DE3244907A1

DE3244907A1 - Geraet zum auswaehlen, messen und abgeben von fluessigkeiten, insbesondere von behandlungsfluessigkeiten fuer industrielle waesche-waschmaschinen

Info

Publication number: DE3244907A1
Application number: DE19823244907
Authority: DE
Inventors: Enrico Rapallo Magnasco; Giorgio Chiavari Viale
Original assignee: Colgate Palmolive SpA
Current assignee: Colgate Palmolive SpA
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1982-12-04
Publication date: 1983-09-01
Also published as: IT8149842A0; US4524801A; GB2157773B; FR2517709A1; GB2112867B; GB8513675D0; IT1172131B; GB2112867A; FR2517709B1; GB2157773A

Description

3244307

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswählen, Messen und Abgeben von Flüssigkeiten, insbesondere von Behandlungsflüssigkeiten für industrielle Wäsche-Waschmaschinen.

In industriellen Wäsche-Waschmaschinen werden - im Unterschied zur häuslichen Wasche -Waschmaschine Behandlungsmittel wie Detergentien, Weichmacher, optische Aufheller (Bleichmittel), Desinfektionsmittel <~ und andere in flüssiger Form anstatt in Pulverform eingesetzt.

Normalerweise werden die Dosiermengen dieser Komponenten auf Volumen- oder Gewichtsbasis von Hand vorbereitet und durch das Bedienpersonal zu ausgewählten Zeitpunkten des Waschzyklus der Waschmaschine zugeführt. Diese Systeme haben den Nachteil geringer Dosiergenauigkeit, hohen Personalbedarfs sowie unvermeidbarer Totzeiten.

Vor kurzem sind automatische Meßgeräte bekannt geworden. Die am meisten gebräuchlichen Geräte für das Abgeben der Behandlungsflüssigkeit an die Waschmaschine bestehen aus mehreren Verdrängungspumpen des Membrantyps. Obwohl diese Geräteart im Vergleich zu den manuellen Dosiersystemen von Vorteil ist, ist deren Meßungenauigkeit aus folgenden Gründen sehr groß:

Die abgegebene Flüssigkeitsmenge wird durch die Anzahl der Pumpenschläge kontrolliert, und es wird angenommen, daß die Pumpen bei jedem Pumpenschlag ein konstantes Vo-

BAD ORiGSMAL

32U907

lumen fördern. Folglich kann die Meßmenge nur in diskrete Stufen eingestellt werden. Im übrigen wird die Zahl der Pumpenschläge mit Hilfe der Betriebszeit der Pumpe kontrolliert. Das bedeutet, daß sich bei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Dichte oder Viskosität die Pumprate durch die mechanische Belastung der Pumpe aufgrund der Charakteristik der gepumpten Flüssigkeit - mit der Folge mangelnder Präzision beim Messen - ändern kann.

Es sei bemerkt, daß sehr ausgeklügelt messende Pumpen auf dem Markt sind und eine sehr große Genauigkeit gewährleisten; ihr Preis ist jedoch für industrielle Anwendungen der vorliegenden Art prohibitiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auswählen, Messen und Abgeben von Behandlungsflüssigkeiten bereitzustellen, die eine hohe Meßgenauigkeit, ein sehr einfaches Arbeitsprinzip sowie geringe Anforderungen an die Wartung und Kosten erfordert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eingangs erwähnte Vorrichtung mehrere, mit einem Tank für die zu messende Flüssigkeit sowie dem, bevorzugt aus einer industriellen Wäsche-Waschmaschine bestehenden, Verbraucher in Saug- und Abgabeverbindung stehende Kammern für das Handhaben von Flüssigkeit, vorzugsweise jeweils für eine andere Flüssigkeit, aufweist, wobei das Pumpen und Messen durch abwechselndes Beaufschlagen einer oder mehrerer Kammern mit Vakuum und Druckluft erfolgt und das zu pumpende Volumen für jede Kammer durch Abtasten des (ansteigenden und absinkenden) Flüssigkeitsniveaus bei dem Beaufschlagen mit Vakuum und Druckluft einstellbar ist,

Die Erfindung beruht also auf dem Grundgedanken, das von der Arbeitskammer einer Pumpe mit veränderbarem Arbeitsvolumen unter der ausschließlichen Wirkung von pneumatisch erzeugtem Unter- und Überdruck bei jedem Pumpzyklus geförderte Flüssigkeitsvolimen durch eine einstellbare Meßvorrichtung für das Flüssigkeitsniveau in der Arbeitskammer nach Bedarf vorzugeben.

