DE60005457T2

DE60005457T2 - Abgabevorrichtung für unter druck stehende flüssigkeit mit separater druckgasquelle

Info

Publication number: DE60005457T2
Application number: DE60005457T
Authority: DE
Inventors: E. Natan PARSONS; C. Emanuel EBNER
Original assignee: Arichell Technologies Inc
Current assignee: Arichell Technologies Inc
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: US6386403B2; US20010010316A1; AU5001500A; EP1096873B1; TW503094B; CN1315842A; KR20010074693A; EP1096873A1; DE60005457D1; WO2000067628A1; JP2002544066A; US6276565B1; CA2336975A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Abgeben von Flüssigkeit, insbesondere von viskosen Flüssigkeiten wie einer flüssigen Seife.
Die Konservierungsvorteile und sanitären Vorteile einer automatischen Flusssteuerung in Waschbecken und ähnlichen Installationen sind altbekannt, so dass viele öffentliche Erfrischungsraumeinrichtungen automatische Wasserhähne und Spülanordnungen bereit gestellt haben. Obwohl ein ähnlicher Vorteil darin besteht in derartigen Installationen die Abgabe von flüssiger Seife automatisch zu machen, ist die Popularität dies zu tun bislang nicht besonders stark gewesen.
Der Hauptgrund für diese niedrige Akzeptanz ist die Schwierigkeit einer Installation. Das Installieren einer Abgabeeinheit für flüssige Seife erfordert oft das Bereitstellen einer zusätzlichen Verdrahtung. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin batteriebetriebene Systeme zu verwenden. Dieser Ansatz ist nun populär, um manuelle Spülanlagen nachträglich aufzurüsten, um sie automatisch zu machen, aber die Energie, die zum Pumpen von flüssiger Seife benötigt wird, die relativ viskos sein kann, ist beträchtlich. Dies weist eine Tendenz auf die Batterielebensdauer in Abgabeeinheiten für flüssige Seife zu kurz zu machen, außer wenn die Batterien inakzeptabel groß sind.
Die US-A-5,110,012 offenbart eine Flüssigkeits-Abgabeeinheit für kohlensäwehaltige Getränke mit einem Flüssigkeitsbehälter mit einer druckbeaufschlagten Kapsel darin, um ein Gas freizugeben, um so einen Behälter mit Druck zu beaufschlagen und die Flüssigkeit herauszudrängen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie die Parsons at al. Anmeldung, die voranstehend erwähnt wurde, anzeigt, ist in der vorliegenden Anmeldung erkannt worden, dass Batterien mit vernünftiger Größe eine akzeptable Lebensdauer bereitstellen können, wenn die Pumpenergie in der Form eines verdichteten Fluids in Wiederauffiillungs-Seifenbehältern vorgesehen wird. Der Druck in dem Behälter ist ausreichend, um die viskose Flüssigkeit durch den Abgabeeinheits-Auslass bei einer akzeptablen Rate zu drängen, so dass eine elektrische (typischerweise batteriegestützte) Energie nur für die Flusssteuerung, nicht zum Vorantreiben der viskosenflüssigen Seife, benötigt wird.
Es wurde in der vorliegenden Anmeldung erkannt, dass dieses Konzept durch Anwenden eines Konzepts verbessert werden kann, das in einigen anderen Abgabekontexten verwendet wird, nämlich dadurch, dass das Druckbeaufschlagungsfluid in einem Behälter bereitgestellt wird, der von der abzugebenden Flüssigkeit getrennt ist. Der Behälter für die flüssige Seife oder eine andere abzugebende Flüssigkeit wird eine Tendenz aufweisen beträchtlich größer zu sein, aber bei einem niedrigeren Druck als der andere Behälter, der eine Patrone ist, die das Druckbeaufschlagungsfluid enthält und selbst von dem anderen Behälter umschlossen sein kann. Die Patrone enthält eine Substanz unter einem hohen Druck, die als ein Gas in den Flüssigkeitsbehälter freigegeben werden kann, um die Flüssigkeit in ihrem Reservoir zu verdichten. Das Druckbeaufschlagungsgas fließt wie erforderlich mit Hilfe eines Druckreglers. Der Druckregler erlaubt dem Druckbeaufschlagungsgas von der Patrone in den Flüssigkeitsbehälter nur so lange zu fließen, wie der sich ergebende Reservoirdruck nicht einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der kleiner als der Druck ist, den die Patrone anlegt. Der sich ergebende Druck drängt die Flüssigkeit durch einen Auslass in dem Flüssigkeitsbehälter. Durch Speichern des Druckbeaufschlagungsfluid getrennt von der abzugebenden Flüssigkeit wurde in der vorliegenden Anmeldung die Größe und/oder Festigkeit, die von dem Flüssigkeitsbehälter gefordert wird, stark verringert.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Fluid-Abgabesystem des Anspruchs 1, die Wiederauffülleinheit des Anspruchs 18 und das Verfahren zum Bereitstellen einer Fluid-Abgabestation des Anspruchs 25 gelöst.
