DE2851886C2 - Vorrichtung zur dosierten Abgabe von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Abgabe von insbesondere leicht verderblichen organischen Flüssigkeiten, bestehend aus einem als Einweg-Verpackung ausgebildeten Behälter und einem zusätzlichen Dosier-Gefäßteil aus flexiblem Material mit schlauchartigem Abschnitt und einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung zum wahlweisen Zusammenpressen des Dosier-Gefäßteils und Betätigen von Schließvorrichtungen am Einlaß und Auslaß des Dosier-Gefäßteils.

Eine solche Vorrichtung ist aus der deutschen Öffenlegungsschrift 2103 416 bekannt. Bei dieser bekannten Einweg-Verpackung handelt es sich um einen starren Behälter, beispielsweise eine Konservendose. An den Boden des Behälters ist ein zusätzlicher Dosier-Gefäßteil mit zwei schlauchartigen Fortsätzen aus flexiblem Material vorgesehen, die in der Dosierstellung des Behälters nach unten weisen. Den schlauchartigen Fortsätzen ist eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung zugeordnet, mit der die schlauchartigen Fortsätze wahlweise zusammengekniffen oder zusammengepreßt und so ein Einlaß und ein Auslaß des Dosier-Gefäßteils verschlossen oder freigegeben werden können. Die bekannte Anordnung ist so getroffen, daß durch den einen schlauchförmigen Fortsatz Luft von unten in die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit eintritt, während aus dem anderen Schlauchtet! die

ίο Flüssigkeit ausfließt, wenn Einlaß und Auslaß freigegeben sind. Im Kopfraum des sich in der Dosierstellung befindenden Behälters bildet sich dabei ein Vakuum aus, das die Flüssigkeit am unkontrollierten Auslaufen aus dem Behälter hindert, so daß die dosierte Zufuhr von Luft von unten in die Flüssigkeit gleichzeitig das dosierte Auslaufen der Flüssigkeit aus dem Behälter durch den anderen schlauchartigen Fortsatz gewährleistet Bei dieser Anordnung wird die auf das Dosier-Gefäßteil wirkende statische Höhe der Flüssigkeit in dem Behälter beschränkt und konstant gehalten auf den unmittelbar im Bodenbereich des Behälters befindlichen Ftüssigkeitsanteii, während das statische Gewicht der übrigen Flüssigkeit in dem Behälter durch das sich im Kopfraum des Behälters bildende Vakuum kompensiert wird. Das Austreten der Flüssigkeit aus dem Behälter und das Eintreten der Luft werden dabei ausschließlich durch zeitgesteuerte Absperrorgane ermöglicht Gleichzeitig wird mit dieser bekannten Vorrichtung gewährleistet daß weder der Behälter oder die Behälterauslauföffnung, noch die Dosiervorrichtung selbst oder zugehörige Ventile gereinigt werden müssen.

Die bekannte Vorrichtung ist auf das Auslaufen der Flüssigkeit allein unter der Wirkung der Schwerkraft angewiesen. Es müssen aber viele Flüssigkeiten, insbesondere auch leicht verderbliche organische Flüssigkeiten, dosiert abgegeben werden, deren Auslaufverhalten von der Konsistenz und den Umgebungseinflüssen, insbesondere der Umgebungstemperatur, abhängig sind. Unter solchen Verhai;iissen schwankt die Dosier-Genauigkeit einer lediglich zeitgesteuerten und unter der Schwerkraftwirkung erfolgenden Abgabe der Flüssigkeit außerordentlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine

4-5 Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daU bei einfacher Ausbildung eine zuverlässige Betätigung auch mit geringen Magnetkräften und bei einer hohen Dosierfrequenz möglich ist und dabei eine von Temperatur- oder sonstigen Einflüssen auf das Auslaufverhalten unabhängige genaue Dosierung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Dosierstellung des Behälters — in axialer Richtung gesehen — auf der einen Seite eines axial zusammenpreßbaren — als Teil eines Dosier-Gefäßteiles bekannten — Balgabschnittes eine quer zu dessen Achse orientierte Ankerplatte, und auf der anderen Seite der zugehörige Elektromagnetteil angeordnet sind.