Die Einheit kann mit einem Programmgeber verbunden sein, der das Zählen der Pumpzyklen ausführt, um genaue und wiederholbare Informationen über die an einen Verbraucher wie an eine industrielle Wäsche-Waschmaschine abgegebene Flüssigkeitsmenge zu erhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung -zeigen:

Fig. 1 eine perspektivisch dargestellte, vereinfachte Ansicht einer erfindungsgemäßen Pump- und Meßvorrichtung;

Fig. 2 ein Funktionsdiagramm der in Fig. 1 dargestellten Pumpe;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer Pumpe gemäß Fig. 1 im Vertikalschnitt sowie

Fig. 4 eine Pumpe gemäß Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie A-A.

Das in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Einheit mit vier Pumpen. Vier geschlossene Hohlzylinder (Kammern) 1 bis 4 sind zwischen einer Grundplatte 5 und einer Kopfplatte 5a fest angeordnet. In der Grundplatte 5 sind Kanäle 6 und 7 vorgesehen, deren Anordnung nachfolgend erläutert wird. Auf der Kopf-

- ■ 7 -

platte 5a sind den Kopfenden der Hohlzylinder 1 bis 4 zugeordnete, elektrisch betriebene Ventile 8 und 9 angeordnet, die das Beaufschlagen mit Vakuum und Druckluft kontrollieren. (Hier und soväe auch nachfolgend wird von Druckluft gesprochen - natürlich kann in besonderen Fällen, in denen Oxydation zu vermeiden ist, anstelle von Druckluft ein Inertgas mit entsprechendem Druck Verwendung finden.)

Entlang der Hohlzylinder 1 bis 4 sind in vorgegebener Höhe Abtastmittel 10, 11 für das Niveau der innerhalb der Hohlzylinder 1 bis 4 gehandhabten Flüssigkeit angeordnet. Die Position der Abtastmittel 10, 11 kann in der Höhe verändert werden, um in kontinuierlicher Weise das Pumpenvolumen - wie nachfolgend im einzelnen erläutert ändern zu können. Vorläufig reicht es zu sagen, daß die Abtastmittel 10, 11 dafür eingerichtet sind, die Position eines innerhalb der Hohlzylinder 1 bis 4 gleitenden Schwimmers, der die Position des Flüssigkeitsniveaus wiedergibt, abzutasten. Zum besseren Verständnis einer solchen Pumpe sei der Hohlzylinder 1 betrachtet. Durch Beaufschlagen des Inneren des Hohlzylinders 1 mit Vakuum durch das Ventil 8 wird die Flüssigkeit, z.B. durch Kanal 6, angesaugt. Sobald das Vakuum einen Flüssigkeitsanstieg im Inneren des Hohlzylinders 1 bis zu dem durch das Abtastmittel 11 abzutastenden Niveaus bewirkt hat, wird Druckluft durch das Ventil 9 angewendet. Das Flüssigkeitsniveau wird sinken, weil die Flüssigkeit z.B. in den Kanal 7 gepreßt wird. Durch das Sinken des Flüssigkeitsniveaus auf den unteren Sollwert wird das Abtastmittel 10 aktiviert und in diesem Moment das Ventil 9 geschlossen und das Ventil 10 geöffnet, um die Flüssigkeit wieder anzuht>en. Dieser Vor-

gang kann für eine bestimmbare Zahl von Malen wiederholt werden, wobei beim Pumpen tatsächlich kein Teil der Pumpe in Bewegung ist.

Die Pumpmenge für jeden Pumpzyklus kann durch Verändern der Abstände der Abtastmittel 10, 11 auf dem Hohlzylinder 1 eingestellt werden, wie es schematisch an den Hohlzylindern 3 und 4 dargestellt ist. Durch Steuern ähnlicher elektromagnetischer Ventile (wie die Ventile 8 und 9) in Verbindung mit den Hohlzylindern 2, 3 und 4 können vier verschiedene Flüssigkeiten gehandhabt werden - ohne das dies jedoch eine obere oder untere Grenze darstellt.