Andere Aspekte der Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen enthüllt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung wird ein Fluss im Ansprechen auf einen Objektsensor gesteuert. Zum Beispiel kann eine Steuerschaltung einen Seifenfluss zulassen, wenn der Sensor die Hand eines Benutzers in der Nähe des Auslasses erfasst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung der Erfindung, die folgt, bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigen:
1 einen Seitenaufriss einer Seifen-Abgabestation, die die Lehren der vorliegenden Erfindung verkörpert;
2 eine Ansicht ähnlich wie 1, aber eine Ansicht der wegwerfbaren Wiederauffülleinheit der Seifen-Abgabestation im Querschnitt und getrennt von ihrer permanenten Wandeinheit;
3 eine ausführlichere Querschnittsansicht eines Stoppers, der in 2 gezeigt ist;
4 eine ausführlichere Seitenquerschnittsansicht der Kopplungsanordnung der wegwerfbaren Wiederauffülleinheit zusammengebracht mit der Druckregleranordnung der Wandeinheit;
5 eine Draufsicht auf die permanente Wandeinheit der 2;
6 eine ausführliche Vorderansicht, wobei das Gehäuse entfernt ist und das Flusssteuerventil im Querschnitt gezeigt ist;
7 eine Bodenansicht der Abgabestation;
8 einen Seitenaufriss der Abgabeeinheit, wobei ihr Gehäuse in einer teilweise offenen Position gezeigt ist; und
9 eine ausführliche Querschnittsansicht des Sicherheitsverriegelungsmechanismus der Abgabeeinheit; und
10 eine Querschnittsansicht des Solenoids, das das Abgabesystem für die Flusssteuerung verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt in einem Seitenaufriss eine Abgabestation 10, die die Lehren der vorliegenden Erfindung implementiert. Eine wegwerfbare Wiederauffülleinheit 12 ist an einer permanenten Wandeinheit 14 befestigt, die auf einer Wand 16 angebracht ist. Wenn ein Objektsensor 18 die Hand 20 eines Benutzer erfasst fließt flüssige Seife durch einen Ausguss 22, wie nachstehend erläutert wird.
Unter den Komponenten der permanenten Wandeinheit befindet sich ein Gehäuse 24. 2 zeigt, dass das Gehäuse 24 schwenkbar auf einem Bügelelement 26 angebracht ist, das an der Wand 16 durch eine Anbringungsplatte 27 befestigt ist. In der dargestellten Position erlaubt es, dass die Wiederauffülleinheit 12 installiert und entfernt werden kann. Die Wiederauffülleinheit umfasst nicht nur den Seifenbehälter 28 selbst, sondern auch eine Kopplungsanordnung 30, die gewindemäßig an dem Flaschenhals befestigt ist und einen Patronenhalter einschließt, der die Form einer Hülse 31 in der dargestellten Ausführungsform anwendet. Der Patronenhalter enthält eine Druckquellenpatrone 32.
Typischerweise ist die Patrone ein allgemein zylindrisches Messinggefäß, welches beispielsweise Kohlenstoffdioxid unter einem hohen Druck enthält. Der Druck kann in dem Bereich von beispielsweise 5500 bis 20000 kPa (800 bis 2900 Pfund pro Quadratinch) sein. Bei derartigen Drucken befindet sich das Kohlenstoffdioxid gewöhnlicher Weise in seiner flüssigen Phase, und die Menge des Kohlenstoffdioxids, die benötigt wird, um einen adäquaten Druck sogar zu einem nahegelegenen leeren Seifenbehälter bereitzustellen, belegt relativ wenig Volumen. Dies macht es praktischer der Patrone die Festigkeit zu geben, die benötigt wird, um das Hochdruckfluid zu enthalten. Wenn das Druckbeaufschlagungsfluid anstelle davon in dem gleichen Behälter wie die flüssige Seife gespeichert werden würde, würde er der relativ große Behälter sein, der mit der erforderlichen Druckbeständigkeitsfestigkeit gebaut werden müsste. Ansonsten müsste der Behälter viel größer gemacht werden, um die benötigte Menge des Druckbeaufschlagungsgases bei einem niedrigen Druck zu speichern.
Die genauen Drucke sind nicht kritisch für die Realisation der Vorteile der vorliegenden Erfindung, sollten aber derart sein, dass dem Patronenvolumen erlaubt wird, weniger als beispielsweise 5% des Flüssigkeitsbehältervolumens zu sein. Obwohl die Lehren der vorliegenden Erfindung in Systemen umgesetzt werden können, die das Druckbeaufschlagungsfluid in der Gasphase speichern, können anstelle davon Drucke verwendet werden, die zu einer Flüssigkeits- oder Festkörperphasen-Speicherung führen. In diesem Zusammenhang kann es in einigen Fällen als bevorzugt angesehen werden eine Substanz zu verwenden, deren Gleichgewichtsdampfdruck bei Raumtemperatur signifikant kleiner als derjenige von Kohlenstoffdioxid ist. Beispiele sind polyhalogeniesierte Hydrocarbonate wie die FREON^® Kühlmittel (z. B. Trichlorofluoromethan). In der vorliegenden Anmeldung wird Kohlenstoffdioxid bevorzugt, weil es umweltverträglicher als die meisten derartigen Substanzen ist. Komprimierter Stickstoff ist eine andere Alternative, die in der gelegentlichen Anwendung bevorzugt werden kann, bei der Kohlenstoffdioxid unzureichend nicht-reaktiv ist.
Wie nachstehend beschrieben werden wird durchsticht das Installieren der Wiederauffülleinheit 12 in der permanenten Wandeinheit 14 eine Patronenkappe 34, die bislang verhindert hat, dass die Patrone 32 das verdichtete Kohlenstoffdioxid freigibt. Die Patronenhülse 31 bildet eine Hülsenöffnung 36, die mit axialen Wegen 38 links zwischen der inneren Wandoberfläche der Hülse 31 und der äußeren Oberfläche der Patrone 32 in Verbindung steht. Nach dem Zusammenbau wirkt ein Druckregler-Aufbau 40 mit den axialen Wegen 38 zusammen, um einen Verdichterdurchgang (bzw. Verdichterweg) zwischen dem Inneren der Patrone und dem Seifenbehälter zu bilden, wie mit näheren Einzelheiten nachstehend noch erläutert wird.
