DE3930709A1 - Vorrichtung zum ansaugen von zusatzstoffen in eine fluessigkeitsstroemung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ansau­ gen und Beimischen von Zusatzstoffen in eine Flüs­ sigkeitsströmung mittels eines Verbindungsstückes, das einen Durchgangskanal für die Flüssigkeit und einen damit in Verbindung stehenden Anschlußkanal für den Zusatzstoff aufweist, wobei der Zusatzstoff durch einen von der Flüssigkeitsströmung erzeugten Unterdruck angesaugt wird.

Eine derartige Vorrichtung zur automatischen Bei­ mischung eines Badeszusatzes in den Wasserstrahl einer Dusche ist durch die DE-PS 21 47 931 bekannt. Dabei wird durch eine vorgeschaltete Freistrahlluft­ kammer, eine konvergierende Beschleunigungskammer und eine Injektoreinrichtung versucht, den Wasser­ strahl so stark zu beschleunigen, daß eine genügend große Saugwirkung zum Ansaugen des Badezusatzes aus seinem Vorratsbehälter gewährleistet ist.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Saug­ wirkung nicht ausreicht, wenn relativ dickflüssige Zusatzmittel, insbesondere wenn ein Gel verwendet wird. Ebenso reicht die Saugwirkung dann nicht aus, wenn die Wasserleitung einen hohen Ausströmwider­ stand aufweist, wenn also beispielsweise ein Dusch­ kopf mit sehr feinen Düsenbohrungen verwendet wird, die einen hohen Rückstau verursachen. Schließlich kommt hinzu, daß die bekannte Vorrichtung durch ih­ ren komplizierten Aufbau sehr kostenaufwendig ist.

Eine andere Vorrichtung zum Beimischen eines Zusatz­ stoffes zum Wasser ist durch die DE-PS 22 34 487 be­ kanntgeworden. Hier wird versucht, die Förderung des Zusatzstoffes durch Überdruck im Vorratsbehälter her­ beizuführen, indem dieser Behälter unter einem den Wasserdruck übersteigenden Druck gehalten wird. Ein derartiger Druck steht jedoch in der Hausinstalla­ tion normalerweise nicht zur Verfügung.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung zur Beimischung von Zusatzstoffen dahingehend zu verbes­ sern, daß unter allen Umständen eine ausreichend gro­ ße Saugwirkung sichergestellt ist. Darüberhinaus soll sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einfachen und kostengünstigen Aufbau auszeichnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß etwa quer zur Flüssigkeitsströmung ein Stopfen in Durch­ gangskanal des Verbindungsstückes hineinragt, der einen Großteil der Flüssigkeitsströmung blockiert, der je­ doch seitlich umströmbar ist und an seiner der abflie­ ßenden Strömung zugewandten Seite zumindest eine Öff­ nung aufweist, die mit dem Anschlußkanal für den Zu­ satzstoff in Verbindung steht.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß beim Einbau eines derartigen Stopfens, der den Kern der Wasserströmung blockiert und nur außen schmale Durchströmspalte frei­ läßt, eine wesentlich höhere Saugwirkung erzielt wer­ den kann als mit den bisher bekannten Vorrichtungen.

Wesentlich ist dabei insbesondere, daß die Zuführung des Zusatzstoffes an der der abfließenden Strömung zu­ gewandten Seite erfolgt, wo sich ein besonders großer Unterdruck ergeben hat.

In diesem Sinn empfiehlt es sich besonders, die Öff­ nung des Stopfens nicht zentral anzuordnen, sondern seitlich zum Durchströmspalt hin zu versetzen. Dabei können mehrere Öffnungen vorgesehen werden, die sym­ metrisch zur Achse des Strömungskanals versetzt sind.

Zweckmäßig bleiben zwischen dem Stopfen und der Innen­ wand des Verbindungsstückes nur äußerst schmale Durch­ strömspalte mit einer Dicke von etwa 1 mm oder weniger frei. Dabei genügt es, wenn diese Durchströmspalte an den beiden gegenüberliegenden Umfangsseiten des Stopfens freibleiben. Es liegt jedoch auch im Rah­ men der Erfindung, an der Stirnseite des Stopfens einen Durchströmspalt freizulassen. Generell sollte der Gesamtquerschnitt der Durchströmspalte bei etwa 0,5% bis etwa 8% des Flüssigkeitskanalquerschnit­ tes liegen.

