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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen biegsame Behälter zum Dosieren bzw. Spenden
von fließfähigem Material
und einen Getränkespender
und ein System mit einem biegsamen Behälter und einer Strömungsregelungsvorrichtung.
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Pumpen
werden häufig
in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Flächen, die von dem zu pumpenden
fließfähigen Material
kontaktiert werden, sauber gehalten werden sollten. Solche fließfähigen Materialien
sind Lebensmittel, Getränke
und Medizinprodukte in Form von Flüssigkeiten, Pulvern, Aufschlämmungen,
Dispersionen, teilchenförmigen Feststoffen
und anderes durch Druck transportierbares fluidisierbares Material.
Wenn beispielsweise das fließfähige Material
ein Lebensmittelzusatzstoff für ein
Lebensmittelprodukt ist, ist es wichtig, dass die das Material kontaktierenden
Flächen
in einem aseptischen Zustand gehalten werden. Folglich werden die
Pumpenteile, die mit dem Lebensmittel in Kontakt stehen, aus Materialien
gefertigt (beispielsweise rostfreier Stahl), die gegen Korrosion
stark widerstandsfähig
sind und gereinigt werden können.
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Es
ist bekannt, das Material aus der Pumpe zu isolieren, indem man
die Pumpe auf einen Beutel, der fließfähiges Material enthält, einwirken
lässt,
anstatt auf das fließfähige Material
selbst. Es gibt zahlreiche Beispiele im Zusammenhang mit der Abgabe von
Arzneimitteln. Die gleichzeitig anhängige und übertragene
US-Patent-Anmeldung
mit der Serien-Nr. 09/909422 , eingereicht am 17. Juli 2001,
09/978649 , eingereicht
am 16. Oktober 2001, und
10/351006 ,
eingereicht am 24. Januar 2003, offenbaren Pumpen von diesem allgemeinen
Typ und veranschaulichen Anwendungen bei der Handhabung von Lebensmitteln
und Produkten, die von Arzneimitteln verschieden sind. Die Verwendung
von Pumpen dieses allgemeinen Typs ist ebenso erwünscht, auch wenn
es nicht notwendig ist, um asepti sche Bedingungen beizubehalten.
Ein biegsamer Behälter
gemäß dem Oberanspruch
von Anspruch 1 wird in
US 2003/0017056A1 offenbart.
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Die
Anwendung von Pumpen des vorstehend genannten Typs außerhalb
des Gebiets der Medizin erfordert häufig höhere Strömungsgeschwindigkeiten. Die
Strömungsgeschwindigkeiten
können Fluidströmungseffekte
erzeugen, die auf den biegsamen Beutel in einer Weise wirken, die
für seine
Arbeitsweise schädlich
sind. Beispielsweise kann das Beutelmaterial unter einem Druckabfall,
der durch rasche Fluidströmungsgeschwindigkeiten
hervorgerufen wird, zum Kollabieren neigen. Es ist erwünscht, verschiedene
Handhabungen des fließfähigen Materials
in dem biegsamen Beutel ausführen
zu können, wie
Vermischen von Zwei-Komponenten-Materialien. Die
Handhabung von dem fließfähigen Material
in dieser Weise erfordert Ventileinsatz, der ohne direkten Kontakt
mit dem fließfähigen Material
arbeitet. Wenn das fließfähige Material
eine teilchenförmigen Stoff
enthaltende Flüssigkeit
ist, kann der teilchenförmige
Stoff ein Ventil am Erreichen der vollständig geschlossenen Position
hindern, was zu einer undichten Stelle hinter dem Ventil führt. Ein
solches Beispiel an fließfähigem Material,
das teilchenförmigen
Stoff enthält,
ist Orangensaft, der Fruchtfleisch enthält. Verschiedene Säfte haben
unterschiedlich bemessenes Fruchtfleisch, das verschiedene Probleme
für den
Verschluss bzw. für
das Versiegeln aufwerfen. Es ist erwünscht, Strömungswege bereitzustellen,
die selektiv verschlossen werden können, um einen Strom zu blockieren,
die aber nicht gewunden oder umständlich oder anderweitig den
Strom unter offenen frei fließenden
Bedingungen beeinträchtigen. Außerdem verwenden
Pumpen dieses allgemeinen Typs Vakuum- und Druckpumpen zum Anwenden
eines Vakuums und eines positiven Drucks auf den biegsamen Beutel,
um Strömung
von fließfähigem Material
zu induzieren. In zahlreichen Zusammenhängen ist es wenig erwünscht, Vakuumpumpen
und Druckpumpen einzusetzen, da sie Raum erfordern und unerwünschtes
Geräusch
erzeugen können.
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In
einer Anwendung kann der biegsame Beutel ein Konzentrat enthalten,
das mit Wasser (oder einem anderen Verdünnungsmittel) verdünnt wird,
das zu dem Konzentrat gegeben wird. Wenn ein anderes Fluid zu dem
biegsamen Beutel bei der Verwendung zuzuführen ist, ist eine Verbindung
erforderlich. Anschlüsse
zur Her stellung solcher Verbindungen erfordern zusätzliche
Konstruktionen und zusätzliche
Zeit zur Herstellung der Verbindung. Außerdem ist es wichtig, dass
die Verbindungen nicht undicht sind, weder nach der Verbindung noch
nach dem Auseinandernehmen. Verschiedene Konzentrate erfordern häufig verschiedene
Verdünnungsverhältnisse. Üblicherweise
werden Änderungen
in Verdünnungsverhältnissen
durch Zugänglich-Machen
einer Pumpe einem bestimmten Typ von Konzentrat oder durch physikalisches
Altern der Pumpe erzielt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein biegsamer Behälter eine
erste biegsame Folie und eine zweite biegsame Folie, zumindest teilweise
in gegenüber
liegender Beziehung mit der ersten Folie, sodass die erste und zweite
Folie zumindest eine Zelle festlegen, die das fließfähige Material aufnehmen
kann. Der biegsame Behälter
umfasst außerdem
ein Leitungssystem, angeordnet zwischen der ersten und zweiten Folie
zum Leiten von fließfähigem Material
in den Behälter,
schließt
eine Öffnungsstruktur
ein, die sich in die Zelle erstreckt, und definiert eine Öffnung,
die fluide Kommunikation zwischen der Zelle und dem Leitungssystem
bereitstellt, wobei die Öffnungsstruktur
im Wesentlichen starr ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein biegsamer Behälter im Wesentlichen,
wie im vorangehenden Absatz angegeben, mit einer Strömungsregelungsvorrichtung zum
Regeln der Strömung
eines fließfähigen Materials
kombiniert. Eine Schale der Vorrichtung ist zur Aufnahme, zumindest
eines Bereichs des biegsamen Behälters
darin bemessen und gestaltet. Ein Fluiddrucksystem, das selektiv
positiven Druck und Vakuumdruck auf den biegsamen Behälter ausüben kann, ist
in der Lage, mindestens eine der ersten und zweiten biegsamen Folien
zu verformen, um fließfähiges Material
in den Behälter
zu bewegen. Die Öffnungsstruktur
des Leitungssystems hält
die Öffnung
offen, wenn das Fluiddrucksystem das biegsame Material verformt,
regelt eine Strömungsregelungsvorrichtung den
Strom eines fließfähigen Materials,
das teilchenförmigen
Stoff enthält,
mit einer bekannten maximalen Länge
aus einem biegsamen Behälter
durch Einwirken auf den Behälter.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung regelt eine Strömungsregelungsvorrichtung den
Strom eines fließfähigen Materials,
das teilchenförmigen
Stoff enthält,
mit einer bekannten maximalen Länge
aus einem biegsamen Behälter
durch Einwirken auf den Behälter.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein biegsamer Behälter zur
Abgabe dosierter Mengen an fließfähigem Material
daraus erste und zweite biegsame Folien. Die zweite biegsame Folie
ist zumindest teilweise in gegenüber
liegender Beziehung mit der ersten Folie, sodass die erste und zweite
Folie mindestens eine Zelle mit einem Volumen zur Aufnahme einer
Menge an fließfähigem Material
definieren. Ein Leitungssystem, das zwischen der ersten und zweiten
Folie angeordnet ist und mindestens einen Durchgang zum Transport
von fließfähigem Material
in den Behälter definiert,
schließt
eine Öffnung
zur Bereitstellung fluider Kommunikation zwischen der Zelle und
dem Leitungssystem ein. Zumindest ein in dem Durchgang angeordneter
Ventilsitz ist zur Aufnahme eines verformten Abschnitts von einer
der ersten und zweiten biegsamen Folie zum Schließen des
Durchgangs und Blockieren der Strömung dort hindurch eingerichtet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein biegsamer Behälter zur
Abgabe dosierter Mengen von fließfähigem Material daraus eine
erste und eine zweite biegsame Folie: Die zweite biegsame Folie
ist zumindest teilweise in gegenüber
liegender Beziehung zu der ersten Folie, sodass die erste und zweite
Folie zumindest eine Zelle mit einem Volumen zum Aufbewahren einer Menge
an fließfähigem Material
definieren. Ein zwischen der ersten und zweiten Folie angeordnetes Leitungssystem
zum Durchleiten von fließfähigem Material
in den Behälter
schließt
eine Öffnung
zur Bereitstellung fluider Kommunikation zwischen der Zelle und
dem Leitungssystem ein. Eine Volumenregelung ist in der Zelle angeordnet
und nimmt einen Abschnitt des Volumens zur Regelung des Volumens
von fließfähigem Material,
das in der Zelle aufgenommen wird, ein.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Behälter zur
Abgabe von dosierten Mengen von fließfähigem Material daraus erste
und zweite biegsame Folien. Ein Behälterrahmen definiert einen
Raum einschließlich
einer offenen Vorderseite und einer offenen Rückseite, im Allgemeinen in
Flucht mit der offenen Vorderseite. Die erste biegsame Folie ist
an den Rahmen über
die offene Vorderseite angefügt
und die zweite biegsame Folie ist an dem Rahmen über die offene Rückseite angefügt, um den
Raum einzuschließen,
wodurch der Raum ein fließfähiges Material
enthalten kann. Die erste und zweite biegsame Folie sind verformbar, um
das fließfähige Material
in dem eingeschlossenen Raum zu bewegen.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Strömungsregelungsvorrichtung
zum Regeln der Strömung
eines fließfähigen Materials
eine Schale, die zur Aufnahme zumindest eines Abschnitts des biegsamen
Behälters
darin bemessen und gestaltet ist. Die Schale definiert zumindest
einen Bereich zum fluidmäßigen Isolieren
des biegsamen Behälters
zur Anwendung von Fluiddrücken
darauf. Ein Fluiddrucksystem, das in der Lage ist, selektiv positiven
Druck und Vakuumdruck an den biegsamen Behälter in der Schale in dem zumindest einen
Bereich anzuwenden, ist in der Lage, zumindest eine der ersten und
zweiten biegsamen Folien zu verformen zur Bewegung fließfähigen Materials
in dem Behälter.
Das Fluiddrucksystem ist zur Abgabe eines ausgewählten Fluiddrucks nach Bedarf
angepasst, frei von jeglichem positivem oder negativem Fluiddruckaufbau.
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Weitere
Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen ein System, umfassend
einen biegsamen Behälterbehälter und
eine Strömungsregelungsvorrichtung;
weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung betreffen einen Getränkespender,
der einen biegsamen Behälter
und eine Strömungsregelungsvorrichtung
umfasst.
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Andere
Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
zum Teil ersichtlich und zum Teil angegeben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Saftspenders, konstruiert gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht von 1, jedoch
ist eine Vordertür
des Spendergehäuses
entfernt, um die innere Strömungsregelungsvorrichtung
des Spenders zu zeigen.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht von 2, wobei
jedoch die Strömungsregelungsvorrichtung
aus dem Spendergehäuse
herausgenommen wurde.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht ähnlich 3,
zeigt jedoch den Spender an der rechten Seite.
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5 ist
eine Draufsicht auf einen biegsamen Einwegbeutel, gesehen von der
linken Seite, wie der Beutel in 3 ausgerichtet
ist.
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6 ist
eine auseinander genommene (explosions-)perspektivische Ansicht
des biegsamen Beutels.
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7 ist
eine Vorderansicht eines Leitungssystems des biegsamen Beutels.
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8 ist
eine Rückansicht
des Leitungssystems.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht des Leitungssystems.
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10 ist
ein Schnitt, vorgenommen in der Ebene, die Linie 10-10 von 9 einschließt und einen
Ventilsitz des Leitungssystems zeigt.
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11 ist
ein schematischer Schnitt ähnlich 10,
der ein Ventil in offener Position erläutert.
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12 ist
ein schematischer Schnitt ähnlich 11,
zeigt jedoch das Ventil in geschlossener Position.
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13 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des Ventils einschließlich
seines Magnetventilantriebs.
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14 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
von einem Ventilkopf, wobei eine Ventilspitze davon entfernt dargestellt
ist (Explosionsdarstellung).
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14A ist eine perspektivische Ansicht von Ventilspitzen
mit drei verschiedenen Dicken.
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14B ist eine schematische Schnittansicht, genommen
wie durch Linie 14A-14A
von 12 angezeigt und erläuternd den Eingriff der Ventilspitze
in den Ventilsitz.
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15 ist
eine Vorderansicht eines fixierten Elements der Strömungsregelungsvorrichtung.
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16 ist
eine rückseitige
Draufsicht davon.
