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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Dosierung eines
flüssigen
Produkts in einen Flüssigkeitsstrom,
und genauer gesagt, Vorrichtungen, die dafür vorgesehen sind, in Systemen
mit intermittierendem Flüssigkeitsstrom
verwendet zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform behandelt die Erfindung
das Dosieren eines flüssigen
Produkts in einen Sammelbehälter,
wie z.B. ein Wasserklosett oder ein Harnbecken, in Verbindung mit
dem Spülen
des Behälters.
Die Erfindung verfügt
aber über
einen breiteren Anwendungsbereich.
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Stand der
Technik
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Obwohl
bereits erwähnt,
wird der Stand der Technik der vorliegenden Erfindung anhand der
bevorzugten Anwendung in Form eines WC-Erfrischers dargelegt, und
wie aus dem weiter unten Beschriebenen hervorgeht, weist die Erfindung
eine viel breitere Anwendung als diese auf.
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Die
Bereitstellung von so genannten WC-Ertrischern in Form eines festen
oder halbfesten Produkts, "WC-Steinen", die im inneren
Rand eines WC-Beckens angebracht werden, wo das Spülwasser über das
Produkt gespült
und dadurch aufgelöst oder
abgespült
wird, um aktive Bestandteile in den Wasserstrom freizusetzen, ist
seit langem bekannt.
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Vor
kurzem wurde vorgeschlagen, einen flüssigen WC-Erfrischer auf ähnliche
Weise zu verwenden. In der EP-A-0.538.957 ist beispielsweise eine
Vorrichtung beschrieben, die im inneren Rand eines WC-Beckens angebracht
werden kann, um einen flüssigen
Erfrischer in das Spülwasser
zu dosieren.
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In
dieser Vorrichtung wird das flüssige
Produkt aus einem porösen
Substrat, das im Weg des Spülwassers
angeordnet ist, in das Spülwasser
dosiert. Das poröse
Substrat wird mit dem flüssigen Produkt
aus einem oberhalb des Substrats angebrachten Vorratsbehälter versorgt,
wobei eine Mündung
der Vorratsbehälter-Öffnung zur
obe ren Oberfläche
des Substrats hin geöffnet
ist. Obwohl diese Anordnung einen einfachen Aufbau aufweist, besteht ihr
Nachteil darin, dass das Volumen des flüssigen Produkts, das zwischen
den Spülungen
in das Substrat fließt,
zumindest teilweise von der Säulenhöhe der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
abhängig
ist, da dies die Fließgeschwindigkeit
aus dem Vorratsbehälter
auf die Oberfläche
des Substrats direkt beeinflusst. Daraus ergibt sich mit der Zeit
eine Unbeständigkeit
bei der Dosierung des flüssigen
Produkts in das WC-Becken.
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In
der EP-A-0.785.315 ist die Weiterbildung der oben behandelten Vorrichtung
beschrieben. Dabei wird das gleiche Grundprinzip des Dosierens eines
flüssigen
Produkts aus einem porösen
Substrat in einen Wasserstrom angewandt. Das flüssige Produkt aus einem Vorratsbehälter wird
auf die obere Oberfläche
des Substrats jedoch mittels eines Regulierungskanals abgeschieden.
Die Flüssigkeit
wird durch eine Öffnung
in den Kanal abgegeben, und es ist eine getrennte Luftöffnung in
das Innere des Vorratsbehälters
bereitgestellt. Die Größen der
Dosieröffnung
und der Luftöffnung
sind eng mit der Viskosität
der zu dosierenden Flüssigkeit
verknüpft.
Dadurch wird bewirkt, dass eine im Wesentlichen konstante Säulenhöhe der Flüssigkeit
oberhalb des Substrats, unabhängig
vom Stand im Vorratsbehälter,
bereitgestellt wird. Obwohl diese Anordnung eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit
des flüssigen Produkts
zum absorbierenden Substrat bereitstellt, kann es dennoch zu einer
ungleichmäßigen Dosierung
des Spülwassers
kommen, was zumindest teilweise von der Zeit, die zwischen den Spülungen vergeht,
abhängt.
Es wird davon ausgegangen, dass dies auf die Verlässlichkeit
der Vorrichtung bei der Koagulation des flüssigen Produkts zurückzuführen ist,
um dessen Stromfluss auf das Substrat zu hemmen; ein Mechanismus,
der sehr stark von der Umgebung, in der die Vorrichtung betrieben
wird, abhängt.
Es wird auch angenommen, dass die Säulenhöhe der Flüssigkeit, die auf das Substrat
drückt,
zur "Übersättigung" des Substrats führen kann,
wodurch dieses eine zu starke Beladung mit dem Produkt erfährt.