Eine Röhre 42 liefert das verdichtete Gas an den Bereich über der Seifenoberfläche durch einen internen Durchgang 45 des Stoppers 44, der in 3 gesehen werden kann. Da die Röhre 42 sich über der Seifenoberfläche erstreckt, kann die Seife den Verdichterweg nicht erreichen. Der Stopper 44 ist an einer Position gezeigt, die sich dadurch ergibt, dass sie durch einen Druck von der Druckbeaufschlagungspatrone nach oben gedrängt worden ist. Bevor die Patrone angestochen wird, befindet sich der Stopper in einer unteren Position, an der die Röhre 42 den internen Durchgang bzw. Weg 45 abschließt. Dies verhindert, dass die flüssige Seife in die Röhre während eines Versands, wenn die dargestellte Orientierung nicht garantiert werden kann, eintritt.
Wenn der Seifenbehälter 28 verdichtet wird, weist das Kohlenstoffdioxid eine Tendenz auf die flüssige Seife um die Hülse 31 herum durch den Flaschenhals in einen ringförmigen Kanal 48 zu drängen, der in dem Kopplungsaufbau gebildet ist. Der ringförmige Kanal 48 steht mit einem Auslassdurchgang 50 in Verbindung, der ebenfalls in dem Kopplungsaufbau gebildet ist. Die flüssige Seife fließt von dem Kanal 48 durch den Auslassdurchgang 50 und durch einen Ausguss 22 unter der Steuerung eines elektrischen Ventils, das einen Ventilaufbau 52 und einen elektrischen Aktuator (Betätigungselement) einschließt, wie nachstehend noch mit näheren Einzelheiten erläutert wird.
Die 4 zeigt, dass der Druckregleraufbau der 2 obere, mittlere und untere durchgangbildende Elemente 54, 56 bzw. 58 und ein Körperelement 60, das eine Bohrung bildet, die ein Element 58 aufnimmt, einschließt. Das obere durchgang-bildende Element 54 enthält eine Patronen-Durchstechkanüle 62. Fluid von der Patrone 32 kann durch die Kanüle und einen Durchgang 64 in dem mittleren durchgangbildenden Element 56 in eine Ventilkammer 66 hinein, die durch die mittleren und unteren durchgangbildenden Elemente 56 und 58 gebildet wird, fließen. Die Ventilkammer 66 ist mit einer Ventilführung 68 ausgerüstet, an deren unteren Ende eine Öffnung und ein Ventilsitz 70 gebildet ist, in den eine Vorspannfeder 72 ein Druckregelungs-Ventilelement 74 hineindrückt.
Der Kraft der Vorspannfeder entgegenwirkend ist die Kraft, die eine Reglerfeder 76, die durch einen gewindemäßig befestigten Kammerstöpsel 77 an der Stelle gehalten wird, durch einen Tauchkolben 78 (Plunger) ausübt, der verschiebbar in einer Niederdruckkammer 80 angebracht ist. Eine Abdichtung 82 ist zwischen dem Tauchkolben 78 und der inneren Wand der Niederdruckkammer 80 vorgesehen.
Solange wie der Druck innerhalb der Niederdruckkammer 80 niedriger als ein vorgegebener Grenzwert ist, übt die Reglerfeder 76 genug Kraft aus, um diejenige der Vorspannfeder 72 zu überwinden. Er hält dadurch das Ventilelement 74 abgesetzt. Somit kann ein Druckbeaufschlagungs-Kohlenstoffdioxid, welches durch die Kanüle 62 und den mittleren Gehäusedurchgang 64 in die Ventilkammer 66 hineingeflossen ist, in die Niederdruckkammer 80 eindringen. Von dieser Kammer kann es durch einen Anschluss 84 von dem Druckregler-Aufbau 40 nach außen fließen. Eine O-Ring-Dichtung 84 verhindert, dass das so entwichene Kohlenstoffdioxid nach unten fließt, aber es kann durch einen Freiraum zwischen der Hülse 31 und dem Druckregler-Aufbau 40 nach oben fließen. Vor dort fließt es durch den Freiraum zwischen der Hülse 31 und der Patrone 32 an den Hülsenanschluss 36. Der Hülsenanschluss 36 lässt es in das Innere des Seifenbehälters, wo es die Seife durch den ringförmigen Kanal 48, den Auslassdurchgang 50 und das Ventil 52 herausdrängt, wie voranstehend erwähnt wurde.
Beim Fließen durch den Druckbeaufschlagungsweg von der Patrone 32 an das Innere des Seifenbehälters fließt das Kohlenstoffdioxid durch einen Filter 88 aus gesinterter Bronze, der verhindert, dass irgendwelche mitgerissenen Partikel das Ventil erreichen. Es stellt auch ein großes inneres Oberflächengebiet bereit, das zu der Phasenänderung des Fluids beiträgt; bei den hohen Drucken, die innerhalb der Patrone vorherrschen, ist das Kohlenstoffdioxid flüssig, und die gesinterte Bronze mit dem hohen inneren Oberflächengebiet weist eine Tendenz auf den Verdampfungsprozess zu beschleunigen.