ω Es ist an sich eine Vorrichtung zur Abgabe und zur Mischung von flüssigen Substanzen zur Herstellung von Getränken bekannt, bei der in einem steril gehaltenen Gehäuse ein schwenkbares Mischgefäß vorgesehen ist, in das der Auslauf einer ersten Zuführungsvorrichtung

'" für einen Flüssigkeitsanteil gerichtet ist, dem ein Elektromagnet-Ventil zugeordnet ist. Oberhalb des Mischgefäßes ist in dem sterilisierten Gehäuse ein weiterer verschlossener Behälter für einen zweiten

Flüssigkeitsanteil angeordnet, dessen nach unten weisender Öffnungshals in eine balgartige Betätigungseinrichtung ragt an deren beweglicher Balgwand ein Betätigungsdübel angreift, der seinerseits mit dem schwenkbaren MischgefäD mechanisch verbunden ist, welches Gefäß durch eine Rückholfeder in einer oberen Stellung gehalten wird. (VgL US-PS 39 07 167). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zunächst über das Elektromagnet-Ventil die erste Flüssigkeit in das schwenkbare Mischgefäß geleitet, bis dieses unter dem Gewicht der eingefüllten Flüssigkeit nach unten sinkt und den Dosierbalg nach unten zieht, wobei durch die Ablauföffnung des Balges Luft in das Gefäß für die zweite Flüssigkeit einperlt Das Mischgefäß weist einen kleinen Auslauf auf, aus dem bei Abschalten des Magnetventils die eingefüllte Flüssigkeit in ein darunter befindliches weiteres Gefäß auslaufen kann. Bei allmählichem Leeren des Mischgefäßes wird dieses aus der abgesenkten Stellung durch die Rückholfeder wieder in die obere Stellung bewegt, wodurch über den Bügel der Balg zusammengepreßt und ein entsprechender Teil der zweiten Flüssigkeit aus der Äustrittsöffnung des Balges in das darunter befindliche Mischgefäß gespritzt wird. Diese bekannte Vorrichtung ist außerordentlich aufwendig in ihrem Aufbau und arbeitet nach einem Prinzip, das eine genaue Dosierung in rascher Folge nicht ermöglicht Auch eignet sich der bekannte Behälter zusammen mit der balgartigen Dosiereinrichtung nicht als Einweg-Verpackung in der Ausbildung nach der vorliegenden Erfindung.

Aufgrund dieser Ausbildung weist der faltenbalgartige Abschnitt große Abmessungen in radialer Richtung und bei relativ geringer axialer Höhe auf. Das bedeutet, daß auch schon bei geringer axialer Zusammenpressung des Faltenbalges eine relativ große Volumenänderung auftritt Die Folge ist daß aufgrund des geringen Abstandes von Ankerplatte und elektromagnetischem Betätigungsteil die Elektromagnetkräfte außerordentlich stark wirksam sind und sich nur geringfügig während des Hubes ändern. Insbesondere lassen sich auch bei geringer Auslegung der elektrischen Leistung hohe Magnetkräfte zur Wirkung bringen. Die neue Ausbildung führt daher zu einer wesentlichen Verringerung der Betriebskosten. Gleichzeitig wird die entwikkelte Magnetkraft außerordentlich wirksam eingesetzt, da der Luftspalt zwischen den relativ zueinander beweglichen Teile eine große Ausdehnung quer zur Richtung der Magnetfeldlinien aufweist. Auch läßt sich die Anordnung kompakter ausbilden, da nunmehr durch die zentrale öffnung des Magnetteils nur noch ein gerader Schlauchabschnitt durchgefädelt zu werden braucht, da der Faltenbalg außerhalb dieser Ausnehmung liegt.

Der Faltenbalg selbst kann bezüglich Material Wandstärke und Form im entspannten Zustand so ausgebildet werden, daß der Faltenbalgabschnitt hohe elastische Rückstellkräfte entwickelt, die ausreichen, um die Ankerplatte, die auf der Oberseite des Faltenbalges beweglich ruht, jeweils in die Ausgangsstellung zuriickzuheben, wenn die elektromagnetische Betätigungseinrichtung abgeschaltet wird. Bei zähflüssigen Medien kann es auch vorteilhaft sein, die Ankerplatte in ihrer oberen Stellung fest abzustützen, z. B. durch Distanzringe an der Oberseite des Magnetgehäuses und die Magnetspule beweglich in dem Gehäuse anzuordnen und mit dem unteren Bereich des zusätzlichen Gefäßteils durch Reibung oder anderweitig zu verbinden, so daß das Gewicht d ι Magnetspule dazu beiträgt, den Faltenbalg nach Abschalten der Spule rasch in die Ausgangsstellung zurückzubewegen und dabei hohe Saugkräfte zu erzeugen, die das zähflüssige Medium durch das obere schnabelförmige selbstschließende j Rückschlagventil aus dem Behälter in den zusätzlichen Gefäßteil saugt

Das untere Ende des schlauchartigen Abschnittes ist vorteilhafterweise ebenfalls als selbsttätiges durch Formgebung und elastische Rückstellkräfte wirksames