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In
der WO-A-0.049.238 ist eine Verteilervorrichtung zur Freisetzung
einer Substanz in ein WC-Becken als ein perforiertes oder geschlitztes Rohr
ausgebildet, das im Spülwasserweg
um das Becken herum eingepasst ist. Feststoffe oder Flüssigkeiten im
Rohr werden mit dem Spülwasser
herausgewaschen. Das Rohr kann aus Umleerbehältern (19–22) befüllt
werden. Angaben darüber,
wie eine Flüssigkeit
im Rohr zurückgehalten
werden kann, wenn die Spülung
nicht getätigt
wird, liegen keine vor.
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In
der WO-A-9.220.876 enthält
eine Einkammervorrichtung, die im Spülwasserweg aufzuhängen ist,
einen Feststoff oder ein Gel in der Kammer, in die Wasser von oben
durch einen perforierten oder porösen Boden gelangt. Das Gel
oder der Feststoff wird aufgelöst
und tropft aus dem Behälter.
Ein spezifischer Lufteinlass ist nicht offenbart. Der Vorgang entspricht
nicht unbedingt der Menge des Spülwassers, und
wird aufgrund von dessen Langsamkeit nach erfolgter Spülung eine
gewisse Zeit lang fortgesetzt. Der Erfinder offenbarte nicht, dass
Flüssigkeiten
verwendet werden könnten.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
demgegenüber,
dass ein flüssiges
Material oder ein flüssiges
Gel (z.B. eines, das unter Einwirkung von Schwerkraft fließt), wie
z.B. ein Deodorant, Parfum, Desinfektionsmittel oder Bleichmittel,
verlässlich
in der Vorrichtung zurückgehalten
wird, bis die Vorrichtung mit Wasser kontaktiert wird, und aufgrund
der Fließfähigkeit,
unmittelbar, verlässlich
und proportional in das Wasser fließt und anschließend den
Stromfluss verringert, wenn der Wasserstrom abnimmt. Das Wasser
ist üblicherweise
Spülwasser
eines WC-Beckens oder eines Urinals, wobei es sich auch um Bade-
oder Waschbeckenwasser handeln kann.
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In
der EP-A-1.046.755 wird eine Flüssigkeit aus
einem Vorratsbehälter
durch eine begrenzte Öffnung
abgegeben, was zusammen mit der Viskosität der Flüssigkeit bekannterweise zur
Ausübung
eines Drucks auf eine poröse
Platte führt,
der vom Flüssigkeitsstand
im Vorratsbehälter
unabhängig
ist. Die poröse
Platte wird gegenüber
der Öffnung
von einer nichtporösen
Wand einer Kammer getragen und Flüssigkeit von der Seite in die
Platte zu Abschnitten davon transportiert, die außerhalb
der Kammer Spülwasser
ausgesetzt sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Dosieren eines
Produkts in einen Flüssigkeitsstrom
bereit, wobei die Vorrichtung eine Kammer für das flüssige Produkt umfasst, wobei
die Kammer eine poröse
Wand aufweist, durch welche das flüssige Produkt transportiert
wird, wenn sich eine Außenoberfläche der
porösen
Wand innerhalb des Flüssigkeitsstroms
befindet, die aber das Produkt in der Kammer zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom abnimmt.
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Die
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Produkt ein fließendes Medium
ist (Flüssigkeit
oder flüssiges
Gel), und ist ferner durch die Bereitstellung einer hydraulischen
Höhe in
der Kammer, die im Wesentlichen konstant gehalten wird, unabhängig von
der Höhe
des Produkts im Vorratsbehälter,
durch Luftzufuhr aus der Atmosphäre,
die den Druck in der Kammer mit Atmosphärendruck ausgleicht, gekennzeichnet.
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Auf
diese Weise kann die gewünschte "Ein-Aus"-Wirkung durch geeignete
Auswahl des Widerstands der porösen
Kammerwand gegenüber
der durch sie erfolgenden Bewegung des flüssigen Produkts, beispielsweise
durch Auswahl der Porengröße der Wand,
bezogen auf die Rheologie des flüssigen Produkts,
insbesondere hinsichtlich Viskosität, erzielt werden, wobei die
Dosierung im Wesentlichen nicht von der Menge des im Vorratsbehälter zurückbleibenden
Produkts beeinflusst wird. Insbesondere wird der Widerstand der
Wand so gewählt,
dass er ausreicht, um jeglichem Fließen des Produkts aus der Kammer
im Wesentlichen standzuhalten, wenn die Kammeraußenwand Umgebungsdruck ausgesetzt ist,
da dessen hydrostatischer Druck einen bestimmten Wert nicht übersteigen
kann. Während
jedoch die Flüssigkeit,
in welche das Produkt dosiert wird, über die poröse Wand der Dosierungskammer
strömt, kommt
es an der Außenwand
zu einem daraus resultierenden Abfall des statischen Drucks. Der
Widerstand der porösen
Wand ist so gewählt,
dass der resultierende Druckunterschied durch die Wand hindurch,
dass das flüssige
Produkt durch die Wand nach außen
hin in den Flüssigkeitsstrom
fließt.