Damit die Flüssigkeitsströmung verlustarm zu den Durchströmspalten umgelenkt wird, empfiehlt es sich, das der Stopfen zumindest an seiner der ankommenden Strömung zugewandten Seite nach außen, der Strömung zu, gewölbt ist, damit sich ein strömungsgünstiger Einlauf ergibt. Zweckmäßig weist der Stopfen einen zylindrischen Querschnitt auf; er kann jedoch an sei­ nen die Durchströmspalte bildenden Seiten statt des­ sen auch mit ebenen Flächen versehen sein.

Der Stopfen kann massiv ausgeführt werden, in dem die Zuführung des Badezusatzes durch eine Bohrung erfolgt. Ebenso kann der Stopfen aber auch als Hohl­ zylinder ausgebildet werden, der an seiner im Verbin­ dungsstück befindlichen Stirnseite verschlossen ist oder eine mit dem Zusatzstoff in Verbindung stehende Öffnung aufweist.

Zur Mengenregulierung des Zusatzstoffes kann in dem Stopfen ein verdrehbares Zuführrohr angeordnet sein, dessen Austrittsquerschnitt zum Stopfen hin durch Verdrehen des Zuführrohres verstellbar ist. Auch ist eine Mengenregelung in der Weise möglich, daß der Stopfen selbst in seinem Verbindungsstück verdreh­ bar gelagert wird, so daß seine Öffnung mehr oder weniger durch die Wand des Flüssigkeitskanales ab­ gedeckt werden kann, je nach Drehstellung des Stop­ fens.

Um den Stopfen zuverlässig in seinem Verbindungs­ stück zu montieren, kann er mit seinem im Kanal be­ findlichen Ende in eine passende Ausnehmung der Ka­ nalwand eingesteckt werden.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfin­ dung besteht darin, daß der Zufluß des Zusatzstof­ fes zum Verbindungsstück durch solche Ventile steuer­ bar ist, die nach einer vorgegebenen Zeitspanne von mehreren Sekunden automatisch in die Geschlossenstel­ lung zurückgehen. Dies kommt insbesondere in Betracht, wenn es um die Zugabe eines Badezusatzes oder Reini­ gungsmittels geht.

Daneben liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß das Verbindungsstück nur von einem Teilstrom der Flüssigkeit durchströmt wird, während der andere, überwiegende Teilstrom in einer parallel geschalte­ ten, zweiten Leitung strömt. Dadurch kann leicht zwischen der reinen Flüssigkeitsströmung und der mit Zusatzstoff vermischten Flüssigkeitsströmung umge­ schaltet werden.

Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Bei­ mischung von Badezusätzen und dergleichen bei Bä­ dern oder Duschen eingesetzt werden, so ist diese Aufteilung in zwei Teilströme besonders zweckmäßig. Der kleinere, erste Teilstrom wird dann zu dem Rand­ bereich des Duschkopfes, der überwiegende, zweite Teilstrom im Kernbereich des Duschkopfes zugeführt. Dadurch ist der das Verbindungsstück durchströmende erste Teilstrom nur noch einem sehr geringen Druck­ verlust im Duschkopf ausgesetzt, während der überwie­ gende zweite Teilstrom mit vollem Druck zur Verfügung steht und somit selbst für Massage-Duschen geeignet ist.

Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, daß zusätzlich oder anstelle der mit dem Zusatzstoff in Verbindung stehenden Öffnung im Stopfen eine mit Zu­ satzstoff in Verbindung stehende Öffnung in der Wand des Flüssigkeitskanals angeordnet wird, und zwar in Strömungsrichtung unmittelbar hinter dem Stopfen, um den dort herrschenden Unterdruck auszunützen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispieles; dabei zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Verbindungs­ stück;

Fig. 2 eine Frontalansicht des Verbindungsstückes;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Verbindungsstück;

Fig. 4 ein Schemabild in Verbindung mit einer Du­ sche;

Fig. 5 einen vergrößerten Axialschnitt durch das Verbindungsstück nach Fig. 4 und

Fig. 6 eine Frontalansicht des Verbindungsstük­ kes nach Fig. 5.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Verbindungsstück 1 dar­ gestellt, das als T-Stück ausgebildet ist mit einem durchgehenden Strömungskanal 2 für die Flüssigkeit und einem senkrecht einmündenden Anschlußkanal 3 für den Zusatzstoff.