ίο schnabelförmiges Schließventil ausgebildet Dieses kann aus einem elastischen Kunststoffmaterial oder einer Gummimasse bestehen, welche schlauchartig entsprechend ausgebildet und in die Schließstellung vorgespannt ist Dieses schnabelförmige Ventil kann vor dem Gebrauch verlängert und an seinem freien Ende verklebt oder verschweißt sein, um für den Transport und die Lagerung einen hermetischen Abschluß zu erhalten. Durch Abreißen entlang einer Vorschwächungslinie oder durch Abschneiden des vorderen Endes kann das untere schnabelförmige Ventil zur Wirkung gebracht und die Vorrichtu..^ in Gebrauch genommen werden. Das Durchschneiden rder öffnen des unteren Schnabelventils kann vorgenommen werden, nachdem der Schlauchabschnitt durch die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung in die Gebrauchsstellung gf-.'ogen worden ist

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Einweg-Behälter im senkrechten Schnitt unmittelbar vor der Ingebrauchnahme.

F i g. 2 im Ausschnitt und im senkrechten Schnitt den Behälter in Verbindung mit der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung.

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Ankerplatte.

F i g. 4 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel und

F i g. 5 im Ausschnitt den Behälterhals im verschlossenen Zustand.

Der Behälter 1, der in F i g. 1 in seiner Überkopfstellung gezeigt ist, nimmt die Flüssigkeit 2 bis zum Flüssigkeitsspiegel 2a auf, derart daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ein Kopf raum la verbleibt Im eingesenkten Boden 4 ist ein Belüftungsröhrchen 3 befestigt, das bei 12a durch einen Aufreißverschluß oder dgl. verschlossen ist und im geringen Abstand oberhalb des Behälterhalses 7 bei 126 endet In einigen Fällen kann das Belüftungsröhrchen, wie bei 5 angedeutet, auch kürzer sein und direkt in den Kopfraum la

5n münden.

Der Behälterhals 7 ist vom Inneren des Behälters durch eine Querwand 8 getrennt und von dieser springt der Behälterhals 7 kragenförmig vor. Mit seinem Rand 10 kann einerseits die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung und andererseits ein Verschlußdeckel 50 gemäß F i g. 5 verbunden werden. Der Verschlußdeckel 50 schließt den Kragen nach außen ab, wobei in dem Stauraum 9 innerhalb des Kragens ein zusätzlicher Dosier-Gefäßteil 15 verstaut ist, wie dies die F i g. 1 und 5 zeigen. Der Dosio Gefäßteil ist mit einem eingeengten Verbindungsabschnitt 16 mit dem Rand einer Öffnung 17 in der Querwand einstückig oder hermetisch verbunden. Der öffnung 17 ist innerhalb des Verbindungsabschnittes 16 ein sei nabelartiges elastisches

hi Schließventil 18 zugeordnet, das in Fig. 1 in seinem Schließzustand gezeig, ist. Der Verbindungsabschnitt 16 besteht aus elastisch dehnbarem Material und kann zusätzlich faltenbalgartig ausgebildet sein.

An den Verbindungsabschnitt 16 schließt sich ein breiter Balgabschnitt 19 auf, dessen radiale Abmessungen einen großen Teil des Querschnittes des Behälters 1 ausmachen. Der Faltenbalgabschnitt 19 weist jedoch eine nur relativ geringe axiale Höhe auf. Der Faltenbalg besteht aus elastisch verformbarem Material, und ist so ausgebildet, daß seine elastischen Rückformungskräfte ihn stets in der in Fig. 1 gezeigten axial gespreizten Stellung zu halten suchen. Am unteren Abschnitt des Faltenbalges schließt ein Schlauchabschnitt 20 an, der in einem Mundstück 22 endet, das, wie der Schließventil 18 als schnabelförmiges elastisch und selbsttätig arbeitendes Schließventil ausgebildet ist. In Fig. I ist der Behälter unmittelbar vor der Ingebrauchnahme gezeigt. In diesem Zustand ist das Mundstück 22 noch durch einen Verschlußteil 23 verlängert, dessen freies Ende verklebt oder verschweißt ist. Dieser Verschlußteil kann entlang der Linie 24 abgerissen oder abgeschnitten werden, um das Schnabelventil des Mundstückes 22 zur Wirkung zu bringen.