Wenn der Flüssigkeitsstrom
aufhört
oder die Kammer aus der Strömung
entfernt wird, wird der Druckausgleich durch die Wand der Kammer
hindurch fast augenblicklich wiederhergestellt und das flüssige Produkt hört auf,
sich durch die Wand zu bewegen.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung somit eine Vorrichtung mit relativ
einfachem Aufbau bereitstellt, die dennoch eine sehr gute Dosierungssteuerung
des flüssigen
Produkts in jene Flüssigkeit,
die über
die Kammer fließt,
bieten kann. Als solche verfügt
sie über
eine breite Anwendbarkeit. Beispiele für bevorzugte Anwendungen umfassen
das Dosieren eines Schaumbadprodukts oder dergleichen in Badewasser
zusammen mit dem Leitungswasser sowie das Dosieren eines desodorierenden
und/oder desinfizierenden flüssigen
Produkts in ein WC-Becken oder ein Urinal in Verbindung mit Spülwasser.
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Folglich
gibt es Mittel zum Aufhängen
der Dosierkammer innerhalb des Sammelbehälters im Flüssigkeitsstromweg.
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Der
Sammelbehälter
kann beispielsweise ein Wasserklosett oder ein Urinal sein.
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In
beiden der obigen Aspekte weist der Vorratsbehälter oder Behälter, aus
welchem das Produkt zur Kammer zugeführt werden kann, ein geschlossenes
oberes Ende auf und wird mittels Schwerkraft zur Kammer geleitet.
Bei einer solchen Anordnung würde
es sich als problematisch herausstellen, wenn die gesamte Höhe der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
in der Dosierungskammer wirkt. Der resultierende statische Druck
könnte
beispielsweise ein Durchsickern des flüssigen Produkts durch die poröse Wand
der Kammer führen,
wenn der Vorratsbehälter
voll ist. Wenn der Widerstand der Wand ausreichend hoch eingestellt
ist, um ein solches Durchsickern zu verhindern, wenn die Höhe im Vorratsbehälter mit
dem Gebrauch des Produkts abnimmt, reicht, alternativ dazu, der
statische Druck in der Dosierungskammer mitunter nicht aus, um das
Strömen
von Flüssigkeit durch
die Wand zu bewirken, wenn Flüssigkeit
durch die Wand hindurch fließt.
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Daher
ist die Dosierungsvorrichtung so angeordnet, dass der hydrostatische
Druck in der Kammer im Wesentlichen unabhängig vom Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter gehalten
wird.
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Dies
wird mittels einer Anordnung erreicht, in welcher die Vorrichtung
eine Luftzufuhr umfasst, durch welche Luft in das untere Ende des
Vorratsbehälters
oder der Kammer eintreten kann. Der Boden des Vorratsbehälters ist
bis auf einen Auslass zur Dosierungskammer ebenfalls geschlossen.
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Wie
bei einem gewöhnlichen "Hühnerversorgungsautomaten" wird diese Anordnung
in einen Gleichgewichtszustand geführt, bei welchem die Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter aufgrund
einer Druckminderung in einem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter
an dessen geschlossenem oberem Ende vom Atmosphärendruck gehalten wird, der über die
Luftzufuhr, wie nachstehend detaillierter erläutert, auf das Produkt in der
Dosierungskammer einwirkt.
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Es
ist darüber
hinaus erwünscht,
einen Ausgleich für
Temperaturabweichungen, die, wie herausgefunden wurde, zu einer
signifikanten Volumenausdehnung des am oberen Ende der Kammer eingeschlossenen
Lufteinschlusses führen
und in der Folge das erzielte Druckgleichgewicht stören können, bereitzustellen.