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17 ist
eine Vorderseitenansicht eines schwenkbaren Schalenelements der
Strömungsregelungsvorrichtung.
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18 ist
eine Rückansicht
davon.
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19 ist
ein vertikaler Schnitt der Strömungsregelungsvorrichtung
einschließlich
des biegsamen Beutels.
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19A ist ein schematischer Schnitt, genommen im
Allgemeinen entlang Linie 19A-19A von 19.
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20 ist
ein vereinfachtes elektrisches Schema der Strömungsregelungsvorrichtung.
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21 ist
ein vereinfachter pneumatischer Kreis der Strömungsregelungsvorrichtung.
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22 ist
eine Darstellung, die eine Arbeitsweise der Strömungsregelungsvorrichtung in
einem festgelegten Volumendosiermodus veranschaulicht.
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23 ist
eine Darstellung, die eine Arbeitsweise der Strömungsregelungsvorrichtung in
einem kontinuierlichen Strömungsdosierungsmodus
veranschaulicht.
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24 ist
eine schematische Erläuterung
eines pneumatischen Kreises von einer Strömungsvorrichtung einer zweiten
Ausführungsform,
die zwei doppelt wirkende Zylinder enthält.
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25 ist
eine Darstellung, die eine Arbeitsweise einer Strömungsregelungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform
veranschaulicht.
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26 ist
eine weitere Version der Strömungsregelungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform.
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27 ist
eine weitere Version der Strömungsregelungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform.
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28 ist
eine weitere Version der Strömungsregelungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform.
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29 ist
eine fragmentarische schematische vertikale Schnittansicht eines
schwenkbaren Schalenelements, genommen im Allgemeinen wie angezeigt
von Linie 29-29 von 4, und zeigt einen Schnellanschluss-Shuttle-Verbinder.
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30 bis 32 sind
eine Schnittansicht von 29, veranschaulichen
allerdings Stufen der Verbindung des Shuttle-Verbinders mit dem
biegsamen Beutel von 4.
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33 ist
eine Draufsicht einer anderen Version eines Leitungssystems mit
einem Volumenregelungsmerkmal.
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34 ist
ein fragmentarischer Querschnitt von dem Leitungssystem von 33,
wie er in einen biegsamen Beutel eingebaut ist.
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35 ist
ein fragmentarischer Schnitt von 34, der
zeigt, dass der Beutel in der Strömungsregelungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung aufgenommen wird.
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36 ist
eine perspektivische Ansicht eines biegsamen Behälters mit einem Rahmen.
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37 ist
ein Schnitt, genommen in der Ebene, die die Linie 37-37 von 36 einschließt.
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38 ist
eine perspektivische Ansicht eines Getränkespenders, der den biegsamen
Behälter von 36 einsetzen
kann.
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Entsprechende
Bezugsziffern weisen entsprechende Teile innerhalb der gesamten
verschiedenen Ansichten der Zeichnungen aus.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
IM EINZELNEN
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Unter
Bezugnahme auf Zeichnungen und insbesondere 1 bis 4 wird
nun ein Getränkespender 1 dargestellt,
umfassend ein rechteckiges Gehäuse
oder Gehäuse 3,
definierend eine Kammer 5, die eine Strömungsregelungsvorrichtung 7 enthält, konstruiert
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung zum Spenden eines Getränks aus
einem biegsamen Beutel 9, bewirkt durch die Strömungsregelungsvorrichtung.
Die vorstehend genannten Bezugsziffern bezeichnen im Allgemeinen
ihren Gegenstand. Ein Ständer 11 (der
integral mit dem Gehäuse 3 ausgebildet
sein kann) trägt
das Gehäuse
in einer erhöhten
Position über
dem Stand zur Bereitstellung eines Raums zur Anordnung eines Bechers
C oder eines anderen geeigneten Behälters unterhalb einer Ausgabedüse 13 zur
Aufnahme des dosierten Getränks
(beispielsweise Orangensaft). Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen
die Erfindung im Zusammenhang mit einem Spender für verzehrbare Flüssigkeit
zeigt, kann die Erfindung verwendet werden, um andere nicht verzehrbare
Flüssigkeiten
sowie Materialien, die fließfähig, aber
nicht flüssig
sind, zu dosieren. Eine solche Verwendung, die nicht verzehrbare
Flüssigkeiten
einbezieht, ist für
das Mischen von Anstrichstoffen denkbar.
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Das
Gehäuse 3 enthält eine
Vordertür 15,
die scharniermäßig am Rest
des Gehäuses
aufgehängt ist.
Die Vordertür
kann zum Zugriff zur Strömungsregelungsvorrichtung 7 am
Inneren des Gehäuses 3 aufgeschwenkt
werden. Zur einfachen und deutlichen Veranschaulichung wurde die
Vordertür 15 in 2 bis 4 vollständig entfernt.
Knopf 17 an der Vordertür 15 ist
mit einem Controller bzw. einer Regelungsvorrichtung (nachstehend
beschrieben) zum Regeln der Dosiervorrichtung 1 zum Dosieren
des Getränks
in den Becher C verbunden, wenn der Knopf gedrückt wird. Der Getränkespender 1 kann betrieben
werden zur Abgabe eines fixierten Getränkevolumens, immer wenn Knopf 17 gedrückt wird, oder
zur Abgabe des Getränks
in einem kontinuierlichen Strom, solange der Knopf heruntergedrückt wird.
Natürlich
können
auch Hebel oder andere Arten von Vorrichtungen (nicht dargestellt)
zum Betätigen der
Dosiervorrichtung eingesetzt werden.
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Die
Strömungsregelungsvorrichtung 7 ist
auf einem oberen Schieber und einem unteren Schieber (im Allgemeinen
als 19 bzw. 21 angegeben) befestigt, wobei beide
an dem Gehäuse 3 in
der Kammer 5 befestigt sind. Jeder Schieber 19, 21 enthält teleskopförmige Abschnitte
(19A, 19B und 21A, 21B), die gestatten,
dass die Strömungsregelungsvorrichtung 7 aus
der Kammer 5 zur Wartung herausbewegt wird, wie in 3 und 4 dargestellt.
Ein rechteckiger Rahmen, im Allge meinen angegeben mit 23,
wird mit Schrauben an den äußeren Schieberabschnitten 19B, 21B an
sowohl dem oberen als auch dem unteren Schieber 19, 21 befestigt
und bildet die Grundlage für
die Verbindung der anderen Komponenten der Strömungsregelungsvorrichtung 7.
Ein befestigtes Schalenelement 25 wird an dem unteren Ende
von dem Rahmen 23 befestigt und ein schwenkbares Schalenelement 27 wird
durch Scharniere (im Allgemeinen angegeben bei 29, siehe 19)
an dem fixierten Schalenelement zum Schwenken zwischen der geschlossenen
Arbeitsposition (3) und einer offenen Position
(4) befestigt. Ein Paar von V-Blöcken 31,
befestigt auf einem oberen Ende des befestigten Schalenelement 25,
erstreckt sich auswärts
von dem fixierten Schalenelement in die Richtung des schwenkbaren
Schalenelements 27. Die V-Blöcke 31 positionieren
den biegsamen Beutel 9 und befestigen jeweilige Einschnappbolzenbehältnisse 33 zur
Aufnahme von Einschnappbolzen 35 von Einschnappmechanismen,
im Allgemeinen angegeben mit 37, befestigt an dem schwenkbaren
Schalenelement 27. Der Einschnappmechanismus 37 enthält jeweils
eine Basis 39, einen Hebel 41, schwenkbar befestigt
an der Basis und verbunden an dem Einschnappbolzen 35 zum
Ausdehnen und Zurückziehen
des Einschnappbolzens zum Verriegeln des schwenkbaren Schalenelements 27 in
der geschlossenen Position (3) und Entriegeln
des schwenkbaren Schalenelements zum Herabschwingen der offenen
Position (4). Das fixierte Schalenelement 25 befestigt
auch 8 Magnetventile (im Allgemeinen bezeichnet durch Bezugsziffern
V1 bis V8), die zur Regelung bzw. Regelung von Strömung von
fließfähigem Material
innerhalb des biegsamen Beutels 9 bei der Inbetriebnahme
des Getränkespenders 1 und Fluiddruckregelventile
(im Allgemeinen bezeichnet mit Bezugsziffern PV1 bis PV4), verwendet
bei der Anwendung von Vakuum- bzw. positivem Druck auf den biegsamen
Beutel, betrieben werden. Der Betrieb der Magnetventile und Regelungsventile
PV1 bis PV4 wird nachstehend genauer erläutert. Die Magnetventile V1
bis V8 und Steuer- bzw.
Regelventile PV1 bis PV4 sind eingeschlossen durch einen Deckel 47,
der lösbar
am Rahmen 23 befestigt ist. Der Deckel ist in 3 weggebrochen
dargestellt, sodass die innere Anordnung der Regelventile PV1 bis
PV4 beobachtet werden kann. Die Magnetventile werden in 16 dargestellt.
Die Kammer 5 ist gekühlt
und der Deckel 47 schirmt die Magnetventile V1 bis V8 und
Regelventile PV1 bis PV4 vor Kondensationsfeuchtigkeit in der kalten
Kammer ab.
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Die
oberen Ecken des Rahmens 23 befestigen Stifte 49,
die durch Öffnungen 51 aufgenommen werden
(siehe 5) in entsprechenden Ecken des biegsamen Beutels 9 zum
Hängen
des Beutels an den Rahmen. Die Stifte 47 haben kreisförmige Vertiefungen
bzw. Nuten 53 nahe ihrer entfernten Enden (siehe 19),
welche den Beutel 9 axial von den Stiften aufnehmen und
positionieren. Der biegsame Beutel erstreckt sich herab von den
Stiften 47 zwischen den V-Blocks 31 und in den
Raum zwischen dem fixierten Schalenelement 25 und dem schwenkbaren
Schalenelement 27, wenn sie in der geschlossenen Position
sind. Unter Bezugnahme nun auf 5 und 6 wird
ein biegsamer Beutel 9 dargestellt, der eine erste Folie 55 und
eine zweite Folie 57 umfasst. Der biegsame Beutel 9 wird
in 5 von der Seite, die zu dem fixierten Schalenelement 25 weist,
dargestellt. Die erste und zweite Folie 55, 57 haben
dieselbe im Allgemeinen rechteckige Größe und Form und sind miteinander übereinander
gelegt. Die erste und zweite Folie 55, 57 sind
flüssigkeitsundurchlässige, schlaffe
Folienmaterialien und sind abdichtend bzw. versiegelnd miteinander
in einer umlaufenden Naht 59 entlang ihrer peripheren Kantenränder zur
Bildung eines Umschlags befestigt. Die ersten und zweiten Folien 55, 57 können einlagig sein,
sind allerdings vorzugsweise eine Zusammensetzung aus mehreren Lagen
von Folienmaterial. Außerdem
sind die ersten und zweiten Folien 55, 57 auch
innen von der peripheren Naht 59 zur Bildung von verschiedener
sich unterscheidender Zellen zusammengefügt, wobei jede in der Lage
ist, ihr eigenes Volumen an Flüssigkeit
zu enthalten. Die sich unterscheidenden Zellen enthalten eine Zelle 61 mit großem Reservoir
am Oberen des biegsamen Beutels 9, welches in der veranschaulichten
Ausführungsform
Orangensaftkonzentratflüssigkeit
enthält. Die
Reservoirzelle 61 ist teilweise durch periphere Naht 59,
aber auch durch eine Quernaht 63 definiert. Es gibt ebenfalls
eine Konzentratdosierungszelle 65, festgelegt durch Naht 67,
eine Wasserdosierungszelle 69, definiert durch Naht 71,
und eine erste Mischzelle 73, definiert durch Naht 75,
und eine zweite Mischzelle 77, definiert durch Naht 79.
Es kann beobachtet werden, dass die Nähte 67, 71 von
der Konzentratdosierungshülle 65 und
der Wasserdosierungszelle 69 an einem Ort zusammenlaufen,
aber immer noch die Zellen trennen.
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Der
biegsame Beutel 9 enthält
außerdem
ein Paar Öffnungen 83,
die sich durch den gesamten Beutel erstrecken, um an den festgelegten
und schwenkbaren Schalenelementen 25, 27 Lokalisierer in
Eingriff miteinander kommen zu lassen, wenn die Schalenelemente
geschlossen werden. Ein ovaler Durchgang 87 erstreckt sich
durch den Beutel 9 und gestattet Kommunikation von Vakuumdruck
mit dem schwenkbaren Schalenelement 27 aus dem befestigten
Schalenelement 25. Der biegsame Beutel 9 wird mit
einem Paar Kerben 89, ausgerichtet auf seitlich gegenüber liegenden
Seiten, geformt. Diese Kerben 89 sind angeordnet, um mit
dem "V" von dem V-Block 31 in Übereinstimmung
gebracht zu werden. Ein zweites Paar Kerben 91 ist an der
unteren Kante des Beutels angebracht zur Bereitstellung eines Spielraums
für Aufhängungen 29,
die die festgelegten bzw. befestigten und schwenkbaren Schalenelemente 25, 27 miteinander
verbinden.