Das Arbeitsprinzip wird aus Fig. 2 noch besser verständlich; dort werden dieselben Bezugsziffern benutzt wie in Fig. 1. Die Tanks 12, 13, 14, 15 für die zu handhabenden Flüssigkeiten sind schematisch dargestellt. Rohre 6, 6', 6", 6"' stellen die Verbindung der Tanks 12 bis 15 zu den Hohlzylindern 1 bis 4 über Rückschlagventile 16 bis 19 her. Abgaberohre 7, 7', 7", 7'" stellen über Rückschlagventile 21 bis 24 die Verbindung zu einem gemeinsamen wasserdurchströmten Sammler 20 her.

Die einzelnen Betätigungen der elektromagnetischen Ventile 8 und 9 werden hinsichtlich ihrer Reihenfolge oder hinsichtlich ihrer Betätigungsdauer (auch für die Hohlzylinder 2, und 4) in Abhängigkeit der von den Abtastmitteln 10, 11 gelieferten Signale vorgenommen, und zwar - in Abhängigkeit von Daten oder Programmbefehlen des Programmgebers der Wäsche-Waschmaschine durch eine geeignete elektrische Schaltung, deren Struktur aber außerhalb des Erfindungsgegenstandes liegt, weil diese, je nach den Modifikationen, in denen

die er findungs gemäße Vorrichtung angewendet wird, verschiedene Modifikationen aufweisen können.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 u. 4 wird nun die Bauweise einer einzelnen Pumpe im Detail beschrieben. Eine Pumpe 100 weist einen Rohrzylinder 101 auf, der an seinem Kopfende 102 mit nicht dargestellten, elektrisch betriebenen Ventilen für das Beaufschlagen mit Vakuum und Druckluft sowie an seinem Fußende 103 mit - ebenfalls nicht näher dargestellten - die Rückschlagventile aufweisenden Kanälen für das Ansaugen und das Abgeben der zu pumpenden Flüssigkeit ausgestattet ist.

Der Rohrzylinder 101 besteht aus einem dielektrischen Material oder einem anderen nicht ferromagnetischen Material, welches für die zu handhabende Flüssigkeit resistent ist.

Im Inneren des Rohrzylinders 101 kann ein Schwimmkörper 104, bestehend aus einem an seinem oberen und unteren Ende mit flüssigkeitsdichten Verschließmitteln verschlossenem Rohrstück 105, gleiten. Die Verschließmittel 106, 107 weisen radiale Vorsprünge 108, 109 für das Zusammenwirken mit einem Führungsmittel 110 an der Innenwand des Rohrzylinders 101 auf, um ein Rotieren des Schwimmkörpers 104 in Bezug auf den Rohrzylinder 101 zu vermeiden.

Auf der äußeren Oberfläche des Rohrzylinders 101 sind Niveaudetektoren 111, 112 angeordnet. Diese Detektoren (Sensoren) sind derart in Bezug auf den Rohrzylinder

angeorchet und befestigt, daß ihre Position der Höhe nach gewünschtenfalls verändert werden kann, so daß sich hierdurch der Hub der zu pumpenden Flüssigkeit und entsprechend die gepumpte Menge je Zyklus (Vakuum- und Druckluftbeaufschlagung) verändert.

Bevorzugt werden magnetische Sensoren oder Niveaudetektoren die aktive Hall-Effekt-Elemente aufweisen.

Der in Fig. 4 dargestellte Niveaudetektor 111 (identisch mit dem Niveaudetektor 112) weist einen ferromagnetischen Ring 113 auf, der die magnetischen Kraftlinien eines - in einem der Verschließmittel 106 des bewegbaren Schwimmkörpers 104 eingebauten - Permanentmagneten 115 auf einen Hall-Effekt-Magnetdetektor 114, wie er üblicherweise auf dem Markt zu erhalten ist, konzentriert.

Auf diese Weise wird je ein elektrisches Signal in Verbindung mit der oberen und unteren einstellbaren Position des Schwimmkörpers 104 erhalten.

Diese Signale kontrollieren mit Hilfe eines elektronischen Interface das Öffnen und Schließen der Ventile für die Beaufschlagung mit Vakuum und Druckluft.