Daher sind vorzugsweise Mittel bereitgestellt, um Flüssigkeit
aufzunehmen, die aufgrund einer solchen Ausdehnung verdrängt wird.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Dosierungsverschluss
für einen
Behälter,
beispielsweise eine Flasche mit einer verschlossenen Oberseite,
wenn diese umgedreht wird, bereit, wobei der Verschluss eine Kammer
umfasst, die mit einer Flüssigkeit
oder einem flüssigen
Gel befüllt
ist und aufgrund der Schwerkraft vom Behälter in die Kammer fließt, wenn
diese mit dem Behälter
verbunden ist, wobei die Kammer eine poröse Wand aufweist, durch welche
das Produkt transportiert wird, wenn die Außenoberfläche der porösen Wand innerhalb eines Flüssigkeitsstroms
angeordnet ist, jedoch das Produkt zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom durch
die Wand hindurch abnimmt, sowie Mittel zur Aufrechterhaltung eines
konstanten hydrostatischen Drucks in der Kammer (wenn diese mit
einem umgedrehten Produktbehälter
verbunden ist) mittels Luftzufuhr von der Umgebung in die Kammer
umfasst, um den Druck an der Produkt-Luft-Grenzfläche mit dem
atmosphärischen
auszugleichen.
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Wenn
der Verschluss beispielsweise in einer oberen Öffnung eines Behälters eingebaut
ist, kann die Dosierungskammer zum Inneren des Behälters hin
offen sein, sodass sie einfach durch Umdrehen des Behälters befüllt werden
kann. Der umgedrehte Behälter
kann anschließend
mit der Dosierungskammer unter einen Flüssigkeitsstrom, beispielsweise fließendes Leitungswasser,
gehalten werden, wenn es sich beim dosierten Produkt beispielsweise
um ein Schaumbad handelt, damit das flüssige Produkt in die fließende Flüssigkeit
dosiert wird.
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Die
flüssigen
Produkte, die mit jedem der verschiedenen Aspekte der Erfindung
verwendet werden, umfassen vorzugsweise eine Komponente, die eine
Affinität
für die
Strömungsflüssigkeit
aufweist, in die sie eingeleitet werden sollen. Wenn die Strömungsflüssigkeit
beispielsweise Wasser ist, kann das flüssige Produkt eine Komponente
mit hydrophilen Eigenschaften, wie z.B. ein Tensid, umfassen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind nachstehend detaillierter anhand
von Beispielen bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
worin:
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1 eine
Seitenschnittansicht einer Dosierungsvorrichtung einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von 1 ist;
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3 eine
Seitenschnittansicht einer weiteren Dosierungsvorrichtung einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 eine
Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von 3 ist,
die den Vorratsbehälter
im Wesentlichen in angefülltem
Zustand zeigt;
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5 eine
Vorderansicht der Vorrichtung der 3 ist, die
den Vorratsbehälter
in entleertem Zustand zeigt; und
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6 einen
Dosierungsverschluss gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung zeigt, der in der Dosierungsöffnung eines Behälters eingebaut
ist.
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Die
Dosierungsvorrichtungen 2, 2' der 1 bis 2 und 3 bis 5 sind
angepasst, um ein flüssiges
Produkt, wie z.B. ein Reinigungs- und/oder Desodorierungsprodukt
in das Becken B eines Wasserklosetts zusammen mit der Wasserströmung F,
die bei Spülen
des Wasserklosetts erzeugt wird, zu dosieren. Die Dosierungsvorrichtungen 2, 2' umfassen jeweils
eine Dosierungskammer mit einer porösen Wand 6, 6' in zylindrischer
Form, die mittels Bügel 8, 8' vom Rand R
des WC-Beckens B im Weg des Spülwassers
F hängt.
Ein flüssiges
Produkt P wird aufgrund der Schwerkraft aus einem Vorratsbehälter 10, 10', der oberhalb
der Kammer 6, 6' angebracht
ist, zur Dosierungskammer 6, 6' zugeführt.
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Eine
Haltevorrichtung 12, 12', an welche der Bügel 8, 8' angebracht
ist, dient als Halterung für
sowohl die Dosierungskammer 6, 6' als auch den Vorratsbehälter 10, 10'. Ein Hohlraum 14, 14' innerhalb der
Haltervorrichtung 12, 12' dient als Leitung zwischen einem
Vorratsbehälterauslass 16, 16' und einem zentral
angeordnetem Einlass 18, 18' zur Dosierungskammer 6, 6'.