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Die
erste und zweite Folie 55, 57 nehmen sandwichartig
ein starres Kunststoffleitungssystem (im Allgemeinen mit 95 bezeichnet)
zwischen sich auf, welches zusammen mit der ersten und der zweiten
Folie Strömungswege
für Flüssigkeit
in den biegsamen Beutel 9 definiert. Das Leitungssystem 95 kann
ein Formstück
sein, jedoch können
auch andere Materialien und Verfahren zum Aufbau verwendet werden,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die
Unnachgiebigkeit von dem Leitungssystem 95 ist ausreichend,
um die Wege unter den Druckunterschieden, die während relativ hoher Geschwindigkeit
einer Strömung
von Flüssigkeit
durch die Wege auftritt, zu halten. Außerdem isoliert das starre
Leitungssystem 95 die Reservoirzelle 61 von den
Dosierzellen 65, 69 und Mischzellen 73, 77,
sodass sie nicht durch die Kräfte
beeinflusst wird, die durch wiederholte Ausdehnung und Kontraktion
dieser Zellen bei Betrieb erzeugt werden. Bezugnehmend auf 7 und 9 kann
beobachtet werden, dass das Leitungssystem 95 ein Skelettrahmen
ist, der im Wesentlichen Seitenwände
von Strömungswegen
definiert, aber nicht das Obere und Untere, die durch die erste
und zweite Folie 55, 57 definiert werden. Insbesondere
schließt
Leitungssystem 95 ein rechteckiges äußeres V-Element 97,
das die übrigen
Elemente des Leitungssystems trägt,
ein.
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Dreieckige
Elemente 99 mit abgeschrägten Seiten ragen auswärts von
dem rechteckigen Rahmenelement 97 nahe seiner Kanten hervor.
Diese dreieckigen Elemente 99 erleichtern die Befestigung der
ersten und zweiten Folien 55, 57 an dem Leitungssystem 95,
wobei eine scharfe Kante vermieden wird, wenn sich die erste und
zweite Folie im Leitungssystem entlang ihrer vertikalen Seitenkanten begegnen.
Röhren,
gebildet als Teil des Leitungssystems 95, liefern fluide
Kommunikation des Leitungssystems mit den Zellen 65, 69, 73, 77,
ausgebildet in dem biegsamen Beutel 9. Die Röhren enthalten
eine Wasserdosierungszellenröhre 101,
eine Konzentratdosierungszellenröhre 103,
eine erste Mischzellenröhre 105,
eine zweite Mischzellenröhre 107 und
eine Auslassröhre 109.
Diese Röhren
sind aus dem Material von dem Leitungssystem 95 gebildet
und definieren Strömungswege
unabhängig
von der ersten und der zweiten Folie 55, 57. Die äußeren Enden
der Röhren 101, 103, 105, 107, 109 münden in
deren jeweilige Zellen 69, 65, 73 und 77 und
die Röhren
erstrecken sich durch das rechteckige Rahmenelement 97 in
das Innere des Leitungssystems 95. Die Reservoirzelle 61 wird
durch einen Einlasskanal 111, der auswärtig von dem rechteckigen Rahmenelement 97 hervorsteht
und in die Reservoirzelle mündet,
gewartet. Beim Versand und vor der Verwendung in einem Getränkedosierer 1 können eine
Klammer, eine Abschälversiegelungsverbindung
der biegsamen Folien oder dergleichen (nicht dargestellt), angeordnet
an dem Schnittpunkt der Reservoirzelle und des Einlasskanals 111,
verwendet werden, um das Konzentrat in der Reservoirzelle 61 zu
bewahren. Im Gegensatz zu den Röhren 101 usw.
ist der Einlasskanal 111 auf einer Seite des Leitungssystems 95 offen
und nutzt die erste Folie 55, um einen Strömungsweg
für Flüssigkeit
aus der Reservoirzelle 61 aus Gründen, die später erläutert werden,
einzuschließen.
Alle Röhren,
außer
der Auslassröhre 109 und
Einlasskanal 111, haben Flügel 101A, 103A, 105A, 107A, 111A,
die sich in radialer Richtung auswärts von der Röhre verjüngen. Diese
Flügel
liefern größere und glattere
Flächen
zum Zusammenfügen
der ersten und zweiten Folien 55, 57 an den Röhren 101, 103, 105, 107 und
Einlasskanal 111 zur Erleichterung einer abdichtenden Verbindung,
die unter Kräften,
die gewöhnlich
von dem biegsamen Beutel 9 während Versand und Verwendung
erfahren werden, nicht brechen wird.
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Das
starre Leitungssystem 95 liefert viele Vorteile. Allerdings
ist es auch möglich,
die Strömungswege
in anderer Weise auszubilden. Beispielsweise können Strömungswege völlig durch Herstellung von
Dichtungen (nicht dargestellt) in dem biegsamen Beutel 9 zur
Festlegung von Wegen ausgebildet werden. Außerdem könnten anstelle eines einzigen
starren Leitungssystems einzelne starre Röhren oder andere Trägerstücke (nicht
dargestellt) bei kritischen Orten eingesetzt werden (beispielsweise
in den Öffnungen
in die Zellen 65, 69, 73, 77)
bei ansonsten biegsamen Durchgängen,
um die Durchgänge
offen zu halten. Die Gegenwart der Röhren 101, 103, 105, 107 ist
besonders nützlich,
wenn die Zellen 65, 69, 73, 77 cyclisch
positivem und negativem Luftdruck ausgesetzt sind. In Abwesenheit
von Röhren 101, 103, 105, 107 würden die
Zellen 65, 69, 73, 77 dazu neigen,
zu verstopfen, wenn fließfähiges Material
unter der cyclischen Druckanwendung in die Zelle hineingelangt und
hinausgelangt. In dem Fall würden
die Zellen 65, 69, 73, 77 nicht
richtig gefüllt und/oder
geleert. Als eine weitere Alternative könnten die Durchgänge durch
einzelne Röhren
(nicht dargestellt), abgedichtet zwischen Folien 55, 57,
von dem biegsamen Beutel 9 ausgebildet werden. Ventilfenster
könnten
zwischen benachbarten Röhren durch
Ausbildung kleiner Taschen in dem Beutel 9 durch Abdichten
der Folien 55, 57 des Beutels miteinander ausgebildet
werden. Zwei (oder mehrere) ausgerichtete Röhren würden in das Ventilfenster münden. Ventilköpfe könnten dann
wirken, um die Fenster zu kollabieren (durch Andrücken) und
zu entspannen, um den Durchgang von Flüssigkeit zu verhindern oder
zu gestatten.
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Wassereinlassöffnungen
werden durch zwei im Allgemeinen kreisförmige Rahmenelemente 115 an
der linken Seite des Leitungssystems 95 (wie in 8 und 9 ausgerichtet)
definiert. Die kreisförmigen
Rahmenelemente 115 laufen zum Teil mit dem rechteckigen
Rahmenelement 97 zusammen. Jedes kreisförmige Rahmenelement 115 ist
in der Lage, eine Wassereinlassleitung (nicht dargestellt) zur Abgabe
von Wasser aufzunehmen, wie beispielsweise aus einer öffentlichen
Trinkwasserleitung, in das Leitungssystem 95. Die kreisförmigen Rahmenelemente 115 sind
so bereitgestellt, dass die Wasserleitung an einer beliebigen Seite
des biegsamen Beutels 9 angebracht werden kann. Somit erfordert
der Beutel keine besondere Orientierung für eine Funktion. Ein Durchgang
(im Allgemeinen ausge wiesen bei 117) von dem Leitungssystem 95 wird
größtenteils
durch erste und zweite Innenwandrahmenelemente (bezeichnet 119 bzw. 121),
die sich längs
des Leitungssystems erstrecken, innerhalb des rechteckigen Rahmenelements 97 definiert.
Die Innenwandrahmenelemente 119, 121 sind einander
gegenüber
liegend und definieren Seiten von dem Durchgang 117. Der Durchgang
ist durch die Befestigung der ersten und zweiten Folie 55, 57 an
den oberen Teilen der ersten und zweiten Innenwandrahmenelemente 119, 121 eingeschlossen.
Bei bestimmten Orten wird das Leitungssystem 95 mit Ventilsitzen
ausgebildet (im Allgemeinen angegeben bei 123), die an
einer Seite offen sind, verschlossen durch die erste Folie 55,
aber verschlossen auf der Seite benachbart der zweiten Folie 57.
Das erste Rahmenelement 119 hat einen Durchbruch in Flucht
mit dem Reservoireinlasskanal 111 zum Durchgang von flüssigem Konzentrat
(beispielsweise Orangensaftkonzentrat) in das Leitungssystem 95 und
einen anderen Durchbruch, wenn sich zwei Abzweigungen 117A, 1176 des
Durchgangs 117 schneiden. Das zweite innere Wandrahmenelement 121 schließt vier
Durchbrüche
ein, wo das zweite Innenwandrahmenelement sich zu einem Schnittpunkt mit
dem rechteckigen Wandrahmenelement 97 erstreckt. Diese
Durchbrüche
sind in Flucht mit den Orten, wo die Röhren 101, 103, 107 und 109 durch
das rechteckige Rahmenelement zum Durchgang von Flüssigkeit
in/oder aus dem Leitungssystem 95 führen.
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Die
zwei Verzweigungen 117A, 117B von dem Durchgang 117 sorgen
für einen
gesonderten Strom zu der ersten und der zweiten Mischzelle 73, 77 aus
den Dosierzellen 65, 69 und aus den Mischzellen
zu dem Auslassrohr 109. Die Verzweigungen erstrecken sich
von einem Durchbruch in dem ersten Innenwandrahmenelement 119 zu
dem rechten Ende des Leitungssystems 95 (wie in 8 und 9 orientiert).
Eine Verzweigung 117B wird durch eine Fortführung der
ersten und zweiten Innenwandrahmenelemente 119, 121 herab
zur Mitte des Leitungssystems 95 definiert. Die andere
Verzweigung 117A wird durch das erste Wandrahmenelement 119 und
durch das Innere des rechteckigen Rahmenelements 97 definiert,
sodass sich die Verzweigung entlang des Oberen des Leitungssystems 95 parallel
zur Verzweigung 117B erstreckt. Die Verzweigung 117B mündet in
die erste Mischzelle 73, aber nicht die zweite Mischzelle 77.
Verzweigung 117A mündet
in die zweite Mischzelle 77, aber nicht die erste Mischzelle 73.
Die Verzwei gung 117B kommuniziert mit der zweiten Mischzelle 77 durch
eine der Durchbrüche
in dem zweiten Innenwandrahmenelement 121.
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Die
Verzweigung 117A kommuniziert mit der zweiten Mischzelle 77 mittels
eines Kanalelements (im Allgemeinen mit 125 angegeben). Das Kanalelement 125 erstreckt
sich von der Öffnung
in das rechteckige Rahmenelement 97 zugehörig zu der
ersten Mischzellenröhre 107 durch
Verzweigung 117B und zu einem dritten Durchbruch in dem
ersten Innenwandrahmenelement 119, wo es in die Verzweigung 117A mündet. Der
Kanal 125 ist von Verzweigung 117B durch die Gegenwart
einer Bodenwand 127 und durch zwei Seitenwände 129 des
Kanals geschlossen. Der Kanal 125 ist durch einen inneren
Teiler 131 in zwei aufgespalten. Der Teiler 131 stützt die Folie 55 gegen
Kollabieren in den Kanal 125. Der Kanal ist nicht so tief
wie die Dicke des Leitungssystems 95 oder die Höhe der gegenüber liegenden
Wände 119, 121.
Daher ist die Flüssigkeit
in Verzweigung 117B in der Lage, durch Entlangführen dahinter
kontinuierlich den Kanal 125 zu passieren (wie es das Leitungssystem 95 in 8 und 9 darstellt).
Die zwei Verzweigungen 117A, 117B führen gegeneinander
zu einem einzigen Durchgang 117, benachbart zu Auslassröhre 109,
sodass sowohl die erste als auch die zweite Mischzelle 73, 77 die
gemischte Flüssigkeit
zu demselben Ort abgeben.
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Die
Ventilsitze 123 werden bei der Kontrolle der Richtung der
Flüssigkeitsströmung innerhalb
des Leitungssystems 95 verwendet. Der Gesamtbetrieb der
Strömungsregelungsvorrichtung 7,
einschließlich der
Zuweisung von Flüssigkeit
innerhalb des Leitungssystems 95, wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die Ventilsitze 123 werden zum Teil durch gegenüber liegende
bogenförmige
Abschnitte 135 definiert, die durch das rechteckige Rahmenelement 97 und
das Innenwandrahmenelement 119, das erste und zweite Innenwandelement 119, 123 oder durch
gegenüber
liegende Bereiche des Reservoirzelleneinlasskanals 111 gebildet
werden können.
Jedes Paar von gegenüber
liegenden bogenförmigen Bereichen
definiert ein Ventilfenster. Alle Ventilsitze 123 haben
im Wesentlichen dieselbe Konstruktion und ein repräsentativer
Ventilsitz ist im Querschnitt in 10 dargestellt.
Der Ventilsitz 123 fügt
sich zusammen mit dem Innenwandrahmenelement 119 und dem
rechteckigen Rahmen 97 zur Definition der Durchgangsver zweigung 117A an
einer Seite benachbart zu der zweiten Folie 57. Der Ventilsitz 123 schließt eine
abdichtende Fläche 137 in
Form eines Kugelsegments ein. Rampen 139 erstrecken sich von
der Seite des Leitungssystems 95 benachbart zu der zweiten
Folie 57 zu der Dichtungsfläche 137, unter Erleichterung
des Flüssigkeitsstroms
zu und aus dem Bereich der Abdichtfläche. Es ist selbstverständlich,
dass die Abdichtfläche 137 von
dem Ventilsitz 123 eine harte, starre Fläche bereitstellt,
gegen die zum Verschließen
des Durchgangs 117A an dem Ort des Ventilsitzes eine Dichtung
gebildet wird. Der Ventilsitz 123 hat eine Querschnittsfläche in dem
Bereich der Abdichtfläche 137,
welcher etwa derselbe ist (und nicht weniger als) der Querschnittsbereich des
Durchgangs 117A zur Erleichterung des Stroms durch den
Ventilsitz an dem Ort, wo das Ventil die erste biegsame Folie 55 in
Eingriff mit der Abdichtfläche
verformt.