Dieser Kohlenstoffdioxidfluss kann nur solange auftreten, wie der Druck innerhalb der Niederdruckkammer 80 unterhalb eines relativ niedrigen Werts von beispielsweise 70 kPa (zehn Pfund pro Quadratinch) oberhalb der Umgebung ist. Da der Patronendruck viel höher als dies ist, wird dieser niedrige Grenzwert schnell überschritten und die sich ergebende nach unten gerichtete Kraft auf den Tauchkolben 78 überwindet diejenige der Reglerfeder 76. Die Vorspannfeder 72 setzt demzufolge das Ventilelement 74 auf und unterbricht dadurch den Kohlenstoffdioxidfluss, bis der Seifenfluss wieder zu einem ausreichend niedrigen Kammerdruck führt. Die O-Ring-Abdichtungen 90, 92 und 94 halten das Hochdruck-Kohlenstoffdioxid in der Ventilkammer 66 und dem Teil des Verdichtungswegs stromaufwärts davon eingefangen. Wenn das Ventilelement 74 sich wegen irgendwelchen Gründen nicht aufsetzt, steigt der Druck der Niederdruckkammer 80 an und drückt dadurch den Tauchkolben 78 weiter nach unten, an den Punkt, wo die Kammer 80 mit einem Druckentlastungsanschluss 95 in Verbindung steht, der daraufhin das Hochdruckgas nach außen entlüftet.
Um den Betrieb des Flusssteuerventils 52 zu verstehen sei 5 betrachtet, in der der Druckregler-Aufbau 40 so gesehen werden kann, dass er allgemein kreisförmig in der Draufsicht ist. Der Kopplungs-Aufbau 30 der 4, der ihn umgibt, ist ebenfalls allgemein kreisförmig, außer dass er eine vorstehende Schulter 96 aufweist, deren Breite in 6 manifestiert ist. Diese Schulter 96 bildet intern einen Auslassdurchgang 50 der 4.
Wie 6 auch zeigt ist auf der Schulter 96 das Körperelement 98 des Ventils 52 angebracht. Dieses Körperelement 98 bildet eine Aktuatorbohrung 100, die eine Aktuatorstab 102 enthält, der gegen eine flexible Membran 104 durch eine Feder 106 gedrückt wird, die in einer Federkammer 107 enthalten ist, in die sich die Aktuatorbohrung öffnet.
Die Membran 104 ist an einen Abgabe-Ventilsitz 108 gedrückt und dadurch einen Seifenfluss verhindernd gezeigt, aber die Kraft, die die Feder 106 gegen den Aktuatorstab 102 ausübt, ist nicht groß genug, um einen Seifenfluss zu verhindern, wenn der Behälter noch nicht verdichtet ist, z. B. während eines Versands. Sobald die Ersatzeinheit installiert worden ist und der Behälter somit verdichtet wird, bleibt die Membran in der aufgesetzten Position nur dann, wenn ein Kipparm 109, der um einen Verschwenkungsstift 110 verschwenkbar ist, in dieser Position durch ein in 5 gezeigtes Solenoid 112 gehalten wird. Wenn das Solenoid 112 einen Zustand im Ansprechen darauf ändert, dass der Sensor ein Objekt erfasst, welches Steuersystemkriterien zum Triggern der Ausgabe von Seife erfüllt, erlaubt es dem Aktuatorstab sich unter der Kraft, die die verdichtete flüssige Seife auf die Membran 104 ausübt, zurückzuziehen, und demzufolge fließt die Seife.
Typischerweise erlaubt das Steuersystem einen Seifenfluss nur für eine vorgegebene Dauer, nachdem es ein geeignetes Ziel erfasst hat. Nachdem diese Dauer abgelaufen ist, schließt sich das Ventil wieder. Obwohl die vorgegebene Dauer somit nicht davon abhängt, wie lange die Hände eines Benutzers unter der Abgabeeinheit bleiben, kann die Steuerschaltungsanordnung eine Dosierungsmengenveränderung durch Verändern der Dauer in Übereinstimmung von zum Beispiel der Viskosität des bestimmten Typs von Seife, der gegenwärtig gerade abgegeben wird, minimieren. Wie 2 zeigt, kann eine Wiederauffülleinheit eine Nase 114 einschließen, deren Position die Viskosität oder andere charakteristische Eigenschaften der enthaltenen Seife anzeigt, auf die die Steuerschaltungsanordnung beim Ermitteln der geeigneten Dauer ansprechen sollte. 5 zeigt einen Membranschalter 116, der einer einer Vielzahl von derartigen Schaltern ist, die in der Steuerschaltungsanordnung enthalten und auf der Oberfläche des Bügelelements 26 vorgesehen sind, um die Position (Positionen) der Nase oder der Nasen, soweit vorhanden, die die Wiederauffülleinheit einschließt, zu erfassen.
Nun wird wieder auf den Installationsprozess Bezug genommen. Wie 6 darstellt, bildet der Kopplungs-Aufbau 30 der Ersatzeinheit 12 Nockenstifte 120, die in Nockenschlitze in den inneren Wandoberflächen des Gehäuses 24 eingreifen. 8 zeigt, dass die Nockenschlitze 123 offene Enden 124 aufweisen, an denen die Nockenstifte in sie eindringen können, wenn das Gehäuse beginnt sich beim Start der Installation zu schließen. Der Abstand von dem Schlitz zu der Verschwenkungsachse 126 des Gehäuses 24 nimmt mit dem Abstand von dem offenen Ende ab. Eine Verschwenkung des Gehäuses von der vollständig offenen Position durch die mittlere Position der 8 an die geschlossene Position, die 1 zeigt, drängt die Ersatzeinheit auf die permanente Einheit und sticht die Patrone an, um den Behälter in der voranstehend beschriebenen Weise zu verdichten.