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Der
Vorratsbehälter 10, 10' ist abnehmbar
innerhalb eines entsprechend geformten Sitzes 20, 20' in der Haltevorrichtung
aufgenommen, was die Entfernung und Ersetzung oder Wiederbefüllung des Vorratsbehälters ermöglicht,
sobald das von ihm gehaltene flüssige
Produkt aufgebraucht ist. Es ist vorgesehen, die Vorratsbehälter in
einer anfangs versiegelten Anordnung bereitzustellen. Eine Versiegelung 22, 22' entlang des
Auslasses des Vorratsbehälters kann
mit einem spitzigen Mittel 20, 20' durchdrungen werden, das in diesen
Beispielen einstückig
mit der Haltevorrichtung ausgebildet ist, wodurch die Versiegelung
durchbrochen wird, wenn der Vorratsbehälter 10, 10' auf dessen
Sitzen 20, 20' eingebaut
wird.
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Bei
Gebrauch fließt
das Spülwasser
F über die
poröse
Wand 26, 26' der
Dosierungskammer 6, 6', wodurch an dessen Außenoberfläche eine
Druckminderung erzeugt wird, die ausreicht, um einen ausreichend
starken Druckunterschied durch die Wand 26, 26' hindurch zu
bewirken, damit das flüssige
Produkt P nach außen
hin durch die Wand fließt.
Die Dosierung des Produkts P in den Wasserstrom F erfolgt daher
auf gesteuerte Weise in Form von mikrofeinen Filamenten, die aus
den Poren der Wand abgegeben werden. Dadurch wird die Löslichkeit
des Produkts P im fließenden
Wasser F stark verbessert, was beispielsweise zu verbessertem Schäumen des
Produkts führt,
wenn dies gewünscht
wird.
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Sobald
der Wasserstrom F aufhört,
fällt der Druck
an der Außenseite
der porösen
Wand 26, 26' fast
augenblicklich auf Umgebungsdruck zurück und die Strömung des
flüssigen
Produkts durch die Wand hört
auf. Die flüchtigeren
Parfumkomponenten des flüssigen
Produkts, können,
wenn sie vorliegen, jedoch sogar in Abwesenheit eines Wasserstroms durch
die Wand dringen, wodurch eine kontinuierliche desodorierende Wirkung
erzielt wird.
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Es
ist darüber
hinaus zu beachten, dass sofern die Dosierungskammer eine Kapazität aufweist, die
größer als
die Dosis des Produkts pro Betätigung der
Spülung
des Wasserklosetts ist, und/oder die Schwerkraftzufuhr aus dem Vorratsbehälter ausreichend
schnell erfolgt, die Dosiszufuhr fast konstant bleibt, sodass ungeachtet
dessen, wie rasch die Spülungen
des Wasserklosetts aufeinander folgen, immer die gewünschte Dosis
des Produkts zum Wasserstrom F zugeführt wird.
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Die
Vorrichtung kann zum Dosieren einer Reihe von flüssigen Produkten in einen Flüssigkeitsstrom
verwendet werden. Üblicherweise
umfasst das Produkt für
die beschriebene, als Beispiel angeführte Anwendung – Reinigung
und Desodorierung eines WC-Beckens – sowohl Tenside als auch Parfumkomponenten.
Das rheologische Verhalten des Materials, insbesondere dessen Viskosität, können in
Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der porösen Wand
der Dosierungskammer 6, 6' ausgewählt werden, die üblicherweise
Poren mit einer Größe von 50 bis
120 μm oder
umgekehrt aufweist, um zu gewährleisten,
dass das flüssige
Produkt P im Spülwasser
F geeignet dosiert ist. Normalerweise ist das flüssige Produkt P viskoser als
die Strömungsflüssigkeit
F.
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Damit
der Druckunterschied durch die Wand 26, 26' der Dosierungskammer 6, 6' hindurch von Spülung zu
Spülung
im Wesentlichen konstant gehalten werden kann, um eine regelmäßige Dosierung
zu gewährleisten,
kann es wichtig sein, sicherzugehen, dass der hydrostatische Druck
des flüssigen
Produkts P innerhalb der Kammer 6, 6' im Wesentlichen konstant
gehalten wird, auch wenn sich die Höhe der Flüssigkeit im Vorratsbehälter 10, 10' im Laufe der Zeit
durch das Aufbrauchen des Produkts P verringert. Die 1 und 3 zeigen
zwei alternative Anordnungen, die zur Erreichung dieses Ziels verwendet
werden.
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Zuerst
auf 1 bezugnehmend, ist ersichtlich, dass sich ein
Luftzufuhrrohr 30 an seinem unteren Ende 32 in
den Hohlraum 14 der Haltevorrichtung 12 hin öffnet. Das
obere Ende 34 dieses Rohrs ist zur Atmosphäre hin offen.
