühler bestehende Fühleinrichtung aufweist, die zur Nachfüllung des Meßgefäßes aus einem Vorratsbehälter durch eine Zuleitung eine Pumpe steuert, nach Patent 27 08 422.6, dadurch gekennzeichnet, daß als Pumpe eine aus Hals (21) und Fuß (20) bestehende, zumindest mit dem Fuß (20) in die im Vorratsbehälter (1) befindliche Flüssigkeit ein-auchbar.i Pumpe (16) vorgesehen ist, deren Fuß (20) ein auf die definierte Nachfüllmenge (V₂) des Meßgefäßes (3) abgestimmtes Füllvolumen (Vt) aufweist, wobei der Boden (24) des Fußes (20) einen durch ein Rückschlagventil (26) verschließbaren Einlaß (25) aufweist und in Bodennähe die Zuleitung (27) über den Einlaß (4) in das Meßgefäß (3) mündet und das Füllvolumen (V]) des Fußes (20) von oben durch den Pumpenhals (21) mit Druckgas beaufschlagbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenhals (21) gegenüber dem Fuß (20) einen geringeren Querschnitt aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllvolumen (Ki) des Fußes größer ist als die von den Fühlern (6, 7) definierte Nachfüllmenge (V₂).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (6, 7) mit einem zwischen Pumpenhals (21) und einer Dnickluftleitung (23) angeordneten Dreiwege-Ventil (22) in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenfuß (20) durch eine Abkrümmung des Pumpenhalses (21) gegeben ist und das Rückschlagventil (26) aus einem Kunststoffplättchen besteht, das sich bei Druckbeaufschlagung im Inneren des Pumpenfußes (20) dichtend gegen den Einlaß (25) legt.