In dem Anschlußkanal 3 steckt ein hohlzylindrischer Stopfen 4, der bündig in dem Anschlußkanal anliegt, den Durchgangskanal 2 vollständig durchquert und mit seinem unteren Ende in einer passenden Aussparung der Kanalwand gehalten ist. Der Stopfen 4 ist in dem Ver­ bindungsstück 1 verdrehbar und wird nach entsprechen­ der Justierung mit seinem abgewinkelten oberen Bund 4 a an dem Verbindungsstück 1 verschraubt.

Die Quererstreckung des Stopfens 4 ist so gewählt, daß er seitlich zwei schmale Durchströmspalte 5 (ver­ gleiche Fig. 2 gegenüber der Wand des Flüssigkeits­ kanales 2 freiläßt. Diese Spalte weisen bei dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel mit einer Bohrung von 14 mm für den Flüssigkeitskanal eine maximale Breite von jeweils etwa 0,5 mm auf.

An seiner der Strömung abgewandten Seite (vergleiche den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeil) ist der Stopfen 4 mit zwei Bohrungen 6 versehen. Diese Bohrungen stel­ len die Verbindung zwischen dem Flüssigkeitskanal und dem Zusatzstopfen her. Sie sind gemäß Fig. 2 seitlich versetzt, so daß sie nahe dem Ende der Durchström­ spalte liegen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zu­ führung des Zusatzstoffes nicht direkt in den Innen­ raum des Stopfens 4, sondern über ein darin eingebau­ tes Ventil 7 in Form eines Bolzens, der an seinem oberen Ende über eine Rendelscheibe 7 a verdrehbar ist. Im Kern des Bolzens 7 verläuft die Zuleitung 8 für den Zusatzstoff. Diese Bohrung läuft in einer Querbohrung 9 aus, die ihrerseits in eine Aussparung 10 des Stopfens 4 mündet. Auf diese Weise gelangt der Zusatzstoff zu der Bohrung 6.

Durch Verdrehung der Rendelmutter 7 a wird die Quer­ bohrung 9 mehr oder weniger durch die innere Zylin­ derwand des Stopfens 4 verschlossen, so daß eine Men­ genregelung des Zusatzstoffes möglich ist. Zur Fest­ stellung der Rendelmutter 7 a dient eine Schraube 11.

Die Abdichtung des Stopfens 4 gegenüber dem Verbin­ dungsstück 1 erfolgt durch einen O-Ring 12, die des Bolzens 7 gegenüber dem Stopfen 4 durch einen Ohr­ ring 13.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine abgewandelte Bauform für die Beimischung als Badezusatzes beim Duschen.

In Fig. 1 sieht man einen Duschkopf 21, der über einen Wasserschlauch 22 an ein Verbindungsstück 23 angeschlossen ist. Das Verbindungsstück 23 ist sei­ nerseits in axialer Verlängerung des Schlauches 22 mit einem nicht näher dargestellten ortsfesten Was­ seranschluß verbunden, wird also axial vom Wasser durchströmt, wohingegen in senkrechter Richtung ei­ ne Leitung 24 angeschlossen ist, die mit zwei Be­ hältern 25 und 26 für Badezusätze, Reinigungsmittel und dergleichen verbunden ist.

Im Ausführungsbeispiel sind zwei getrennte Leitungen 22 a und 22 b in dem Schlauch 22 untergebracht. Die Auf­ teilung dieser beiden Leitungen ist auch in dem Ver­ bindungsstück 23 vollzogen, und zwar derart, daß nur die Leitung 22 a mit dem Badezusatz aus der Leitung 24 vermischt werden kann.

Im Duschkopf 21 ist die Leitung 22 a mit dem Randbe­ reich der Ausströmdüsen, die Leitung 22 b mit dem Kern­ bereich der Düsen verbunden.