Wenn der Vorratsbehälter 10 anfangs
an der Haltevorrichtung 12 angebracht wird, wird dessen
Auslass 16 mittels der Spitze 24 geöffnet und
das Produkt P strömt
aus dem Vorratsbehälter 10 durch
den Hohlraum 14 in die Dosierungskammer 6 hinunter.
Die aus dem Vorratsbehälter 10 entweichende
Flüssigkeit
wird durch Luft ersetzt, die über das
Luftzufuhrrohr 30 in den Vorratsbehälter gelangt. Sobald die Flüssigkeit
im Hohlraum 14 das untere Ende 32 des Zufuhrrohrs 30 bedeckt,
wird der Luftzustrom zum Vorratsbehälter 10 abgeschnitten.
Dies führt
wiederum zu einem Druckabfall im freien Raum 36 oberhalb
des flüssigen
Produkts im Vorratsbehälter 10.
Ein Gleichgewichtszustand wird rasch erreicht, bei dem die flüssige Säule im Vorratsbehälter 10 und
der Hohlraum 14 oberhalb des unteren Endes 32 des
Luftzufuhrrohrs 30 angesichts der Druckminderung im Raum 36 durch
Atmosphärendruck
an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 38 am
untere Ende des Luftzufuhrrohrs 30 getragen werden.
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Während das
Produkt in das Spülwasser
F dosiert wird, sinkt der Flüssigkeitsstand
im Vorratsbehälter 10 weiter.
Dies führt
zum Volumenanstieg des geschlossenen Luftraums 36 und in
der Folge zu einem Luftdruckabfall in diesem Raum 36. Dadurch wird
wiederum bewirkt, dass Luft durch das Luftrohr 30 in den
Hohlraum 14 strömt,
die Luft am unteren Ende 32 des Rohrs 30 eine
Reihe von Bläschen 40 bildet,
um durch den Vorratsbehälter
zum Luftraum 36 nach oben hin zu sprudeln, was den Druck
in jenem Raum erhöht,
bis der Druckausgleich erneut hergestellt ist. Nach Er langung des
Druckausgleichs entspricht der hydrostatische Druck der Flüssigkeit am
Niveau des unteren Endes des Luftrohrs 30 erneut Atmosphärendruck.
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Da
Atmosphärendruck
auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 38 am
unteren Ende des Luftrohrs 30 wirkt, entspricht anschließend der
hydrostatische Druck der Flüssigkeit
am Niveau dieser Grenzfläche 38 im
gezeigten Druckausgleichszustand signifikanterweise Atmosphärendruck.
Somit wird der hydrostatische Druck an diesem Niveau im Hohlraum 14 und
folglich der hydrostatische Druck innerhalb der Dosierungskammer 6,
ungeachtet des Flüssigkeitsstands
im Vorratsbehälter 10,
im Wesentlichen konstant gehalten.
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3 zeigt
eine alternative Anordnung, die auf ähnliche Weise funktioniert,
um den gewünschten,
im Wesentlichen konstanten Druck innerhalb der Dosierungskammer 6' zu erzielen.
Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung der 1 und
jener, die in 3 veranschaulicht wird, liegt
darin, dass die Letztere spezifisch angepasst ist, um gegen ein Durchsickern
des Produkts aus der Dosierungskammer 6' aufgrund von Umgebungstemperaturabweichungen
zu schützen.
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In
der Vorrichtung der 3 erstreckt sich ein Zufuhrrohr 50 vom
Vorratsbehälterauslass 16 nach
unten hin in den Hohlraum 14 der Haltevorrichtung. Das
flüssige
Produkt P tritt durch dieses Rohr 50, das im vorliegenden
Beispiel am Vorratsbehälter 10' angebracht
ist, jedoch gleichermaßen
einstückig mit
dem Sitz 20' der
Haltevorrichtung 12' ausgebildet sein
könnte,
aus dem Hohlraum 14 aus. Ansonsten gleicht die Struktur
der Vorrichtung stark der in 1 gezeigten,
mit der Ausnahme, dass das Luftzufuhrrohr 30' nicht so weit in den Hohlraum 14 hineinragt.