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11 und 12 erläutern schematisch eine
Ventilspindel 143 und einen Ventilkopf 145 von einem
der Magnetventile (V7), verwendet zum selektiven Schließen der
Durchgangsverzweigung 117A an den Ventilsitzen 123,
erläutert
in 10. Es gibt ein Magnetventil (V1–V8) für jeden
Ventilsitz 123, aber weitere Anordnungen (nicht dargestellt)
könnten verwendet
werden, worin ein einziges Magnetventil mehr als einen Ventilsitz
bedient. Die Zusammenführung
von jedem Magnetventil (V1–V8)
mit seinem entsprechenden Ventilsitz 123 ist schematisch
in 5 angegeben. Die Magnetventile V1 V8 sind in 5 nicht
dargestellt, nur ihr Zusammenhang mit einem bestimmten Ventilsitz 123.
Der Ventilkopf 145 enthält
eine Ventilspitze 147, angebracht an dem Ventilkopf. Eine
entfernte Fläche 149 der
Ventilspitze 147 ist entsprechend der Form der abdichtenden
Fläche 137 des
Ventilsitzes 123 ausgebildet. Der Ventilkopf 145 ist
von dem Ventilsitz 123 in 11 so
beabstandet, dass die Durchgangsverzweigung 117A nicht
verstopft ist und Flüssigkeit
ungehindert durch den Durchgang nach dem Ventilsitz strömen kann. Zum
Blockieren des Flüssigkeitsstroms
durch den Punkt des Durchgangs, zusammentreffend mit dem Ort des
Ventilsitzes 123, wird Ventilspindel 143 durch Magnetventil
V7 so verlängert
bzw. ausgedehnt bzw. erstreckt, dass die Ventilspitze 147 mit
der ersten Folie 55 in Eingriff kommt und sie in dem Ventilsitzfenster 135 verformt.
Die erste Folie 55 wird fest gegen die abdichtende Fläche 137 des
Ventilsitzes 123 gepresst und schmiegt sich im Wesentlichen
an die abdich tende Fläche über dem
Flächenbereich
der entfernten Fläche 149 der
Ventilspitze 147, sodass der Durchgang durch den verformten
Abschnitt der ersten Folie verstopft wird, wie in 12 gezeigt.
Die Ventilspitze 147 wird vorzugsweise aus einem Elastomermaterial
gefertigt, das zu elastischer Verformung in der Lage ist. Ein Beispiel
für ein
solches Material ist Silikonkautschuk mit einer Härte von
25 bis 30 Shor A. Allgemein gesprochen sollte die Härte des Materials
weniger als etwa 55 Shor A, vorzugsweise weniger als 40 Shor A und
besonders bevorzugt weniger als 35 Shor A sein. Weitere Materialien
könnten verwendet
werden, wie weiches Polyurethan, Naturkautschuk oder thermoplastisches
Elastomer (beispielsweise Hytrel® (thermoplastisches
Elastomer, erhältlich
von E.I. Du Pont De Nemours & Co., Wilmington,
Delaware).
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Es
ist nicht ungewöhnlich,
dass die Flüssigkeit,
die in dem Leitungssystem 95 strömt, teilchenförmigen Stoff
enthält,
beispielsweise kann Orangensaft Fruchtfleisch enthalten. Sollte
ein Stück
Fruchtfleisch zwischen der ersten Folie 55 und dem Ventilsitz 123 eingeklemmt
werden, könnte
es eine Trennung der ersten Folie von der abdichtenden Fläche 137 hervorrufen,
was zu einer Undichtheit nach dem Ventilsitz führt. Die elastische formbare
Ventilspitze 147 der vorliegenden Erfindung ist jedoch
in der Lage, sich selbst und die erste Folie 55 um das
Fruchtfleischstück
(oder andere Teilchen) in der Flüssigkeit zu
verformen, sodass die erste Folie herab gegen die abdichtende Fläche 137 um
das Fruchtfleisch gedrückt
wird, zumindest teilweise das Fruchtfleisch einschließend und
um es herum abdichtend. In dieser Weise wird Durchgang 117A immer
noch trotz der Gegenwart von Fruchtfleisch und anderen Teilchen an
dem Ventilsitz 123 blockiert. Wenn das Magnetventil V7
geöffnet
wird (d.h., es bewegt den Ventilkopf 145 und Spitze 147 zurück zu der
Position von 11), federt die erste Folie 55 elastisch
zurück
zu ihrer ursprünglichen
Position oberhalb der Verschlussfläche bzw. Versiegelungsfläche 137,
wodurch der Durchgang nach dem Ventilsitz 123 wieder geöffnet ist.
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Mit
Bezug auf 13 und 14 schließt nun jedes
Magnetventil, einschließlich
des veranschaulichten Magnetventils V7, einen Zylinder 153 mit
einem Flansch 155 an einem Ende zur Befestigung an dem
Rahmen 23 und befestigten Schalen element 25 ein.
Der Zylinder 153 empfängt
Ventilspindel 143, die auswärts von dem Zylinder vorgespannt ist,
durch Spiralfeder 157, welche den Zylinder und den Ventilkopf 145 in
Eingriff bringt. Somit ist die normale und energiefreie Position
des Magnetventils V7, der Durchgang 117A durch die Kraft
der Feder 157 zu schließen. Der Zylinder 153 enthält eine
geeignete elektromagnetische Vorrichtung, die nach Energiezufuhr
zum Ziehen der Ventilspindel 143 in dem Zylinder und Öffnen des
Ventilsitzes 123 zum Überführen von
Flüssigkeit
durch den Durchgang 117A funktionsfähig ist. Das Magnetventil V7
kann anders konfiguriert sein als dargestellt und andere Arten von
Ventilen können
verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wie in 14 dargestellt, umfasst Ventilspitze 147 ein
etwa halbmondförmiges
Stück 159 aus
Silikonkautschuk und ein Paar Befestigungsstäbe 161. Die Befestigungsstäbe werden
in Löcher
aufgenommen (nicht dargestellt) in dem Ventilkopf 145 zum
Befestigen der Ventilspitze 147 an dem Kopf. Der Ventilkopf 145 schließt eine
Quernut 163 ein, die den inneren Endrand des Kautschukstücks 159 aufnimmt.
Zungen 165 ragen von dem Magnetventil V7 von dem Kopf 145 auf
den gegenüber
liegenden Seiten des Kautschukstücks 159 längs vor,
gesehen in der Nut 163. Die Zungen 165 haben etwa
Bogenform entsprechend der Form der entfernten Fläche 149 der
Ventilspitze 147 zur Bereitstellung von Unterstützung gegen
seitliche Bewegung der Ventilspitze in Richtungen senkrecht zu den
Hauptflächen
des Stücks 159.
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Die
Ventilspitze 147 kann in verschiedenen Dicken T, T' und T'' bereitgestellt werden, um Abdichtung
für verschiedene
Arten von fließfähigem Material
mit teilchenförmigen
Stoffen unterschiedlicher Abmessungen zu erleichtern. 14A zeigt Ventilspitze 147 mit Ventilspitzen 147' und 147'', die geringe oder größere Dickenabmessungen
(T' bzw. T'') aufweisen als die Dicke T von Ventilspitze 147.
Wie bereits angeführt,
wird Ventilspitze 147 aus relativ weichem Elastomer gefertigt,
das hervorruft, dass Folie 55 sich um Teilchen herum, die
in dem fließfähigen Material
vorliegen, anschmiegt, sodass Abdichten erreicht wird. Dieses Vermögen ist
jedoch unzureichend, um zu sichern, dass die Abdichtung erreicht wird,
wenn die Länge
des längsten
Teilchens größer als
die Dicke der Ventilspitze 147 ist. Bezugnehmend auf 14B wird teilchenförmiger Stoff in Form von Saftfruchtfleisch
P nahe zu und unterhalb von Ventilspitze 147 erläutert. Die
längste
Länge L
von Fruchtfleisch P in einer bestimmten Art Saft kann durch bekannte
Verfahren festgestellt werden. Ventilspitze (147, 147', 147'') wird vorzugsweise so ausgewählt, dass
sie dicker als das längste
Stück Fruchtfleisch
in dem Saft ist. Somit wird auch das längste Stück Fruchtfleisch P nicht in
der Lage sein, sich vollständig unter
die Ventilspitze 147 zu erstrecken. Es ist selbstverständlich,
dass, wenn ein Stück
Fruchtfleisch (nicht dargestellt) sich entlang des Ventilsitzes 123 unter
der Ventilspitze 147 erstrecken könnte, eine Strecke größer als
die Dicke von dem Ventilsitz, Undichtheit auftreten könnte. Selbst
wenn Ventilspitze 147 in der Lage ist, sich an Folie 55 um
das Fruchtfleisch herum anzuschmiegen, könnte es dies nicht vollständig umhüllen, wobei
die Möglichkeit
offen bleibt, dass Saft unter der Ventilspitze am Stück Fruchtfleisch
entlang migrieren bzw. wandern könnte.
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Die
Magnetventile V1–V8
werden auf dem Rahmen 23 und befestigten Schalenelemente 25 durch
entsprechende Paare von Bolzen 169 befestigt, die sich
durch Löcher 171 in
den Flanschen 155 von Zylindern 153 durch den
Rahmen in das befestigte Schalenelement erstrecken. Es ist mit Bezug
auf 16 anzumerken, dass ein Paar Magnetventile V3 und
V4, aufgrund ihrer Orientierung und Nähe zueinander, einen Flansch 155 teilen,
der drei Bolzen 169 zum Befestigen des Paares von Ventilen
aufnimmt. Ventilspindel 143 von jedem Ventil V1 V8 erstreckt sich
in das befestigte Schalenelement 25 und der Ventilkopf 145 ist
in einer entsprechenden Öffnung 173,
gebildet auf der Innenfläche
des fixierten Schalenelements (siehe 15), angeordnet.
Jedes Magnetventil (beispielsweise Magnetventil V7) ist funktionsfähig zum
Bewegen der Ventilspitze 147 durch die Öffnung 173 zum Verformen
der ersten Folie 55 zum Eingriff mit einer Abdichtungsfläche 137 des
entsprechenden Ventilsitzes 123 von dem biegsamen Beutel 9 zum
Verschluss des Durchgangs 117 an dem Ort des jeweiligen
Ventils und zum Zurückziehen
in die Mündung
bzw. Öffnung
zum Öffnen
des Durchgangs. Es ist selbstverständlich, dass bei Betrieb diese
Mündung
bzw. Öffnung 173 mit
den jeweiligen Ventilsitzen 123 des Leitungssystems 95 in Flucht
sind. Ein Ausschnitt 175 in der Innenfläche des befestigten Schalenelements 25 wird
zum Anlegen von Vakuumdruck zu dem schwenkbaren Schalenelement 27 bereitgestellt.
Der Ausschnitt 175 ist von einem O-Ring 177 zum
versiegelnden Eingriff mit dem Schwenkschalenelement 27 durch
den ovalen Durchgang 87 in dem biegsamen Beutel 9 umgeben.
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Die
zwei Hohlräume 179 an
dem Boden des befestigten Schalenelements 95 sorgen für die Aufhängung 29,
die das schwenkbare Schalenelement 27 mit dem befestigten
Schalenelement verbindet. Scharnierstifte 181, verwendet
zur Herstellung der Verbindung, können in jedem Hohlraum 179 beobachtet
werden.
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Wie
in 15 gezeigt, ist die Innenfläche von dem befestigten Schalenelement 25 mit
2 grob ovalen (oder eiförmigen)
Aussparungen, angezeigt in 185 und 187, ausgebildet,
die zur Aufnahme der ersten Mischzelle 73 bzw. der zweiten
Mischzelle 77 von dem biegsamen Beutel 9 bemessen
und geformt sind. Eine dritte Aussparung 189 ist zur Aufnahme der
Konzentratdosierungszelle 65 bemessen und eine vierte Aussparung 191 ist
zur Aufnahme der Wasserdosierungszelle 69 bemessen. Jede
von den Aussparungen (185, 187, 189, 191)
in dem befestigten Schalenelement 25 hat eine Gruppierung
von vier kleinen Öffnungen
(die Gruppierung wird im Allgemeinen bei 195 angezeigt) und jede
Aussparung wird zur Anwendung von Fluiddruck auf die Aussparung und
die Zelle (73, 77, 65, 69),
die darin enthalten ist, verwendet. Eine Öffnung (nicht dargestellt)
in dem befestigten Schalenelement 25 in jeder der Aussparungen 185, 187, 189, 191 kann
mit Sensoren ausgestattet sein (nicht dargestellt), um den Zustand
der jeweiligen Zelle (65, 69, 73 und 77)
zu ermitteln. Die ersten zwei Aussparungen 185, 187 sind
umgeben von Kanälen 197,
die die jeweiligen O-Ringe 198 zum Abdichten mit dem biegsamen
Beutel 9, benachbart zu dem Abschnitt der Mischzellen 73, 77,
die in den Aussparungen aufgenommen werden, halten. Die dritten
und vierten Aussparungen 189, 191 werden beide
von einem einzigen Kanal 197 und O-Ring 198 umgeben,
weil die Konzentratdosierungszelle 65 und die Wasserdosierungszelle 69 zusammen
in der dargestellten Ausführungsform
betrieben werden. Somit sind jede von den ersten zwei Aussparungen 185, 187 und
die dritten und vierten Aussparungen 189, 191 in
ihren eigenen Bereichen von den anderen Bereichen und von der Umgebung
isoliert, sodass der Fluiddruck, angewendet auf jeden Bereich, vollständig unabhängig ist
von jenem, der in einem anderen Bereich angewendet wird. Nur Fragmentabschnitte von
O-Ringen 198 sind in 15 dargestellt,
sie erstrecken sich aber vollständig
um die Kanäle 197 herum.