Der Aufbau des Verbindungsstückes 23 ergibt sich aus den Fig. 5 und 6. Das Verbindungsstück 23 besteht aus zwei übereinander angeordneten Rohrstücken 31 und 32, die rechts einen gemeinsamen Anschluß 33 für die Was­ serzuführung und links zwei getrennte Anschlüsse 34 und 35 für den Wasseraustritt in die Leitung 22 a bzw. 22 b zum Duschkopf 21 aufweisen.

In die Leitung 31, die zweckmäßig den üblichen Kreis­ querschnitt hat, ragt in Querrichtung ein zylindrischer Stopfen 36. Er kann mit seiner unteren Stirnfläche an der Innenwand der Leitung 31 anliegen, wie in Fig. 6 dargestellt oder aber einen geringen Durchström­ spalt freilassen. Auf jeden Fall sind Durchström­ spalte 37 a und 37 b zwischen den Seitenwänden des Stopfens 36 und dem gegenüberliegenden Innenwänden der Leitung 31.

Die Durchtrittsstelle des Stopfens 36 in die Lei­ tung 31 ist abgedichtet. Hierzu ist der Stopfen entweder mit der Leitung 31 verschweißt oder die Leitung 31 weist, wie in der Zeichnung dargestellt, einen zylindrischen Aufsatz 38 auf, in dem der Stopfen 36 verstellbar, aber abgedichtet festge­ klemmt ist.

Die von den Behältern 25 und 26 für den Badezusatz kommende Leitung 24 mündet in den Innenraum des Stopfens 36 und steht über eine oder mehrere Boh­ rungen 39 mit der Leitung 31 in Verbindung.

Die Funktion ist folgende: Die Wasserströmung hat in der Leitung 31 zunächst den vollen Rohrquer­ schnitt zur ihrer Verfügung, bis sie bei dem Stop­ fen 36 ankommt. Dort wird der Rohrquerschnitt dra­ stisch reduziert auf die beiden Spalte 37 a und 37 b, die jeweils nur etwa 0,3 bis 1 mm breit sind und ei­ nen Querschnitt von jeweils etwa 0,3 bis 1 mm² auf­ weisen. In diesen Spalten wird die Wasserströmung extrem stark beschleunigt und demzufolge baut sich an der der abgehenden Strömung zugewandten Seite des Stopfens 36 ein starker Unterdruck auf. Er saugt auch hochviskose, gelartige Stoffe aus den Behälter 25 und 26 heraus. Sie werden mit der Wasserströmung unter inniger Vermischung in der Leitung 22 a dem Duschkopf zugeführt.

Die Leitung 32 wird demgegenüber ohne Hindernis vom Wasser durchströmt, so daß im Zentrum des Duschkopfes ein erwünschter hoher Druck für die Zerstäubung zur Verfügung stehen.

Es liegt aber selbstverständlich im Rahmen der Er­ findung, mit nur einer einzigen Leitung durch das Zwischenstück 23 zum Duschkopf 21 zu fahren.

Zur Mengensteuerung des Badeszusatzes ist gemäß Fig. 1 an jedem Behälter 25 oder 26 ein spezielles Ventil 27 bzw. 28 vorgesehen, das bei Betätigung des Durchfluß nur für einige Sekunden offenhält und dann automatisch zugeht. Zweckmäßig handelt es sich dabei um einen Druckknopf, der unter ei­ ner gedämpften Federwirkung steht und dadurch in der gewünschten Zeitspanne wieder in die Ausgangs­ stellung zurückgeht und den Durchfluß sperrt.