Ein anderer bogenförmiger Schlitz 128, der in einer inneren Wandfläche des Gehäuses 24 gebildet ist, nimmt einen Stoppstift 130 auf, der in dem Bügelelement 26 wegen Sicherheitsgründen, die nachstehend noch erläutert werden, vorgesehen ist. Wenn sich das Gehäuse 24 verschwenkt, gleitet der bogenförmige Schlitz 128 entlang des Stoppstifts 130. Dies bringt den Stoppstift in einen Eingriff mit der Nockenoberfläche 132 (9) eines mit einer Feder belasteten Verriegelungsstifts 134, der auf der Gehäusewand angebracht ist. Der Stoppstift verschiebt dadurch den Verriegelungsstift 134 und dessen Ziehstiftverlängerung 136, so dass das Gehäuse eine Verschwenkung fortsetzen kann. Dies bringt den Verriegelungsstift 134 auf die andere Seite des Stoppstifts 130, wo er wiederum verlängert ist, wie 9 zeigt. Eine Verschwenkung wird von dieser Position fortgesetzt, bis das Gehäuse vollständig geschlossen ist.
Wenn das Gehäuse danach geöffnet werden soll verschwenkt der Benutzer das Gehäuse in der Uhrzeigerrichtung in 8. Dies bringt den Verriegelungsstift 134 an die Position, die 9 zeigt. Somit trifft der Stoppstift 130 den Verriegelungsstift 134 auf dessen flacher Seite und verhindert dadurch, dass sich das Gehäuse vollständig öffnet. An dieser Position ist die Ersatzeinheit 12 ausreichend angehoben worden, dass die Abdichtung des O-Rings 80 der 4 leicht gebrochen wird, aber noch einen hohen Flusswiderstand auferlegt. Dies erlaubt nur eine allmähliche Patronendruckabsenkung und verhindert somit die möglicherweise unerwünschten Ergebnisse, dass das Hochdruckgas zu schnell ausgelassen wird. Um den Öffnungsprozess zu beenden muss der Benutzer den Ziehstift 136 so herausziehen, dass der Verriegelungsstift 134 nicht mehr eine weitere Verschwenkung behindert.
7 ist eine Bodenansicht der Abgabeeinheit. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kammerstöpsel 77 der 4 durch eine Öffnung in dem Bügelelement 26 sichtbar, genauso wie ein Entlastungsloch 138, welches ermöglicht, dass Luft in die Kammer 139 der 4 hinein und davon heraus fließt, wenn sich der Tauchkolben 78 bewegt. 7 zeigt auch die Sender- und Empfängerwandler 140 und 142 des Objektsensors 18.
Vorzugsweise wird die Energie für die Schaltungsanordnung dieses Sensors und die Schaltungsanordnung, die für die Solenoidsteuerung verwendet wird, durch Batterien bereitgestellt, so dass 2 die Einheit darstellt, so wie sie Batterien 144 enthält. Die Verwendung einer Batterieenergie ist am praktischsten, wenn das Solenoid 112 von der „verriegelnden" Art ist, was das Solenoid der 10 beispielhaft darstellt. Eine Vorspannfeder 146 übt eine Kraft zwischen einem ferromagnetischen Tauchkolben 148 und einem internen Stöpsel 149 aus, der in einem Wickelkörper 150 angebracht ist. Dies weist eine Tendenz auf den Tauchkolben 148 durch eine Öffnung in einem Stirnflächenstöpsel 152, der in einem Gehäuse 154 angebracht ist, das ebenfalls den Wickelkörper 150 einschließt, herauszudrängen. Aber ein Permanentmagnet 156, der ebenfalls in dem Wickelkörper 150 angebracht ist, hält den Tauchkolben 148 gewöhnlicher Weise entgegen der Federkraft, wenn der Tauchkolben 148 in der dargestellten zurückgezogenen Position ist. Da der Tauchkolben 148 somit in seiner zurückgezogenen Position bleibt, veranlasst er den Kipparm 109 nicht das Flusssteuerventil geschlossen zu halten; das Ventil bleibt offen.
Um den Tauchkolben 148 nach außen zu bewegen, so dass er den Kipparm 109 zum Schließen des Flusssteuerventils drängt, schickt die Ventilsteuerungs-Schaltungsanordnung einen Strom durch die Wicklungen 158 des Solenoids in einer ersten Richtung. Der Magnetfluss, der durch einen in diese Richtung fließenden Strom verursacht wird, ist entgegengesetzt zu dem Fluss des Permanentmagneten bis zu dem Ausmaß, dass die Magnetkraft unter die Federkraft fällt, was deshalb den Tauchkolben 148 an die äußere Ventilschließposition bewegt. Der Ansteuerstrom kann dann stoppen, da an diesem Punkt der Tauchkolben 148 zu weit von dem Permanentmagneten 156 weg ist, dass die Magnetkraft die Federkraft übersteigt. Das heißt, ein Verbleiben in diesem Zustand erfordert keinen Stromfluss.
Um das Solenoid in den dargestellten Zustand mit offenem Ventil zwückzubringen, schickt die Steuer-Schaltungsanordnung einen Strom durch die Wicklungen 158 in der anderen Richtung, nämlich derjenigen, in der der sich ergebende Fluss den Fluss des Permanentmagneten verstärkt. Die Gesamtmagnetkraft übersteigt die Federkraft und der Tauchkolben kehrt an die dargestellte Position zurück. Ein Verbleiben in diesem Zustand erfordert ebenfalls keinen Stromfluss, so dass das Solenoid ein verriegelndes Solenoid ist, nämlich eines, dass Energie nur zum Ändern eines Zustands und nicht zum Verbleiben in irgendeinem Zustand benötigt. Eine Verwendung eines derartigen Solenoids trägt wesentlich zu der Batterielebensdauer bei.