Natürlich werden magnetische Hall-Effekt-Sensoren nur beispielhaft verwendet, da ein Fachmann für, vor allem berührungslos arbeitende, Abtastmittel auch andere gebräuchliche Mittel zum Abtasten der Positionen des Schwimmkörpers 104 verwenden kann.

Selbstverständlich kann mit dem erfindungsgemäßen Pumpensystem entsprechend dem jeweiligen Bedarfsfall das Pumpen

und Messen auch bei mehr als einer Flüssigkeit gleichzeitig und ggfs. mit verschiedenen Pumpraten erfolgen, wie es z.B. für das Vermischen miteinander reagierender Flüssigkeiten geringer StaMlitätsdauer im Falle
ihrer Vermischung oder für das Verändern der Zusammensetzung nützlich ist.

Es sei betont, daß das erfindungsgemäße System zum
Pumpen und Messen von Flüssigkeiten aus einer kompakten Einheit ohne bewegte Teile besteht. Hierdurch wird eine Reihe von dem Fachmann ohne weiteres einleuchtenden Vorteilen erreicht. Darüberhinaus gestattet die
stufenlose Variabilität der Pumpmenge je Pumpschlag
eine flexible Arbeitsweise, wie sie bei anderen selbstverdrängenden Pumpsystemen bisher unbekannt ist - hier werden allerdings keine dynamischen Pumpensysteme betrachtet, da diese für die in Rede stehenden Anwendungsfälle nicht einsetzbar sind.

-12- Leerseite

Claims

Drv-Ing. Reimap König · £)j pi.H ng*. ,Kl a us Bergen
Cecilienallee "76 4 Düsseldorf 3O Telefon 452QOB Patentanwälte
3. Dez. 1982 34 757 K

COLGATE PALMOLIVE S.ρ.Α., Wo. 59/63 Via del Giorgione,

00147 Rom, Italien

"Gerät zum Auswählen, Messen und Abgeben von Flüssigkeiten, insbesondere von Behandlungsflüssigkeiten für industrielle

Was che-Was chmas chinen"

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Auswählen, Messen und Abgeben von Flüssigkeiten, insbesondere von Behandlungsflüssigkeiten für industrielle Wäsche-Waschmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere, mit einem Tank für die zu messende Flüssigkeit sowie dem Verbraucher in Saug- und Abgabeverbindung stehenden Kammern (1 bis 4; 100) für das Handhaben von Flüssigkeit, vorzugsweise jeweils für eine andere Flüssigkeit aufweist, wobei das Pumpen und Messen durch abwechselndes Beaufschlagen einer oder mehrerer Kammern mit Vakuum und Druckluft erfolgt und das zu pumpende VoHinen für ,jede Kammer durch Abtasten des Flüssigkeitsniveaus bei dem Beaufschlagen mit Vakuum und Druckluft einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern über Rückschlagventile (16 bis 19 ; 21 bis 24) mit Vorratstanks (12 bis 15) für die zu messende Flüssigkeit und dem Verbraucher verbunden sind. ;

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η zeichnet durch Abtastmittel (10, 11; 111, 112) für das Ansteigen und Absinken der Flüssigkeit in der Kammer, bestehend aus einem Schwimmkörper (104) der in Wirkverbindung mit Sensoren (114) für die auf das Flüssigkeitsniveau bezogene Position des Schwimmkörpers.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das alternierende Beaufschlagen der Kammern mit Vakuum und Druckluft kontrollierende, elektrisch betätigte Ventile (8, 9).
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Schaltverbindung zwischen den Ventilen (8, 9) einerseits und den Abrbastmitteln (10, 11; 111, 112) andererseits.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, gekennzeichnet durch einen HaIl-Effekt-Annäherungsdetektor (114) und einem auf einem Schwimmkörper (104) innerhalb eines Rohrzylinders (101) angeordneten Magneten (115) als Abtastmittel für das Niveau der Flüssigkeit.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (10, 11; 111, 112) in Bezug auf die K-.ammern (1 bis 4; 100) höhenverstellbar sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß

BAD ORIGINAL

sie mit Behandlungsflüssigkeiten für industrielle Wäsche-Waschmaschinen befüllt ist. .