Zur Größe der Durchströmspalte 5, 37 a, 37 b ist an­ zumerken, daß sie vom Vordruck der Flüssigkeits­ strömung abhängen. Bei hohem Druck kann der Spalt größer, bei niedrigem Druck niedriger gewählt wer­ den. Als besonders günstig hat sich ein Gesamtquer­ schnitt für die Spalte bezogen auf den Flüssigkeits­ kanal von etwa 1% bis etwa 4% erwiesen. Zweckmäßig wird dieser Spalt dadurch hergestellt, daß die Boh­ rung 3, durch die der Stopfen von oben eingesteckt ist, einen etwas größeren Durchmesser aufweist als der ankommende Flüssigkeitskanal und daß der Stopfen in Höhe des Flüssigkeitskanals einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser aufweist, wobei diese Durch­ messerreduktion etwa 3/10 mm bis etwa 8/10 mm beträgt, wenn der Strömungskanal einen Durchmesser von etwa 10 bis etwa 15 mm aufweist.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Ansaugen und Beimischen von Zusatz­ stoffen in eine Flüssigkeitsströmung mittels eines ei­ nes Verbindungsstückes, das einen Durchgangskanal für die Flüssigkeit und einen damit in Verbindung stehenden Anschlußkanal für den Zusatzstoff aufweist, wobei der Zusatzstoff durch einen von der Flüssigkeitsströmung erzeugten Unterdruck angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß etwa quer zur Flüssigkeitsströmung ein Stopfen (4, 36) in den Durchgangskanal (2, 31) hineinragt, der ei­ nen Großteil der Flüssigkeitsströmung blockiert, der jedoch seitlich umströmbar ist und an seiner der ab­ fließenden Strömung zugewandten Seite zumindest eine Öffnung (6, 39) aufweist, die mit dem Anschlußkanal (3, 8, 24) für den Zusatzstoff in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6, 39) des Stopfens (4, 36) seit­ lich zum Durchströmspalt (5, 37 a, 37 b) hin versetzt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (6, 39), insbesondere symmetrisch versetzt zur Kanalachse am Stopfen (4, 36) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stopfen (4, 39) und Wand des Flüssigkeits­ kanals (2, 31) Durchströmspalte (5, 37 a, 37 b) mit einem Gesamtquerschnitt von etwa 0,5% bis etwa 8% des Flüs­ sigkeitskanalquerschnittes frei sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4, 36) zumindest an seiner der ankom­ menden Strömung zugewandten Seite nach außen gewölbt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4, 36) an seinen die Durchströmspalte (5, 37 a, 37 b) bildenden Seiten plan ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4, 36) als Hohlzylinder ausgebildet ist, der an seiner im Verbindungsstück (1, 30) befind­ lichen unteren Stirnseite zumindest teilweise ver­ schlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (4) ein verdrehbares Zuführrohr (7) für den Zusatzstoff angeordnet ist, dessen Austritts­ querschnitt (9) durch Verdrehen des Zuführrohres (7) verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4) selbst in dem Verbindungsstück (1) verdrehbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4) mit seinem im Kanal (2) befindli­ chen Ende in einer Ausnehmung (2 a) der Kanalwand steckt.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß des Zusatzstoffes zum Verbindungsstück (1, 30) durch Ventile (27, 28) steuerbar ist, die nach einer vorgegebenen Zeitspanne von mehreren Sekunden automatisch in die Geschlossenstellung zurückgehen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (30) nur von einem Teilstrom der Flüssigkeit durchströmt ist, während der andere, überwiegende Teilstrom in einer parallelgeschalteten, zweiten Leitung (32) strömt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für die Beimischung von Badezusätzen, Rei­ nigungsmittel und dergleichen bei Duschen und Bädern, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (30) nur von einem Teilstrom des Wassers durchströmt ist, während der andere, über­ wiegende Teilstrom in einer parallelgeschalteten, zwei­ ten Leitung (32) direkt dem Duschkopf (21) zugeführt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere, erste Teilstrom im Randbereich, der überwiegende, zweite Teilstrom im Kernbereich des Dusch­ kopfes (21) mündet.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich oder anstelle der mit dem Zusatzstoff in Verbindung stehenden Öffnung (6, 39) im Stopfen (4, 36) eine mit dem Zusatzstoff in Verbindung stehende Öff­ nung in der Wand des Flüssigkeitskanals (2, 31) angeord­ net ist, und zwar in Strömungsrichtung unmittelbar hin­ ter dem Stopfen (4, 36) .

16. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmspalte (5, 37 a, 37 b) einen Gesamt­ querschnitt von etwa 0,8% bis etwa 4% des Querschnit­ tes des Flüssigkeitskanals (2, 31) aufweisen.