Obwohl die Ausführungsform, die eben dargestellt wurde, vorteilhaft ist, können Situationen vorhanden sein, bei denen andere Ausführungsformen als bevorzugt angesehen werden. Zum Beispiel gibt es im Prinzip keinen Grund, warum die Druckquellenpatrone in den Behälter passen muss, der die Seife enthält, die herausgedrängt werden soll; in einigen Fällen kann es zweckdienlicher sein den Seifenbehälter und die Druckbeaufschlagungspatrone getrennt bereitzustellen. Ferner besteht im Prinzip kein Grund, warum das Flusssteuerungsventil stromabwärts von dem Flüssigkeitsbehälter sein muss. Zum Beispiel kann ein solenoid-betriebenes Flusssteuerungsventil in dem Verdichtungsweg, möglicherweise zwischen dem Druckregler und dem Flüssigkeitsbehälter, angeordnet werden und ein Absperrventil könnte stromabwärts von dem Flüssigkeitsbehälter angeordnet werden. Durch Betreiben des Solenoids zum Öffnen des Flusssteuerungsventils könnte der Druck innerhalb des Flüssigkeitsbehälters über denjenigen erhöht werden, auf den das Absperrventil anspricht, und könnte dadurch einen Ausfluss durch den Ausguss bewirken. Um einen Fluss zu stoppen würde das Solenoid das Flusssteuerungsventil schließen, wodurch verhindert wird, dass der Druck des Flüssigkeitsbehälters wieder aufgefüllt wird, wenn Druck durch einen Flüssigkeitsfluss durch den Ausguss heraus freigegeben wird. Der Druck würde dementsprechend unter die Schwelle des Absperrventils fallen und das Absperrventil würde deshalb einen Flüssigkeitsfluss stoppen.
Tatsächlich können die Flusssteuerungs- und Reglerventile in einem gebräuchlichen Ventil implementiert werden; das Flusssteuerungssolenoid könnte normalerweise verhindern, dass sich das Reglerventil öffnet, wobei ihm ermöglicht wird, sich nur dann zu öffnen, wenn ein Flüssigkeitsfluss beabsichtigt ist.
Ferner muss das Verdichtungsgas nicht in einem direkten Kontakt mit der Flüssigkeit sein. Zum Beispiel könnte das tatsächliche Flüssigkeitsreservoir ein zusammenfaltbarer Beutel sein, der innerhalb des Behälters angeordnet ist, und das Verdichtungsgas würde in den Teil des Behälters außerhalb des Beutels eingelassen werden, so dass es die Tendenz aufweist die Flüssigkeit durch Zusammenfalten des Beutels herauszudrängen.
Natürlich kann die Erfindung verwendet werden, um nicht nur Seife, sondern auch andere Flüssigkeiten, wie Catsup, abzugeben (hier wurde in einem breiten Sinne der Ausdruck Flüssigkeit verwendet). Insbesondere kann in derartigen Ausführungsformen das elektrische Ventil im Ansprechen auf beispielsweise eine manuelle Schalterbetätigung anstelle einer Objekterfassung durch einen Sensor betrieben werden. Sogar Installationen, die durch eine manuelle Schalterbetätigung arbeiten, können das Flusssteuerungsventil nach einer vorgegebenen Dauer automatisch schließen.
Die vorliegende Erfindung kann somit in einem breiten Bereich von Ausführungsformen implementiert werden und bildet einen signifikanten Fortschritt in dem technischen Gebiet.

Claims

Fluid-Abgabesystem, umfassend: einen Flüssigkeitsbehälter (28), der einen Behälterauslass und ein Flüssigkeitsreservoir, welches eine abzugebende Flüssigkeit enthält, bildet; eine Druckbeaufschlagungspatrone (32), die ein Druckbeaufschlagungsfluid enthält; einen Druckbeaufschlagungsweg (38), der das Druckbeaufschlagungsfluid von der Druckbeaufschlagungspatrone (32) an einem stromaufwärts liegenden Ende davon an den Flüssigkeitsbehälter (28) an einem stromabwärts liegenden Ende davon leitet, um das Flüssigkeitsreservoir mit Druck zu beaufschlagen und dadurch dazu zu tendieren durch den Auslass die abzugebende Flüssigkeit zu drängen; und einen Druckregler (40), der das Druckbeaufschlagungsfluid von der Druckbeaufschlagungspatrone (32) an die Flüssigkeit nur dann leitet, wenn der Fluiddruck stromaufwärts davon einen vorgegebenen Begrenzungsdruck, kleiner als der Quellendruck, nicht übersteigt; dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbeaufschlagungsfluid unter einem Quellendruck von wenigstens acht mal so hoch wie der Druck, der in dem Flüssigkeitsreservoir vorherrscht, ist; und das System ferner umfasst: ein elektrisches Ventil (52), welches durch Anlegung von elektrischen Steuersignalen daran zwischen einem offenen Zustand, in dem das elektrische Ventil (52) einen Fluidfluss durch den Auslass zulässt, und einem geschlossenen Zustand, in dem es einen Fluidfluss durch den Auslass verhindert, betreibbar ist.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 1, wobei das Volumen des Flüssigkeitsbehälters (28) wenigstens zwanzig mal so groß wie dasjenige von der Patrone (32) ist.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die abzugebene Flüssigkeit im Wesentlichen aus flüssiger Seife oder einer Flüssigkeit, deren Viskosität diejenige von Wasser übersteigt, besteht.