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Die
Fluiddruckregelventile PV1–PV4
(dargestellt in 3) sind an der Außenfläche des
befestigten Schaleelements 25 durch eine Öffnung 199 (16)
im Rahmen 23 befestigt. Die Regelventile PV1–PV4 sind
in 16 zur Verdeutlichung nicht dargestellt. Es gibt
ein Regelventil (PV2–PV4)
für jeden
der vorstehend genannten isolierten Bereiche in der befestigten
Schalenelementinnenfläche
und ein Regelventil PV1 zur Anwendung von Vakuumdruck auf das schwenkbare
Schalenelement 27. Die Regelventile PV1–PV4 werden jeweils an einem
Hochdruckeingabeverbinder 201, einen Niederdruckeingabeverbinder 203 und
einem Vakuumdruckeingabeverbinder 205, die sich durch den
Deckel 47 an der oberen Stelle davon (siehe 3)
erstrecken, befestigt. Der Hochdruckeingabeverbinder 201 kann
beispielsweise Pressluft von etwa 2,76 bar (40 psi) zur Verwendung
beim Regeln des Betriebs der Regelventile PV1–PV4 abgeben. Die Regelventile PV1–PV4 können auch
an einer Quelle elektrischer Energie (nicht dargestellt) zur Verwendung
beim Regelungsvorgang der Ventile befestigt sein.
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Der
Niederdruckeinlassverbinder 23 kann beispielsweise Pressluft
von etwa 0,69 bar (10 psi) zur Verwendung bei der Anwendung von
Druck, der zum Kollabieren der Zellen 65, 69, 73, 77 von
dem biegsamen Beutel 9 neigt, abgeben. Der Vakuumdruckverbinder 205 kann
beispielsweise einen Vakuumdruck von etwa –0,48 bar (–7 psi) zum Expandieren der
Zellen 65, 69, 73, 77 und auch
zum Halten der zweiten Folie 57 von dem biegsamen Beutel 9 gegen das
schwenkbare Schalenelement 27, wie ausführlicher beschrieben, abgeben.
Andere Drücke
können ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, angewendet
werden. Es ist auch möglich,
Druck oder Vakuum auf die Seite des biegsamen Beutels 9,
der zu dem schwenkbaren Schalenelement 27 weist, innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung anzuwenden. Die Regelventile PV1–PV4 werden
betrieben, sodass positiver oder Vakuumdruck an den jeweiligen Zellen 65, 69, 73, 77 durch
die Öffnung 195 in
den Aussparungen von dem befestigten Schalenelement 25 zum
Kollabieren oder Expandieren der Zellen zum selektiven Ausgeben oder
Einziehen von Flüssigkeit
angewendet wird. Regelventil PV1 ist mit dem befestigten Schalenelement 25 durch
Anschlussstück 202 verbunden,
Regelventil PV2 ist durch Anschlussstücke 204A, 204B angeschlossen,
Regelventil PV3 ist durch ein Anschlussstück 206 angeschlossen
und Regelventil PV4 ist durch ein Anschlussstück 208 angeschlossen.
Die Anschlussstücke 202, 204A, 204B, 206 und 208 sind durch
Durchgänge
in dem befestigten Schalenelement 25 und (im Fall von Verbindungsstück 202)
in dem schwenkbaren Schalenelement 27 durch jeweilige von
den Aussparungen 185, 187, 189, 191, 211, 213, 215, 217 zur
Anwendung von positivem und Vakuumdruck verbunden. Ein Element 212,
das aus dem Deckel 47 (3) ragt,
wird zur Herstellung von elektrischer Verbindung zu den Ventilen
PV1–PV4 und
zum Ablassen von Luft an die Umgebung bereitgestellt.
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Bezug
wird nun auf 17 und 18 genommen,
wobei das schwenkbare Schalenelement 27 an seiner äußeren Fläche (17)
den vorher beschriebenen Einschnapp 37 befestigt aufweist
zur Verwendung zum Befestigen des schwenkbaren Schalenelements an
dem befestigten Schalenelement 25 in der geschlossenen
Position. Ein rasch lösender
Verbinder 209 ist zu raschem Lösen, dichtendem Verbinden eines
Wasserleistungsschlauchs (nicht dargestellt) daran zur Wasserversorgung
(als Verdünnungsmittel)
für die
Strömungsregelungsvorrichtung 7 in
der Lage. Das Wasser führt
von dem Verbinder 209 durch die Innenfläche des schwenkbaren Schalenelements 27 zu
einem Shuttle-Verbinder 210. Der Shuttle-Verbinder punktiert
die zweite Folie 57 des biegsamen Beutels 9, wenn
das Schwenkschalenelement 27 geschlossen ist, und dichtet
mit dem kreisförmigen
Rahmenelement (Einlass) 115 in dem Leitungssystem 95 (beispielsweise
wie durch Eingriff eines O-Rings in das Rahmenelement). Es sind
jedoch auch andere Strukturen zur Herstellung des Wasseranschlusses
einschließlich
streng manueller Verbindung möglich.
Die Innenfläche
des schwenkbaren Schalenelements 27 hat Aussparungen (bezeichnet 211 bzw. 213)
zur Aufnahme jeweiliger Hälften
von den Mischzellen 73, 77, eine Aussparung 215 zur
Aufnahme einer Hälfte
von der Konzentratdosierungszelle 65 und eine Aussparung 217 zur Aufnahme
einer Hälfte
der Wasserdosierungszelle 69.
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Der
Betrieb des Shuttle-Verbinders 210 wird in 29 bis 32 genauer
erläutert. 29 ist
ein schematischer Schnitt, genommen im Allgemeinen wie durch Linie
29-29 von 4 angezeigt, der einen Fragmentabschnitt
von dem Schwenkschalenelement 27, beabstandet von dem befestigten
Schalenelement 25 (nicht dargestellt in 29),
in der offenen Position des schwenkbaren Schalenelements zeigt.
Der Shuttle-Verbinder 210 schließt ein Shuttle 210A,
gleitfähig
befestigt an einem Sitzelement 214 in einem Hohlraum 216,
in dem schwenkbaren Schalenelement 27 ein. Schrauben 214A befestigen
das Sitzelement 214 von dem Schwenkschalenelement 27 im
Allgemeinen in dem Hohlraum. Ein O-Ring 214B um einen röhrenförmigen Abschnitt
des Sitzelements 214 innerhalb des Hohlraums 216 dichtet zwischen
dem Sitzelement und dem schwenkbaren Schalenelement 27 in
dem Hohlraum zur Verhinderung von Austritt von Wasser um das Sitzelement
herum ab. Das Shuttle 210A ist in dem röhrenförmigen Abschnitt von dem Sitzelement 214 gleitfähig aufgenommen
und auswärts
von dem Sitzelement und Hohlraum 216 durch eine Spiralfeder 218 vorgespannt.
Das Shuttle hat einen Innendruck 210B, der bei dem distalen
Ende von dem Shuttle 210A öffnet, und vier radiale Öffnungen 210C (drei
davon sind dargestellt) näher
dem nahen Ende bzw. proximalen Ende des inneren Durchgangs aufweist.
Das Shuttle 210A schließt außerdem einen ersten O-Ring 210D, aufgenommen
um einen mittigen Teil des Shuttles und zum Verhindern, dass Wasser
zwischen Shuttle und Sitzelement 214 in dem röhrenförmigen Teil
des Sitzelements läuft,
ein. Ein zweiter O-Ring 210E,
angeordnet am nahen Ende des Shuttles 210A, ist normalerweise
vorgespannt durch Feder 218 zum Eingriff des Abdichtelements 214 an
dem inneren Ende von dessen röhrenförmigem Abschnitt
zur Verhinderung des Eindringens von Wasser in den röhrenförmigen Bereich
des Sitzes. Der zweite O-Ring 210E kann von dem Sitzelement 214 wie
beschrieben entfernt werden. Der dritte O-Ring 210F ist zum Eingriff des
Sitzelements 214 und des Leitungssystems 95 in dem
kreisförmigen
Rahmenelement 115 für
eine fluiddichte Abdichtung, wie nachstehend genauer erläutert, vorgesehen.
Scharfe Zacken 210G an dem entfernten Ende von dem Shuttle 210A um
das offene Ende des inneren Durchgangs 210B herum sind
zum Punktieren der Folie 57 von dem biegsamen Beutel 9 nützlich.
Der Hohlraum 216 hat eine Öffnung 216A zur Kommunikation
von Wasser aus dem Wasserschlauch (nicht dargestellt), angebracht
an Verbinder 209 (siehe 17) von
dem Schwenkschalenelement 27 in dem Hohlraum.
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Nachdem
der biegsame Beutel 9 auf den Rahmen 23 gehängt wurde
und zwischen den V-Blöcken 31 so
positioniert wurde, dass die jeweiligen Bereiche der Zellen 65, 69, 73, 77 in
den Aussparungen 189, 191, 185, 187 (siehe 5)
aufgenommen sind, kann das Schwenkschalenelement 27 von
der in 4 dargestellten Position zu der geschlossenen Position
aufgeschwungen werden, die in 2 und 3 gezeigt
wird. 30 erläutert schematisch den Shuttle-Verbinder, wie er
sich dem befestigten Schalenelement (nicht erläutert in 30)
nähert, und
den biegsamen Beutel 9, jedoch vor einem Eingriff. Der
Shuttle-Verbinder 210 ist
im Allgemeinen in Reihe mit einem von den kreisförmigen Rahmenelementen 115 von
dem Leitungssystem 95, wenn das Schwenkschalenelement 27 sich
dem biegsamen Beutel 9, angeordnet auf dem befestigten
Schalenelement 25, nähert.
Die scharfen Zacken 210G von dem Shuttle kommen in Eingriff
mit Folie 57 von dem biegsamen Beutel 9, punktieren
die Folie, wenn sie über
dem kreisförmigen
Rahmenelement 115 liegen. 31 erläutert die
Bedingungen unmittelbar nachdem die Shuttlespitze 210G in
Eingriff kam und die Folie 57 von dem biegsamen Beutel 9 punktiert
hat. Shuttle 210A führt
dann fort in die Mündung,
definiert durch das kreisförmige
Rahmenelement 115, und kommt in Eingriff mit der Bodenwand 115A von
dem kreisförmigen
Rahmenelement und der dritte O-Ring 210F kommt in Eingriff
mit Leitungssystem 95 in dem kreisförmigen Rahmenelement 115 und
auch dem Sitzelement 214 unter Bildung einer Dichtung.
Wenn das Schwenkschalenelement 27 zu der geschlossenen
Position fortführt,
gleitet Shuttle 210A zurück zu dem Hohlraum 216 gegen
die Vorspannung der Feder 218, sodass der zweite O-Ring 210E sich
von dem Sitzelement unter Freilegen der kreisförmigen Öffnungen 210C zu dem
Inneren des Hohlraums wegbewegt. 32 erläutert Schwenkschalenelement 27,
nachdem es die geschlossene Position erreicht hat. Wasser wird in
den Innendurchgang 210 durch die Radialöffnung 210C von dem
Shuttle 210A in das Leitungssystem 95 zum Verdünnen des
Konzentrats gelangen und austreten lassen.
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Wenn
nachdem das Konzentrat im biegsamen Beutel 9 verbraucht
ist, Schwenkschalenelement 27 wieder zu der offenen Position
bewegt wird, ist Shuttle 210A in der Lage, automatisch
den Wasserstrom abzuschalten. Insbesondere bewegt Feder 218 Shuttle 210A auswärts von
dem Hohlraum 216, wenn Schwenkschalenelement 27 sich
von dem biegsamen Beutel 9 wegbewegt, sodass der zweite O-Ring 210A gegen
das Sitzelement 214 zu sitzen kommt zur Verhinderung, dass Wasser
in den Innendurchgang 210D durch die Radialöffnung 210C gelangt.
Somit wird Wasser automatisch abgeschaltet, wenn Schwenkschalenelement 27 von
der geschlossenen Position in der Nähe zu dem befestigten Schaleelement 25 zu
der offenen Position wegbewegt wird. Shuttle 210A wird
von dem Kreisrahmenelement 115 von Leitungssystem 95 nach
fortgesetzter Bewegung von dem Schwenkschalenelement 27 zur Bereitstellung
von trockenem Lösen
der Verbindung von Wasser zu biegsamen Beutel 9 zurückgezogen.