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Bei
Gebrauch strömt
das flüssige
Produkt P, wie bei der Vorrichtung von 1, wenn
der Vorratsbehälter 10' an der Haltevorrichtung 12' angebracht wird,
in den Hohlraum 14' und
von dort aus in die Dosierungskammer 6'. Im Gegensatz zur Vorrichtung von 1,
bei welcher der Druckausgleichszustand erst erreicht wird, wenn
der Hohlraum 14 und die Dosierungskammer 6 mit
dem flüssigen
Produkt vollständig
befüllt
sind, bewirkt die Gegenwart des Zufuhrrohrs 50 einen Druckausgleichszu stand,
der erhalten wird, während
ein im Allgemeinen ringförmiger Luftraum
innerhalb des Hohlraums 14 um dieses Rohr 50 herum
erhalten bleibt. Der daraus resultierende freie Flüssigkeitsstand
L im Hohlraum 14' ist über das
Luftrohr 30' zur
Atmosphäre
hin offen. In diesem Zustand wird die Höhe der Flüssigkeit oberhalb des unteren
Endes 52 des Zufuhrrohrs 50 durch den negativen
Druck im Luftraum 36' am
oberen Ende des Vorratsbehälters 10' aufgehoben.
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Bei
Aufbrauchen des flüssigen
Produkts während
des Betreibens der Vorrichtung, wenn der Flüssigkeitsstand im Hohlraum 14' unter das untere Ende 52 des
Zufuhrrohrs 50 fällt,
fließt
das Produkt erneut aus dem Vorratsbehälter 10 in den Hohlraum, wodurch
das untere Ende 52 des Rohrs wieder in seinen Gleichgewichtszustand
gebracht wird, um die Vorrichtung in den Druckausgleichszustand
zurückzuführen. Auf
diese Weise wird der freie Flüssigkeitsstand
im Hohlraum 14 am untersten Ende des Zufuhrrohrs 50 oder
um dieses herum im Wesentlichen konstant gehalten. Da diese Oberfläche zur
Atmosphäre
hin offen ist, bedeutet dies wiederum, dass der hydrostatische Druck
in der Dosierungskammer 6' ebenfalls,
wie gewünscht,
im Wesentlichen konstant gehalten wird.
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Ein
Anstieg der Umgebungstemperatur führt zur Ausdehnung der im Raum 36' oberhalb des
flüssigen
Produkts im Vorratsbehälter 10' eingeschlossenen
Luft. Diese Ausdehnung verdrängt
das flüssige Produkt
aus dem Vorratsbehälter 10' in den Hohlraum 14', wodurch der
Flüssigkeitsstand
im Hohlraum steigt. Bei einer wie in i zu
sehenden Anordnung würde
dies das flüssige
Produkt das Luftzufuhrrohr 30 hinauf treiben, wodurch die
Höhe der Flüssigkeit
oberhalb der Dosierungskammer steigen würde, was aufgrund des erhöhten hydrostatischen Drucks
womöglich
zum Durchsickern des Produkts durch die Wand der Kammer führen könnte. Mit
der Anordnung von 3, bei welcher der Hohlraum 14 nicht
angefüllt
ist, muss jedoch ein viel größeres Volumen
des Produkts aus dem Vorratsbehälter 10' in den Hohlraum 14' verdrängt werden
bevor ein merklicher Anstieg im Flüssigkeitsstand L zu sehen ist.
Die Auswirkungen eines Umgebungstemperaturanstiegs sind folglich
signifikant geringer und mit dieser Anordnung höchstwahrscheinlich unbedeutend.
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Ein ähnlicher
Ausgleich bezüglich
Temperaturschwankungen könnte
in der Ausführungsform von 1 bereitgestellt
sein, indem einem Abschnitt des Luftzufuhrrohrs 30 an dessen
unterem Ende 32 oder in der Nähe davon ein vergrößerter Querschnitt verliehen
wird, wodurch das Flächerrvolumen,
in welches sich die Flüssigkeit
ausdehnen kann, vergrößert wird,
ohne dabei eine signifikante Strecke durch das Rohr 30 hinauf
zurücklegen
zu müssen.
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Bezugnehmend
auf 6, ist ein Behälter 60 mit
einem Verschluss 62 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, der sich beispielsweise
dazu eignet, ein Schaumbadprodukt P' bei geregelter Geschwindigkeit in ein
Bad mit Wasser F',
das aus einer Leitung T einfließt,
zu dosieren.
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Der
Verschluss 62 umfasst einen porösen, kuppelförmigen Stöpsel 64,
der innen hohl ist, um eine Dosierungskammer 66 zu definieren.
Der Stöpsel 64 ist
zum Inneren des Behälters 60 hin
offen, wobei dieses offene Ende des Stöpsels 64 mit dem Ring 68 versiegelt
ist, der das Ende des Stöpsels 64 umgibt
und in der Öffnung 70 des
Behälters
aufgenommen ist, um diese zu verschließen.
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Eine
ringförmige
Vertiefung 72, die von der Öffnung 70 des Behälters wegweist,
ist im Ring 68 ausgebildet. Diese Vertiefung 72 dient
zur Aufnahme der Basis einer Abdeckung (nicht angeführt), die
zum Abdecken des Stöpsels 64 verwendet
werden kann, wenn der Behälter 60 nicht
gebraucht wird.