Fluid-Abgabesystem nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei das Druckbeaufschlagungsfluid im Wesentlichen aus Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid besteht.
Fluid-Abgabesystem nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei das elektrische Ventil (52) getrennt von dem Druckregler (40) ist.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 5, wobei: A) das Abgabesystem ferner einen Andockaufbau (30) einschließt, der auf dem Flüssigkeitsbehälter (28) angebracht und einen Kanal (22) und einen Auslassweg (50), der eine Fluidkommunikation zwischen dem Behälterauslass und dem Kanal(22) bereitstellt, einschließt; B) das elektrische Ventil (52) in dem Auslassweg (50) angeordnet ist und einen Fluss durch den Behälterauslass durch Steuern eines Flusses durch den Auslassweg (50) steuert.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 6, wobei: A) der Andockaufbau (30) ein Flusssteuerventil einschließt, welches in dem Auslassweg (50) angeordnet ist; B) das elektrische Ventil (52) das Flusssteuerventil und einen elektrischen Ventilaktuator (102), der auf elektrische Steuersignale zum Betreiben des Flusssteuerventils anspricht, einschließt.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 7, wobei: A) der elektrische Ventilaktuator (102) zwischen ersten und zweiten Zuständen betreibbar ist, wobei das Flusssteuerventil im Ansprechen darauf geöffnet bzw. geschlossen wird; B) der elektrische Ventilaktuator (102) von der verriegelnden Art ist, bei der eine Energie benötigt wird, um einen Zustand zu ändern, aber nicht um in jedem Zustand zu bleiben.
Fluid-Abgabesystem. nach Anspruch 6, wobei: A) der Andockaufbau (30) einen Patronenhalter einschließt; und B) der Patronenhalter (31) die Patrone (32) enthält.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 1, wobei: A) der Flüssigkeitsabgeber ferner einen Patronenhalter (31), der auf dem Behälter (28) angebracht ist, einschließt; und B) der Patronenhalter (31) die Patrone (32) enthält.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei der Patronenhalter (31) eine Hülse mit einer inneren Oberfläche bildet, die mit der äußeren Oberfläche der Patrone (32) einen Abschnitt (38) des Druckbeaufschlagungswegs definiert.
Fluid-Abgabesystem nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, ferner einschließend eine Sensorschaltung (18), die die Anwesenheit von Objekten in einem Zielbereich erfasst und einen Flüssigkeitsfluss durch den Auslass im Ansprechen auf wenigstens eine vorgegebene Charakteristik des erfassten Objekts durch Anlegen von elektrischen Steuersignalen an das elektrische Ventil (52) steuert.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 12, wobei das verdichtete Fluid im Wesentlichen aus Kohlenstoffdioxid besteht und die abzugebende Flüssigkeit im Wesentlichen aus flüssiger Seife oder einer Flüssigkeit, deren Viskosität diejenige von Wasser übersteigt, besteht.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 13, wobei das Volumen des Flüssigkeitsbehälters (28) wenigstens acht mal wie dasjenige von der Patrone (32) ist.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 12, wobei die Sensorschaltung (18) das elektrische Ventil (52) im Ansprechen auf die wenigstens eine vorgegebene Charakteristik des erfassten Objekts öffnet und das elektrische Ventil (52) zu einer vorgegebenen Zeit danach schließt.
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 1, ferner einschließend eine Schaltungsanordnung, die das elektrische Ventil (52) öffnet und dieses zu einer vorgegebenen Dauer danach schließt, durch Anlegen von elektrischen Steuersignalen an das elektrische Ventil (52).
Fluid-Abgabesystem nach Anspruch 1, wobei: A) das elektrische Ventil (52) zwischen offenen und geschlossenen Zuständen betreibbar ist; und B) das elektrische Ventil (52) von der verriegelnden Art ist, wobei eine Energie benötigt wird, um einen Zustand zu ändern, aber nicht um in jedem Zustand zu bleiben.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit zur Verwendung in einer Fluid-Abgabeeinheit gemäss irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei die Wiederauffülleinheit umfasst: A) einen Flüssigkeitsbehälter (28) mit einem Flüssigkeitsreservoir, welches eine abzugebende Flüssigkeit enthält und einen Flüssigkeits-Behälterauslass aufweist; B) einen Druckbeaufschlagungsport, durch den ein Druckbeaufschlagungsfluid in den Flüssigkeitsbehälter (28) eintreten und so die abzugebende Flüssigkeit mit Druck beaufschlagen kann, um so dazu zu tendieren, dieses durch den Flüssigkeits-Behälterauslass zu drängen; und C) eine Druckbeaufschlagungspatrone (32), die an dem Flüssigkeitsbehälter (28) befestigt ist, ein Druckbeaufschlagungsfluid-Reservoir bildet, welches dafür ausgelegt ist, um in eine Fluidkommunikation mit dem Druckbeaufschlagungsport gebracht zu werden, und ein Druckbeaufschlagungsfluid enthält; dadurch gekennzeichnet, dass: das Druckbeaufschlagungsfluid unter einem Quellendruck von wenigsten acht mal so hoch wie der Druck, der in dem Flüssigkeitsreservoir vorherrscht, ist; und die Wiederauffülleinheit ferner umfasst: D) einen Andockaufbau (30), der auf dem Flüssigkeitsbehälter angebracht und mit dem Fluid-Abgabesystem verbunden ist.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit nach Anspruch 18, ferner umfassend ein Flusssteuerventil, welches betreibbar ist, um einen Fluss durch den Flüssigkeits-Behälterauslass zu steuern.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit (12) nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Andockaufbau (30) einen Patronenhalter (31) einschließt, der die Patrone (32) hält.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit (12) nach Anspruch 20, wobei der Patronenhalter (31) den Druckbeaufschlagungsport bildet und eine Hülse mit einer inneren Oberfläche umfasst, die mit der äußeren Oberfläche der Patrone (32) ein Druckbeaufschlagungswegsegment (38) definiert, das zu dem Druckbeaufschlagungsport führt.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit (12) wie in irgendeinem der Ansprüche 18 bis 21 definiert, wobei das Volumen des Flüssigkeitsbehälters (28) wenigstens zwanzig mal von demjenigen der Patrone (32) ist.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit (12) nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die abzugebene Flüssigkeit im Wesentlichen aus einer flüssigen Seife oder einer Flüssigkeit besteht, deren Viskosität diejenige von Wasser übersteigt.