-
Bezugnehmend
auf 18 sind Mischzellenaussparungen 211, 213 jeweils
umgeben von Nuten bzw. Vertiefungen 219, die entsprechende
O-Ringe 220, angepasst zum abdichtenden Eingriff mit dem
biegsamen Beutel 9, zum Isolieren von der anderen Aussparung
und von der Umgebung, enthalten. Eine einzige Nut bzw. Vertiefung 219 und
O-Ring 220 umgeben einen Bereich einschließlich der
Aussparung 215 für
die Konzentratdosierungszelle 65 und die Aussparung 217 für die Wasserdosierungszelle 69.
Der einzige O-Ring 220 isoliert diese zwei Aussparungen 215, 217 von
den anderen Aussparungen 211, 213 und von der
Umgebung. Nur Fragmentabschnittabschnitte von den O-Ringen 220 sind in 18 dargestellt,
sie erstrecken sich aber über die
volle Länge
der Nuten bzw. Vertiefungen 219. Eine Gruppierung von vier
kleinen Öffnungen
(die Gruppierung wird im Allgemeinen mit 221 angegeben)
in jeder Aussparung liefert fluide Kommunikation für Vakuumdruck
zu der Hälfte
der Zellen 73, 77, 65, 69 in
den Aussparungen 211, 213, 215, 217.
Dieser Vakuumdruck kommuniziert von dem festgelegten Schaleelement 25 durch
die Öffnung 175 in
der Innenfläche
des festgelegten Schaleelements, das über den ovalen Durchgang 87 in
dem biegsamen Beutel 9 mit der Innenfläche von dem Schwenkschalenelement 27 um
eine Öffnung
herum (siehe 4) abdichtend eingreift. Die Öffnung kommuniziert
mit den Innendurchgängen,
im Allgemeinen angezeigt mit 225, in dem Schwenkschalenelement 27 (siehe 19)
zum Kommunizieren des Vakuumdrucks zu jeder der Gruppierung von Öffnungen 221.
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19A erläutert
schematisch die vorteilhafte Konstruktion der Röhrenflügel 203A der Röhre 103 in
der pneumatischen Isolation von dem Bereich der Aussparung 189, 191,
der das festgelegte Schalenelement 25 und die zwei Aussparun gen 215, 217 des
Schwenkschalenelements 27 einschließt. Die zusammenlaufende Form
des Flügels 103A erlaubt, dass
O-Ringe 198, 220 allmählich in die Röhre 103 übergehen,
sodass die O-Ringe mit den jeweiligen der ersten und zweiten Folien 55, 57 des
Beutels 9 kontinuierlichen Kontakt aufrechterhalten. Ein
scharfer Übergang über ein
starres Rohr (nicht dargestellt) könnte einen Ausschnitt im Kontakt
zwischen den Abdichtungen 198, 220 und deren entsprechender Folie 55, 57 erzeugen,
was zu einer Undichtheit aus dem isolierten Bereich und zum Verlust
von positivem oder Vakuumdruck in dem Bereich führt. Die Flügel 101A, 105A, 107A von
den anderen Röhren 101, 105, 107 erleichtern
kontinuierliches Versiegeln der O-Ringe 198, 220 mit
dem biegsamen Beutel 9 in gleicher Weise wie für Röhre 103 beschrieben.
Somit wird es verständlich,
dass der Bereich, der die Aussparungen 185 und 211 einschließt, und
der Bereich, der die Aussparungen 187 und 213 einschließt, in ähnlicher
Weise in pneumatischer Isolation gehalten werden.
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Wiederum
mit Bezug auf 19 erhalten Hohlräume 227 an
dem unteren Kantenrand von Schwenkschalenelement 27 scharnierbewehrte
Blöcke 229,
die festgelegt an Schwenkschalenelement befestigt sind und auswärts davon
hervorragen. Die Scharnierblöcke 229 erstrecken
sich in die Hohlräume 179 an
dem unteren Kantenrand von dem festgelegten Schalenelement 25,
wo sie an dem festgelegen Schalenelement durch Scharnierstifte 181 schwenkbar
befestigt sind. Diese Anordnung wird am besten in 19 beobachtet,
die die befestigten und schwenkbaren Schalenelemente 25, 27 in
geschlossener Position erläutert.
Somit ist das schwenkbare Schalenelement 27 in der Lage
hinsichtlich des feststehenden Schalenelements 25 zwischen
der offenen und der geschlossenen Position zu schwenken. Zwei kreisförmige Schlitze 226A und
ein länglicher Schlitz 226B (18)
werden angepasst zur Aufnahme von konischen Lokatorstiften 228A und
länglichen
sich verjüngenden
Zipfeln 2286 (15) zum In-Flucht-Kommen der
befestigten und schwenkbaren Schalenelemente 25, 27,
wenn sie geschlossen werden. Die konische und sich verjüngende Form
der Stifte 228A und Zipfel 228B erlaubt Übereinstimmung
mit den entsprechenden Schlitzen, selbst wenn das schwenkbare Schalenelement 27 sich
entlang eines Kreisbogens zum Eingriff mit dem festgelegten Schalenelement 25 bewegt.
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Vor
Beschreiben einer weiteren Ausführungsform
wird die allgemeine Arbeitsweise der ersten Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird
auf 20 Bezug genommen, wobei ein Controller 233 (beispielsweise
ein programmierbarer Logikcontroller) an die Magnetventile V1 V8
(nur zwei davon sind veranschaulicht) zum Aktivieren und Desaktivieren der
Ventile gemäß einem
voreingestellten Programm zum Betrieb angeschlossen wird. Der Controller 233 ist
auch an Regelventile PV1–PV4
angeschlossen (nicht dargestellt in 21). Die
Regelventile PV1–PV4
könnten
durch gesonderte Controller (nicht dargestellt) geregelt werden,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Das pneumatische
System von Strömungsregelungsvorrichtung 7 schließt eine
Pumpe 235 zum Bereitstellen geeigneter Fluiddrücke oberhalb
des Atmosphärendrucks
ein. Eine Leitung 237 von der Pumpe 235 erstreckt
sich durch ein Regelventil 239 und nach einem Drucksensor 241 zu
einem Tank 243. Eine weitere Leitung 245 erstreckt
sich von dem Tank 243, zerfällt in zwei Verzweigungen (245A, 245B),
jeweils mit eigenem Druckregler 247. Die Verzweigungen 245A, 245B werden
dann an Regelventile PV1–PV4 wie
bereits angeführt
angeschlossen. Eine Vakuumpumpe 249 wird auch an die Regelventile
PV1–PV4 über Leitung 251 angeschlossen.
In einem Beispiel wird Pumpe 235 betrieben, um den Druck
in dem Tank 243 bei etwa 3,45 bar (50 psi) zu halten. Wenn der
Drucksensor 241 feststellt, dass der Druck 3,45 bar (50
psi) oder darüber
erreicht hat, hält
er die Pumpe an und/oder schließt
das Ventil 239. Der obere Druckregler 247 im Schema
kann betrieben werden, um den Druck in der Verzweigung 245A auf etwa
2,76 bar (40 psi) zu regeln, und der untere Druckregler kann betrieben
werden, um den Druck in der Verzweigung 245B auf etwa 0,69
bar (10 psi) zu regeln. Das durch Vakuumpumpe 249 an Regelventil PV1–PV4 angelegte
Vakuum kann bei etwa –0,48
bar (–7
psi) wie bereits ausgewiesen liegen. Der Druck von 2,76 bar (40
psi) wird verwendet, um die Regelventile PV1–PV4 zur Änderung zwischen der Anwendung
von positivem Druck auf die Aussparung 185, 187, 189, 191 in
dem festgelegten Schalenelement 25 und Anlegen von Vakuumdruck
zu regeln. In dieser Ausführungsform
wird ein konstanter Vakuumdruck an die Teile der Zellen 65, 69, 73, 77,
gebildet durch die zweite Folie 57 von dem biegsamen Beutel 9,
angelegt. Diese Teile der Zellen 65, 69, 73, 77 werden
in den jeweiligen Aussparungen 215, 217, 211, 213 in
dem Schwenkschalenelement 27 aufgenommen.
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Orangensaftkonzentrat
kann in den biegsamen Beutel 9 bei einer Anordnung unter
aseptischen Bedingungen (oder sterilisiert nach Verpackung) verpackt
werden und mit anderen biegsamen Beuteln zu anderen Orten (beispielsweise
Restaurant oder Cafeteria), wo der Getränkespender 1 angeordnet
ist, versandt werden. Es ist selbstverständlich, dass ein biegsamer
Beutel 9 gegen einen anderen durch Öffnen des Schwenkschalenelements 27 (4),
Anheben des einen Beutels von den Stiften 49 und Einhängen eines
neuen Beutels auf die Stifte ersetzt werden kann. Der neue biegsame
Beutel 9 wird zwischen den V-Blöcken 31 geführt und
die Kerben 89 in den vertikalen Seiten von dem Beutel werden
in Übereinstimmung
mit den V-Blöcken
angeordnet. Das Schwenkschalenelement 27 wird zu der geschlossenen
Position aufgeklappt und die Schnappbolzen 35 verriegeln
in den Behältnissen 33.
Die Reservoirzelle 61 ist oberhalb der festgelegten und schwenkbaren
Schalenelemente 25, 27 angeordnet. Die Konzentratdosierungszelle 65,
die Wasserdosierungszeile 69 und die Mischzellen 73, 77 werden
in den Aussparungen 189/215, 191/217, 185/211, 187/213 von
den festgelegten und schwenkbaren Schalenelementen 25, 27 aufgenommen.
Eine Wasserleitung wird an einen schnell lösbaren Verbinder 209 an
der Außenfläche des
Schwenkschalenelements 27 angebracht und eine Ausgangsleitung 253 (2)
wird an dem Auslassrohr 109, das sich herab aus dem Leitungssystem 95 erstreckt,
angeschlossen. Die gesamte Strömungsregelungsvorrichtung 7 kann
dann in das Gehäuse 3 durch
Kollabieren der Teleskopabschnitte 19A, 19B, 21A, 21B von
den Schiebern 19, 21 zurückgeschoben werden. Beliebige
Verbindungen, die entfernt wurden, um Strömungsregelungsvorrichtung 7 aus
der Gehäusekammer 5 herauszuschieben,
werden wiederhergestellt.
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Der
Controller 233 kann dann automatisch den Zyklus abarbeiten,
sodass Luft in den Mischzellen 73, 77 oder Dosierzellen 65, 69 eliminiert
wird und Strömungsregelungsvorrichtung 7 initiiert
bzw. angesaugt wird. Beispielsweise können zuerst alle Mischzellen 73, 77 und
Dosierzellen 65, 69 zum Luftspülen kollabiert werden, die
dann durch das Auslassrohr ausgestoßen wird. Beide Dosierzellen 65, 69 können mit
Wasser gefüllt
werden, das anschließend
zu der ersten Mischzelle 73 abgegeben wird. Dann werden die
Dosierzellen 65, 69 wieder mit Wasser gefüllt, wenn
das Wasser in der Mischzelle 73 durch Auslassröhre 109 ausgegeben
wird. Die zweite Mischzelle 77 wird mit Wasser aus den
Dosierzellen 65, 69 gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt, wenn
die zweite Mischzelle 77 Wasser durch die Auslassröhre 109 ausgibt, wird
Konzentratdosierungszelle 65 mit Orangensaftkonzentrat
aus der Reservoirzelle 61 gefüllt und die Wasserdosierzelle 69 wird
mit Wasser gefüllt.
Das kombinierte Volumen von Aussparung 189 und 215, die
die Dosierungszelle 65 aufnehmen, und das kombinierte Volumen
von den Aussparungen 191 und 217, die die Wasserdosierungszelle 69 in
der geschlossenen Position von den fixierten und schwenkbaren Schalenelementen
aufnehmen, wird so ausgewählt,
dass geeignete Verdünnung
von Orangensaftkonzentrat erzielt wird. Die Dosierzellen 65, 69 selbst sind
zum Füllen
ihrer jeweiligen enthaltenden Volumina ausreichend groß bemessen.
Das gesamte kombinierte Volumen von Aussparung 189, 215, 191, 217 kann
113 g (4 Unzen) und das Volumen von jedem Paar von Aussparungen 185/211 und 187/213,
Haltemischzellen 73 bzw. 77 kann 113 g (4 Unzen)
sein. Zur Fortführung
mit den beginnenden Vorgängen wird
der Inhalt von Dosierzellen 65, 69 zu der ersten Mischzelle 73 gepumpt.
Keine Bewegung von Konzentrat und Wasser in den Mischzellen 73 oder 77 erfolgt.
Die Turbulenz der Strömung
von Orangensaftkonzentrat und Wasser, wenn es in die Mischzellen 73, 77 gelangt,
ist für
die Mischung ausreichend. Jedoch kann zusätzliches Bewegen eingesetzt
werden, wie beispielsweise durch Anwenden von positivem und Vakuumdruck
cyclisch auf die Mischzelle 73, 77, während die
Flüssigkeiten
mit der Mischzelle gehalten werden. Die Mischzelle 73 gibt
das Gemisch durch die Auslassröhre 109 aus,
wenn die Konzentratdosierungszelle 65 und Wasserdosierungszelle 69 mit
Orangensaft bzw. Wasser wieder befüllt wird. Die zweite Mischzelle 77 wird
dann mit dem Inhalt der Dosierzellen 65, 69 befüllt. Die
Dosierzellen werden erneut gefüllt
und die Strömungsregelungsvorrichtung 7 ist
betriebsbereit.