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Ein
U-förmiges
Luftzufuhrrohr 74 öffnet
sich in der Nähe
des geschlossenen Endes des Stöpsels 64 an
einem Ende zur Dosierungskammer 66 hin und ist am anderen
Ende zur ringförmigen
Vertiefung 72 hin geöffnet,
wodurch eine Leitung für
von außerhalb des
Behälters 60 in
die Dosierungskammer 66 einströmende Luft bereitgestellt wird.
Günstigerweise wird
das äußere Ende
des Luftrohrs 74 in der Vertiefung 72, wenn gegenwärtig, von
der Abdeckung (nicht angeführt)
blockiert, um jegliches unvorhergesehenes Auslaufen des flüssigen Produkts
P' durch diese Röhre zu verhindern,
wenn der Behälter 60 aufrecht
steht.
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Bei
Gebrauch wird der Behälter 60 umgedreht
(wie in 6 gezeigt). Das flüssige Produkt
P', beispielsweise
ein Badeschaumprodukt, fließt
in die Dosierungskammer 66 aus dem Inneren des Behälters 60.
Dabei wird der Druck der eingeschlossenen Luft im Raum 76 oberhalb
des Produkts P' an
der Basis 78 des Behälters 60 verringert
und, wie in den Vorrichtungen der 1 und 3,
ein Druckausgleichszustand erreicht, bei dem die Säule der
Flüssigkeit
P' im umgedrehten
Behälter 60 von
einer Kombination aus Teilvakuum, das im Raum 76 erzeugt
wird, und Atmosphärendruck,
der an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 80 am
inneren Ende des Luftzufuhrrohrs 74 wirkt, getragen wird.
Die Porengröße der porösen Wand 65 der
Dosierungskammer 66 wird, bezogen auf die Viskosität des flüssigen Produkts
P', ausgewählt, um
sicherzustellen, dass bei diesem Druckausgleichszustand mit umgedrehtem Behälter kein
Produkt durch die Wand dringt.
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Wenn
der Behälter
mit dem Stöpsel 64 in
einem Wasserstrom F',
z.B. aus einer Wasserleitung T, angeordnet wird, erzeugt die durch
das fließende Wasser
F' bewirkte Verringerung
des statischen Drucks an der Außenseite
der porösen
Wand 65 einen Druckunterschied durch die Wand hindurch,
der ausreicht, dass das flüssige
Produkt P' durch
die Wand dringt, um vom Wasserstrom F' aufgenommen zu werden.
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Ähnlich wie
bei den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen, sinkt das Niveau
im Behälter 60,
wenn das Produkt P' dispergiert
wird, was zu einer weiteren Verringerung des Luftdrucks im Raum 76 führt. Das
resultierende Ungleichgewicht des Druckzustands durch die flüssige Säule hindurch bewirkt,
dass Luft durch das Luftrohr 74 sprudelt bis erneut ein
Druckgleichgewicht erzielt wird. Das Ergebnis ist ein im Allgemeinen
konstanter hydrostatischer Druck innerhalb der Dosierungskammer 66 bei oder
bei etwa Atmosphärendruck
(jener Druck, der auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche 80 innerhalb der
Kammer 66 wirkt), ungeachtet der Höhe des flüssigen Produkts P' im umgedrehten Behälter 60.
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Wenn
das Produkt P' beispielsweise
ein Schaumbad ist, kann dessen auf gleiche wie oben beschriebene
Weise erfolgende Dosierung unter Verwendung des Behälters 60 von 6 sehr
viel Schaum bei geringem Aufwand für den Benutzer erzeugen, vor
allem weil der Behälter
nicht gedrückt werden
muss. Die Dosierung ist darüber
hinaus leicht zu steuern und hängt
fast zur Gänze
von der Zeitdauer ab, in welcher der Stöpsel 64 unter die
fließende Wasserleitung
T gehalten wird.
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Es
können
verschiedene Modifizierungen an den spezifisch beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen
werden ohne von der in den Ansprüchen
definierten Erfindung abzuweichen. Obwohl beispielsweise die porösen Wände der
Dosierungskammern 6, 66 in den beschriebenen Beispielen
im Wesentlichen steif sind, um formstabil zu bleiben, könnten sie
beispielsweise durch eine halbdurchlässige Membran oder dergleichen
ersetzt werden, die, falls sie selbst nicht ausreichend steif ist,
um die Dosierungskammer zu bilden, durch andere Mittel getragen
werden kann.