Fluid-Abgabe-Wiederauffülleinheit (12) nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 23, wobei das Druckbeaufschlagungsfluid im Wesentlichen aus Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid besteht.
Verfahren zum Bereitstellen einer Fluid-Abgabestation, umfassend die folgenden Schritte: A) Bereitstellen eines Druckreglers (40), der einen Druckbeaufschlagungsweg (38) von einem stromaufwärts liegenden Ende davon zu einem stromabwärts liegenden Ende davon bildet und einen Fluss von dem stromaufwärts liegenden Ende an das stromabwärts liegende Ende nur dann erlaubt, wenn der Druck an dem stromabwärts liegenden Ende kleiner als ein vorgegebener Begrenzungsdruck ist; B) Einbringen, in eine Fluidkommunikation mit dem stromaufwärts liegenden Ende des Druckbeaufschlagungswegs (38), einer Druckquellenpatrone (32), die dadurch ein Druckbeaufschlagungsgas an den Druckbeaufschlagungsweg (38) liefert, wenn der Druckregler (40) einen Fluss dadurch erlaubt; und C) Bereitstellen eines Flüssigkeitsbehälters (28), der einen Flüssigkeitsauslass und ein Flüssigkeitsreservoir, welches eine abzugebende Flüssigkeit enthält, bildet und so Anordnen davon in einer Fluidkommunikation mit dem stromabwärts liegenden Ende des Druckreglers (40), um dadurch, wenn der Druckregler (40) einen Fluss dadurch erlaubt, die Flüssigkeit mit Druck zu beaufschlagen und dazu zu tendieren, dass die Flüssigkeit durch den Behälterauslass gedrängt wird; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: der Flüssigkeitsbehälter (28) ein Teil einer Ersetzungseinheit ist, die ein Flusssteuerventil einschließt, welches betreibbar ist, um einen Fluss durch den Auslass zu steuern, der in dem Flüssigkeitsbehälter (28) gebildet ist; wobei das Druckbeaufschlagungsgas unter einem Quellendruck ist, der wenigstens acht mal so hoch wie der Druck ist, der in dem Flüssigkeitsreservoir vorherrscht; der Druckregler (40) einen Teil einer permanenten Einheit ist, die einen elektrischen Ventilaktuator (102) einschließt, der durch Anlegung von elektrischen Signalen daran betreibbar ist; D) der Schritt zum Anordnen des Flüssigkeitsbehälters (28) in einer Fluidkommunikation mit dem stromaufwärts liegenden Ende des Druckreglers (40) das Verbinden des elektrischen Ventilaktuators (102) mit dem Flusssteuerventil, um so den Ventilaktuator (102) in die Lage zu versetzen das Flusssteuerventil im Ansprechen auf elektrische Signale, die an den Ventilaktuator (102) angelegt werden, zu betreiben, einschließt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei: A) das stromaufwärts liegende Ende des Druckbeaufschlagungswegs durch eine Kanüle (62), die ein spitzes Ende aufweist, gebildet wird; und B) der Schritt zum Anordnen der Patrone (32) in eine Fluidkommunikation mit dem stromaufwärts liegenden Ende des Druckreglers (40) das Verwenden der Kanüle (62) zum Anstechen der Patrone (32) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die permanente Einheit ferner eine Sensorschaltung (18) einschließt, die die Anwesenheit von Objekten in einem Zielbereich erfasst und einen Flüssigkeitsfluss durch den Auslass im Ansprechen auf wenigstens eine vorgegebene Charakteristik des erfassten Objekts durch Anlegen von elektrischen Steuersignalen an den Ventilaktuator (102) steuert.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei: A) der elektrische Ventilaktuator (102) zwischen ersten und zweiten Zuständen betreibbar ist, wobei im Ansprechen darauf das Flusssteuerventil jeweils offen bzw. geschlossen ist; und B) der elektrische Ventilaktuator (102) von der verriegelnden Art ist, wobei Energie benötigt wird um einen Zustand zu ändern, aber nicht, um in jedem Zustand zu bleiben.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner umfassend eine Schaltungsanordnung, die den elektrischen Ventilaktuator (102) öffnet und diesen zu einer vorgegebenen Dauer danach schließt, durch Anlegen von elektrischen Steuersignalen daran, wodurch die vorgegebene Dauer einstellbar sein kann, was jeweils das zugeführte Volumen ändert.