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Bezugnehmend
nun auf 22 wird eine Darstellung, die
den Betrieb der Strömungsregelungsvorrichtung 7 zur
Dosierung eines festgelegten Volumens an Flüssigkeit (beispielsweise 227
g (8 Unzen) Orangensaft verdünnt
von Konzentrat) zeigt, über
einen einzigen 6-Sekunden-Zyklus dargestellt. Der exakte Zeitraum
ist ein Beispiel und kann ein anderer als 6 Sekunden sein. Der Graph
für Regelungsventil
PV1 gibt den Druck wieder, der auf die Seiten der Mischzellen 73, 77 und
Dosierzellen 65, 69, die in den Aussparungen 211, 213, 215, 217 von
Schwenkschalenelement 27 enthalten sind, angewendet wird. Wie
bereits ausgeführt,
wird ein konstanter Vakuumdruck über
den gesamten Zyklus angewendet, sodass diese Hälften von den Zellen 73, 77, 65, 69 konstant
gegen das Schwenkschalenelement 27 in ihren jeweiligen
Aussparungen 211, 213, 215, 217 gehalten
werden. Regelventil PV1 wird entweder zur Anwendung von Vakuumdruck
(–0,48
bar) (–7
psi) auf Aussparung 211, 213, 215, 217 von
Schwenkschalenelement 27 oder zum Belüften der Aussparungen an die
Atmosphäre
angewendet. Der Graph für
Regelungsventil PV2 veranschaulicht die Anwendung von Druck auf
die Aussparungen 189, 191 von dem festgelegten
Schalenelement 25, das Konzentratdosierungszelle 65 bzw.
Wasserdosierungszelle 69 aufnimmt. Es ist selbstverständlich,
dass diese Zellen 65, 69 immer zur gleichen Zeit
beim Betrieb der Strömungsregelungsvorrichtung 7 expandiert
und kollabiert sind. Die Graphen für Regelungsventile PV3 und
PV4 geben die Ausdehnung und Kollabierung der Mischzellen 73, 77,
wenn durch jene Regelungsventile geregelt, wieder. Eine Linie bei
0,69 bar (+10 psi) weist aus, dass positiver Druck angewendet wird (d.h.,
die Zelle ist kollabiert) und eine Linie bei –0,48 bar (–7 psi) weist aus, dass ein
Vakuum angelegt ist (d.h., die Zelle ist expandiert). Die exakten
Drücke, die
dargestellt worden sind, sind erläuternd und nicht einschränkend. Für jedes
der Magnetventile V1–V8 bedeutet
eine horizontale Linie bei "1", dass das Ventil
offen ist, gestattet Flüssigkeit
hinter Ventilsitz 123 zu fließen und eine Linie bei "0" bedeutet, dass das Ventil geschlossen
ist und den Strom von Flüssigkeit hinter
dem Ventilsitz blockiert. Der Zustand der Mischzellen 73, 77 und
Dosierzellen 65, 69 und die Positionen der Magnetventile
V1 V8 bei beliebigen gegebenen Fällen
können
durch Ablesen entlang einer vertikalen Linie in der Darstellung
erkannt werden.
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Die
Inbetriebnahme erfolgt durch Drücken von
Knopf 17 auf dem Äußeren des
Getränkespenders 1 (1)
und der Controller 233 (20) startet den
Betrieb des Zyklus. Positiver Druck wird durch Regelventil PV4 angelegt
und die Mischzelle 77 wird zum Kollabieren gebracht. Ventil
V8 wird geöffnet und
Ventil V7 wird geschlossen, sodass das Gemisch, das bereits an Mischzelle 77 während der Spül- und Anlaufvorgänge, die
vorstehend beschrieben wurden, abgegeben wurde, zu dem Becher C ausgegeben
wird (1). Gleichzeitig wird positiver Druck durch Regelventil
PV2 auf Dosierungszellen 65, 69 ausgeübt zur Ausgabe
des Inhalts von beiden Zellen (gefüllt beim Spül- und Anlaufvorgang) in Leitungssystemdurchgang 117 durch
die jeweiligen Röhren 101, 103.
Ventil V1 wird geschlossen, sodass kein zusätzliches Wasser in das Leitungssystem 95 gelangt,
und es gibt keinen Rückstrom
in das Wassersystem. Ventile V2, V4 und V5 sind offen, während Ventile
V6 und V7 geschlossen sind, und die Mischzelle 73 wird
durch den Betrieb von PV3 expandiert, sodass der Inhalt von den
Dosierzellen 65, 69 in der Mischzelle aufgenommen
wird. V3 wird geschlossen, Reservoirzelle 1 wird von dem
Leitungssystem 95 abgeschottet. Dieser Zustand wird für etwa 1,5
Sekunden beibehalten.
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Es
ist nun Zeit, dass die Mischzelle 73 entleert wird und
die Dosierzellen 65, 69 mit Orangensaftkonzentrat
aus der Reservoirzelle 61 bzw. Wasser aus dem Wassereinlass 115 wiederbefüllt werden.
Somit wird positiver Druck über
Regelventil PV3 an die Mischzelle angelegt, Ventil V6 wird geöffnet und
Ventil V3 wird geschlossen, sodass Orangensaftgemisch durch das
Auslassrohr 109 ausgegeben wird. Positiver Druck verbleibt
auf der Mischzelle 77 und Ventil V8 bleibt offen zur Ausgabe
von beliebiger übriger
Flüssigkeit
aus der Mischzelle. Vakuumdruck wird zum Expandieren der Dosierzellen 65, 69 über PV2
angelegt. Ventile V1 an der Wasserleitung und V3 an der Reservoirzelle 61 werden
geöffnet,
während
Ventile V4 und V2 geschlossen werden, sodass die Konzentratdosierungszelle 65 mit
konzentriertem Orangensaft aus der Reservoirzelle gefüllt wird,
und die Wasserdosierungszelle 69 wird mit Wasser befüllt.
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In
dem nächsten
Zeitraum von 1,5 Sekunden wird wiederum über PV2 an den Dosierungszellen 65, 69 Druck
angelegt und Ventile V2, V4 und V7 werden geöffnet, während V5 und V8 geschlossen werden,
sodass Wasser und Orangensaftkonzentrat durch die obere Verzweigung 117A von
dem Durchgang zu Mischzelle 77, an der ein Vakuumdruck durch
PV4 angelegt wird, abgegeben werden. Positiver Druck wird fortwährend über PV3
an die Mischzelle 73 angelegt und Ventil V6 bleibt offen,
sodass der übrige
Inhalt von der Mischzelle ausgegeben werden kann. Im letzten Zeitraum
von 1,5 Sekunden werden die Dosierzellen 65, 69 wieder
befüllt.
Vakuumdruck wird an die Dosierzellen 65, 69 durch
PV2 angelegt und Ventile V1 und V3 werden geöffnet. Die vollen 227 g (8
Unzen) werden vorher in dem letzten Zeitraum ausgegeben, sodass
Vakuumdruck auf der Mischzelle 77 durch Regelventil PV4
aufrechterhalten wird. Die Strömungsregelungsvorrichtung 7 wird dann
vorbereitet zur Wiederholung des Zyklus, wenn dieser Knopf 17 ein
nächstes
Mal gedrückt
wird.
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Kontinuierlicher
Strömungsbetrieb
von der Strömungsregelungsvorrichtung 7 wird
durch die Darstellung in 23 veranschaulicht
und folgt denselben Spül-
und Anfangsvorgängen,
die beschrieben wurden. Der Vorgang wird als ein wiederholender
4-Sekunden-Zyklus veranschaulicht. Die Dosierzellen 65, 69 leeren
und füllen
sich alle 2 Sekunden, während
die Mischzellen 73, 77 sich für 2 Sekunden füllen und
2 Sekunden dosieren. Bezug erfolgt auf 23 hinsichtlich
Einzelheiten bezüglich
dessen, welche Magnetventile V1 V8 geöffnet oder geschlossen werden.
Es ist anzumerken, dass Aussparung 211, 213, 215, 217 von
Schwenkschalenelement 27 bei Umgebungsdruck in diesem Beispiel
gehalten werden. Strömungsregelungsvorrichtung 7 wird
zum Dosieren von Orangensaft kontinuierlich betrieben solange, wie
der Knopf 17 kontinuierlich heruntergedrückt wird.
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Ein
Abschnitt von der Strömungsregelungsvorrichtung 7 von
einer zweiten Ausführungsform
ist schematisch in 24 erläutert. Die Konstruktion der Strömungsregelungsvorrichtung
kann im Wesentlichen mit der Strömungsregelungsvorrichtung 7 von der
ersten Ausführungsform
identisch sein, mit Ausnahme, dass die Pumpe 235 und Regelungsventil PV1–PV4 von
der ersten Ausführungsform
gegen drei Zylinder, bezeichnet 257, 259 bzw. 261,
ersetzt werden. Die Zylinder 257, 259, 261 (und
die Zylinder von verschiedenen Versionen der zweiten Ausführungsform)
haben den Vorteil, indem sie in der Lage sind, sich einem sehr kleinen
Volumen anzupassen und geräuschlos
zu arbeiten. Die Zylinder 257, 259, 261 sind
in einer geschlossenen pneumatischen Schleife verbunden mit einem
Volumen, das auf die Zylinder wirkt. Außerdem liefern die Zylinder 257, 259, 261 im
Wesentlichen sofortige Wirkungsweise (d.h. sofortige Anwendung von
Vakuum- und positivem
Druck) ohne die Bereitstellung eines Halte- oder Sammeltanks (bei spielsweise
Tank 243, dargestellt in 21). Jeder
der Zylinder 257, 259, 261 hat einen
Kolbenkopf 263, der längsweise
von dem Zylinder beweglich ist. Druck-/Vakuumleitungen 265, 267, 269 erstrecken
sich von jedem Zylinder 257, 259, 261 zu
dem festgelegten Schalenelement 25 und wirken auf jeweilige
Mischzellen 73, 77 oder beide von den Dosierzellen 65, 69.
-
Die
Zylinder 257, 259, 261 sind jeweils ein
im Wesentlichen geschlossenes pneumatisches System. Bewegung von
dem Kolbenkopf 263 zu dem Ausgabeende von dem Zylinder 257, 259, 261 gibt
einen Druck auf die Zelle 65, 69, 73, 77 zum
Kollabieren der Zelle, und Bewegung des Kopfes zu dem gegenüber liegenden
Ende gibt einen Vakuumdruck zum Expandieren der Zelle. Bereiche
innerhalb des Zylinders, wo positiver, atmosphärischer und Vakuumdruck angelegt
sind, wurden in der Zeichnung schraffiert. Dieselben Linien oder
Schraffuren werden in 25 bis 28 verwendet,
um zu zeigen, ob positiver, atmosphärischer oder Vakuumdruck bei
einem gegebenen Ort des Kolbenkopfes angelegt ist. Vorzugsweise
gibt es, wenn Kolbenkopf 263 in der atmosphärischen
Region ist, ein automatisches Öffnen eines
Ventils (nicht dargestellt), das die Zylinder 257, 259, 261 an
die Atmosphäre
entlastet und die Position des Kopfes, mit der ein bestimmter Druck
angelegt ist, vom Driften bewahrt.
-
Ein
Betriebszyklus von dem pneumatischen Teil des Vorgangs von der Strömungsregelungsvorrichtung
wird in 25 erläutert. Der Vorgang ist von dem
kontinuierlichen Strömungsbetrieb
der ersten Ausführungsform
nicht sonderlich verschieden. Da allerdings die Zylinder 257, 259, 261 verwendet
werden, ist das Überwechseln
von positivem zu Vakuumdruck (und umgekehrt) im Wesentlichen nicht
sofortig. Folglich ändert
sich der Druck entlang einer Steigung, aber mit wahrnehmbarem Anstieg
von einem Druck zum anderen und zurück. Außerdem wird ein konstanter
Vakuumdruck angewendet, um Schwenkschalenelement 27 (und
folglich die Aussparungen 211, 213, 215, 217)
durch Regelventil PV1 durch Leitung 264 (dargestellt in 24)
unter Verbinden von PV1 zu einem oder mehreren der Zylinder 257, 259, 261 (veranschaulicht
als Zylinder 257 in der Zeichnung) angewendet. Die Leitung 264 enthält ein Rückschlagventil 266,
das gestattet, dass in Schwenkschalenelement 27 zu ziehendes
Vakuum erlaubt, wenn ein Vakuum in die entsprechenden Zylinder gezogen
wird, erlaubt jedoch positivem Luftdruck nicht, einzudringen. Idealerweise
wird, wenn einmal anfängliches
Vakuum auf das Schwenkschalenelement gezogen ist, es ohne weitere
Wirkung durch den Zylinder 257 gehalten. Falls erforderlich,
kann dieser Zylinder 257 aber auch irgendwelchen Vakuumverlust
wiederherstellen.
-
Eine
zweite Version der Strömungsregelungsvorrichtung 7' der zweiten
Ausführungsform wird
schematisch in 26 dargestellt. Die Konstruktion
ist nahezu dieselbe wie die erste Version, aber die Mischzellen 73, 77 werden
nun durch einen doppelt wirkenden Zylinder 270 betrieben.