Wie F i g. 2 zeigt, wird der Rand des Behälterhalses 7 mit dem Gehäuse 29 für das Elektromagnetteil 25 mechanisch verbunden. Eine Abdichtung ist nicht erforderlich. In dem Gehäuse, das wie bei 30 und 32 gezeigt ist, abgestuft sein kann, ist eine elektromagnetische Ringspule 31 angeordnet. Durch eine zentrale Ausnehmung der Anordnung wird der Schlauchabschnitt 20 des Dosier-Gefäßteils 15 gezogen, so daß das Mundstück 22 unterhalb der Betätigungsvorrichtung liegt. Zuvor wird durch Dehnen des Verbindungsabschnittes 16 oder/und durch Kippen des Balgabschnittes 19 oberhalb des Faltenbalgabschnittes eine Ankerplatte 26 angeordnet, die zu diesem Zweck einen radialen Schlitz 35 zum Übergreifen des Verbindungsabschnittes 16 aufweist Der Balgabschnitt 19 ist somit zwischen der Ankerplatte 26 und einer Widerlagerfläche 26a der Magnetanordnung eingeschachtelt Durch Betätigung der Ringspule 31 wird die Ankerplatte 26 entsprechend dem Pfeil 28 nach unten gezogen, wobei der Hub durch die Distanzstücke 27 oder dgl. Anschläge begrenzt ist. Durch den dabei im Dosier-Gefäßteil entstehenden '■ Druck wird das Schließventil 18 geschlossen und das Ventil dss Mundstückes 22 geöffnet, so daß die Flüssigkeit aus dem Ventil austritt. Die Menge wird durch die Volumenänderung des Balgabschnittes 19 bestimmt. Nach Abschalten der Ringspule 31 sorgen die

in elastischen Rückformungskräfte des Balgabschnittes 19 dafür, daß die Ankerplatte 26 wieder in die Ausgangsstellung angehoben wird. Dadurch entsteht ein Unterdruck in dem Dosier-Gefäßteil 15, wodurch das Ventil des Mundstückes 22 geschlossen gehalten und das

ί Ventil 18 geöffnet wird, so daß während des Anhebens der Ankerplatte 26 Flüssigkeit aus dem Behälter in den Dosier-Gefäßteil 15 übertreten und diesen wieder füllen kann.

Bei zähflüssigen Medien ist es zweckmäßig, die

2n Ar":erplatte 26 durch Stützeinrichtungen 40 direkt an dem Gehäuse 41 fest abzustützen, wie dies F i g. 4 zeigt. In diesem Falle ist die Magnetspule 42 in dem Gehäuse 41 in axialer Richtung bewegbar und wird bei Einschalten der Spule in Richtung auf die festgehaltene

ji Ankerplatte 26 angehoben. Die Wirkung auf den Dosier-Gefäßteil ist die gleiche, wobei die Stirnfläche 42a des Spulengehäuses den Faltenbalg von unten zusammendrückt. Die Magnetspule oder ihr Gehäuse sind mn dem Faltenbalg durch Reibung oder anderwei-

Ki tig so verbunden, daß bei Abschalten der Spule deren Gewicht den Faltenbalg zu spreizen sucht Die Spreizbewegung wird dabei durcn Anschläge 43 in dem Gehäuse 41 auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Hier trägt das Gewicht der Spule zusätzlich dazu bei, um

i*> die zähere Flüssigkeit aus dem Behälter 1 in den Dosier-Gefäßteil 15 anzusaugen, wenn die Spule 42 abgeschaltet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur dosierten Abgabe von insbesondere leicht verderblichen organischen Flüssigkeiten, bestehend aus einem als Einweg-Verpackung ausgebildeten Behälter und einem zusätzlichen Dosier-Gefäßteil aus flexiblem Material mit schlauchartigem Abschnitt und einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung zum wahlweisen Zusammenpressen des Dosier-Gefäßteils und Betätigen von Schließvorrichtungen am Einlaß und Auslaß des Dosier-Gefäßteils, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dosierstellung des Behälters (1) — in axialer Richtung gesehen — auf der einen Seite eines axial zusammenpreßbaren — als Teil eines Dosier-Gefäßteiles (15) bekannten — Balgabschnittes (19) eine quer zu dessen Achse orientierte Ankerplatte (26), und auf der anderen Seite der zugehörige Elektromagnetteil (25) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem radialen Schütz (35) versehene Ankerplatte (26) über einen eingeschnürten Verbindungsabschnitt (16) zwischen dem Balgabschnitt (19) und dem Behälter (1) einschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (25) am Behälterhals (7) fest und die Ankerplatte (26) nach unten gegen den Elektromagnetteil (25) anziehbar und durch elastische Kräfte in die angehobene Stellung rückführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke und die elastische Rückformungskraft des Balgabschnittes (19) für die elastische Rückführung der Ankerolatte (26) ausreichend bemessen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (26) axial unbeweglich unterstützt und der Elektromagnetteil mit dem Balgabschnitt (19) zur gemeinsamen axialen Bewegung verbindbar ist (vgl. F i g. 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querabmessungen des Balgabschnittes (19) wenigstens dem Außeridurchmesser der ringförmigen Elektromagnetspule entsprich L