Die Leitung und Rückschlagventil
für das
Anlegen von Vakuumdruck auf Schwenkschalenelement 27 sind
in 26 nicht veranschaulicht. Wie beobachtet werden
kann, erstrecken sich Druckleitungen, bezeichnet 271, 273,
von beiden Enden des Zylinders 270. Der Zylinder ist wiederum
ein geschlossenes pneumatisches System. Somit wird, wenn ein Kolbenkopf 272 zu
einem Ende von dem Zylinder 270 bewegt wird, Druck über eine
Leitung 271 angelegt, während Vakuum über die
andere Leitung 273 angelegt wird. Weil die Mischzellen 73, 77 in
genau der entgegengesetzten Weise zu jeder Zeit betrieben werden,
ist eine solche Anordnung möglich
und liefert noch mehr Kompaktheit und Wirkungsgrad von Konstruktion und
Betriebsweise. Ein weiterer Zylinder 275, angeschlossen
durch Leitung 277, wirkt zum Ausdehnen und Zusammendrücken der
Dosierungszellen 65, 69.
-
Eine
dritte Version der Strömungsregelungsvorrichtung
von der zweiten Ausführungsform 7' ist schematisch
in 27 dargestellt. Bei dieser Version wird der für Dosierzellen 65, 69 vorgesehene
Zylinder weggelassen. Es sind allerdings zusätzliche Regelungsventile erforderlich,
da Dosierungszellen 65, 69 den Zyklus (Füllung/Ausgabe)
doppelt so schnell durchlaufen müssen
wie die Mischzellen 73, 77. Die Zeichnung zeigt
die dritte Version in einem anfänglichen
Teil von dem Zyklus, wo ein rechter Zylinder 279 verwendet
wird (durch Öffnen
der geeigneten Ventile) zur Anwendung von Druck auf die Dosierzellen 65, 69 und
Vakuum auf die Mischzelle 73. Der andere Zylinder 281 wendet
positiven Druck auf die Mischzelle 77 zur Dosierung ihres
Inhalts an. Eine Leitung 282 zu den Dosierzellen 65, 69 kann
in Kommunikation mit demselben Zylinder 279 verbleiben,
da sich dieser Kolbenkopf 283 verschiebt, um positiven
Druck auf die Mischzelle 73 und Vakuumdruck auf die Dosierzellen 65, 69 zur
Ausgabe des Inhalts von der Mischzelle 73 und Wiederbefüllen der
Dosierzellen aufzubringen. Kolbenkopf 293 bewegt sich zur
Anwendung eines Vakuums auf die Mischzelle 77. Linien werden
in den Zylindern 279, 281 gezogen zur Anzeige,
ob positiver oder Vakuumdruck bei gegebenen Orten der Kolbenköpfe 283, 293 aufgebracht
wurde. Die Drücke
sind für
jede Linie unterschiedlich, die an jedem Zylinder angebracht ist.
Somit sind zwei Sitze von Linien in jedem Zylinder (279, 281)
gezeigt. Die Zylinder 279, 281 sind nicht in verschiedene
Bereiche eingeteilt.
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Die
Dosierzellen 65, 69 werden wiederum ausgegeben,
während
die Mischzelle 73 noch dosiert. Um die Flüssigkeit
aus den Dosierzellen 65, 69 auszugeben, wird ein
Ventil 285 für
Zylinder 279 geschlossen, wie auch ein Ventil 287 für Mischzelle 73. Ein
Ventil 289 für
einen weiteren Zylinder 281 wird geöffnet, was gestattet, dass
positiver Druck zum Drücken
der Dosierzellen 65, 69 und Ausgabe ihres Inhalts
an die Mischzelle 77 strömt. Ein Ventil 291 aus
Zylinder 281 zu Mischzelle 77 wird dann geöffnet und
der Kolbenkopf 293 wird zur Ausgabe des Inhalts der Mischzelle 77 bewegt.
Der Zylinder 281 wendet gleichzeitig ein Vakuum auf Dosierzellen 65, 69 zum Wiederbefüllen an.
Schalter oder Sensoren (nicht dargestellt) können entlang jedes von Zylindern 279, 281 zum
Nachweis der Position der Kolbenköpfe 283, 293 zum
Betrieb der Ventile 285, 287, 289, 291 bereitgestellt
werden. Beispielsweise könnten
zwei Sätze
solcher Schalter oder Sensoren, ein Satz zum Nachweis des Kolbenkopfes
auf (283, 293) den Takt nach unten und ein Satz
für den
Takt zurück,
bereitgestellt werden. Die Ventile 285, 287, 289, 291 könnten also
mechanisch von einem Nocken oder über Signale aus einem Encoder,
der die Rotation einer Motorwelle verfolgt, betrieben werden. Die
Leitung und das Rückschlagventil
zum Anwenden von Vakuumdruck an das Schwenkschalenelement sind in 27 nicht
dargestellt.
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Die
vierte Version der Strömungsregelungsvorrichtung
der zweiten Ausführungsform 7' ist schematisch
in 28 dargestellt und umfasst einen einzelnen Zylinder 297 und
Regelungsventile zum Betrieb jeder Mischzelle 73, 77 und
Dosierzellen 65, 69. Leitlinien werden innerhalb
von Zylinder 297 bezogen zur Veranschau lichung der unterschiedlich
angewendeten Drücke
auf zwei Fluidleitungen (bezeichnet 299, 301 jeweilig),
die sich auf die gegenüber
liegenden Enden des Zylinders als eine Funktion der Position eines
Kolbenkopfs 303 erstrecken. Der Zylinder 297 ist
strukturmäßig gespalten
oder in zwei Kammern gegabelt. In der anfänglichen Position, erläutert in 28,
wird ein Ventil 305 geöffnet,
um die Leitung 301 in Kommunikation mit dem Ort der Dosierzellen 65, 69 zu
bringen, um sie zu kollabieren, während ein Ventil 307 zu
der anderen Leitung 299 von dem Zylinder 297 geschlossen
wird. Der Kolbenkopf 303 wird dann nach rechts bewegt,
um positiven Druck auf die Mischzelle 73 anzuwenden. Das
Ventil 307 zu der Leitung 299 mit dem positiven
Druck wird geschlossen und Ventil 305 zu der Leitung 301,
das nun Vakuumdruck erfährt,
wird zum Wiederbefüllen der
Dosierzellen 65, 69 geöffnet. Anschließend müssen Dosierzellen
ausgegeben werden, weil keine von den Mischzellen 73, 77 den
Zustand ändert.
Somit werden ein Ventil 309 zu der Mischzelle 73 und
das Ventil 305 zu der Leitung von den Dosierzellen 65, 69 geschlossen.
Das Ventil 311 zu der Mischzelle 77 wird auch
geschlossen, aber das Ventil 307 aus den Dosierzellen 65, 69 zu
der Leitung 299 ist offen, sodass positiver Druck an die
Dosierzellen abgegeben wird. Der Kolbenkopf 303 wird dann
nach links in den Zylinder 297 zurückbewegt. Die Ventile 309, 311 für die Mischzellen 73, 77 werden
wieder geöffnet,
wenn diese Bewegung stattfindet. Der Zyklus dieses Vorgangs wird
dann wiederholt. Der Zyklus von dem Kolbenkopf 303 ist
etwa vier Sekunden mit zwei Takten (einer nach unten, einer zurück), die
einen Zyklus ausmachen. Schalter oder Sensoren (nicht dargestellt)
können
entlang Zylinder 297 angebracht werden, um die Position
des Kolbenkopfs 303 zum Betrieb der Ventile 305, 307, 309, 311 nachzuweisen. Beispielsweise
könnten
zwei Sätze
von solchen Schaltern oder Sensoren bereitgestellt werden, ein Satz
zum Nachweis von Kolbenkopf 303 auf dem Abwärtstakt
und ein Satz für
den Rückholtakt.
Die Ventile 305, 307, 309, 311 könnten auch
mechanisch mit einem Nocken oder durch Signale aus einem Encoder,
der die Rotation einer Motorwelle verfolgt, betrieben werden. Die
Leitung und das Rückschlagventil zum
Anwenden von Vakuumdruck auf das Schwenkschalenelement 27 sind
in 28 nicht veranschaulicht.
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Mit
Bezug nun auf 33 bis 35 liefert ein
biegsamer Beutel 409 zur Verwendung der Strömungsregelungsvorrichtung 7 von
dem Getränkespender 1 von 1 bis 4 ein
anderes Verhältnis
von Konzentrat zu Verdünnungsmittel
ohne Modifizierung der Strömungsregelungsvorrichtung.
Die Bezugsziffern für
den biegsamen Beutel 409 entsprechen jenen von dem biegsamen
Beutel 9 plus "400". Nicht alle entsprechenden
Bezugsziffern werden in diesem Text für Teile, die mit derselben
Konstruktion wie für
den biegsamen Beutel 9 identisch sind, genannt. Unterschiedliche
Getränke
werden unterschiedliche Verdünnungsverhältnisse
mit Wasser, die zum Trinken akzeptabel sind, erfordern. Beispielsweise
könnte
Orangensaftkonzentrat in einem Verhältnis von 4:1 verdünnt werden,
während
Preiselbeersaft in einem Verhältnis
von 12:1 verdünnt
werden könnte.
Der biegsame Beutel 409 kann mit derselben Strömungsregelungsvorrichtung 7 zum
Erreichen einer unterschiedlichen (höheren) Verdünnung als der biegsame Beutel 9 verwendet
werden.
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In
dieser Hinsicht wird Leitungssystem 495 mit einer gekrümmten Zunge 502 ausgebildet,
die sich auswärts
von der Konzentratdosierungszellröhre 503 erstreckt.
Die Zunge 502 ist innerhalb der Zelle 465 von
dem biegsamen Beutel 409 angeordnet und ist zum Anschmiegen
an die Form der Aussparung 215 in dem Schwenkschalenelement 27 gestaltet und
angeordnet. Das Volumen der Zunge 502 wird zur Verminderung
des Volumens der Zelle 465 ausgewählt, während die äußeren Abmessungen und Gestalt
der Zelle dieselbe bleibt in Übereinstimmung mit
den Aussparungen 189, 215 der Schalenelemente 25, 27,
die die Konzentratdosierzelle 465 aufnehmen. Die Konzentratdosierzelle,
wie in den Aussparungen 189, 215 aufgenommen,
ist in 35 dargestellt. Der Betrieb
der Strömungsregelung 7 ist
unverändert,
aber wenn Konzentrat in die Zelle 46 gezogen wird, wird
ein geringeres Volumen aufgenommen, weil das Volumen innerhalb der
Zelle durch die Zunge 502 eingenommen wird. Wenn folglich
das Volumen von Konzentrat in der Zelle 465 später zu einer der
Mischzellen (nicht dargestellt, aber ähnlich Zellen 73 und 77 von
dem biegsamen Beutel 9) ausgegeben wird, wird es zu einem
größeren Ausmaß vor der
Dosierung verdünnt.
Es ist selbstverständlich,
dass das Volumen der Zunge ausgewählt werden kann, um die erforderliche
Verdünnung
zu erreichen. Außerdem kann
die Zunge 502 zum Ausgeben von Sub stanzen, die von Getränken verschieden
sind, einschließlich Substanzen,
die nicht zum Verzehr durch den Menschen vorgesehen sind (beispielsweise
Anstrichstoffe), verwendet werden. Somit können durch Verwendung des biegsamen
Beutels 409 mit einer entsprechend bemessenen Zunge 502 viele
verschiedene Verdünnungsverhältnisse
durch denselben Dosierer ohne eine Änderung in der Strömungsregelungsvorrichtung 7 erreicht
werden.
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Eine
weitere Version des biegsamen Beutels, ausgewiesen bei 609 in 36-38,
hat einen starren Rahmen 602, der nicht nur das Leitungssystem 695 definiert,
sondern auch alle von den Zellen 661, 665, 669, 673, 677 des
biegsamen Beutels. Die Bezugsziffern für den biegsamen Beutel 609 entsprechen
jenen des biegsamen Beutels 9 plus "600". Nicht alle entsprechenden Bezugsziffern
werden in diesem Text für
Teile mit identischer Konstruktion wie für den biegsamen Beutel 9 genannt.
Die Reservoirzelle 661 ist an ihrem Oberen, Unteren und
den Seiten durch einen oberen Bereich 604 von dem Rahmen 602 definiert.
Die offene Vorderseite und Rückseite
von dem oberen Abschnitt 604 sind mit biegsamen Folien 655, 657 zum
Einschließen
eines Raumes und Definieren der Reservoirzelle 661 bedeckt. Die
Reservoirzelle ist in 36 als konzentrierten Orangensaft
in flüssiger
Form enthaltend veranschaulicht. Der Rahmen gestattet unter anderem
die Fertigbefestigung einer Papierabdeckung 606 (im Wesentlichen
weggebrochen in 36) über dem Rahmen auf dem Bilder,
wie Text X, leicht aufgedruckt sind. Das Material kann ein anderes
sein als Papier, kann aber vorzugsweise ein Material sein, das Bedrucken
erleichtert, als ein Material von flexiblen Folien 655, 657.
Der Rahmen 602 ist mit Befestigungszipfeln 608 und
einem Griff 610 an der oberen Wand von dem oberen Abschnitt 604 integral
geformt. Die Befestigungszipfel 608 werden auf Stiften oder
anderen geeigneten Konstruktionen von der Strömungsregelungsvorrichtung 607 (nachstehend beschrieben)
zum Tragen des biegsamen Beutels 609 in der Strömungsregelungsvorrichtung
aufgenommen. Der Rahmen 602 gestattet, dass der Beutel 609 am
Ort mit minimaler Anordnungskonstruktion gehalten wird.
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Ein
Leitungssystem 695 wird im mittigen Abschnitt des Rahmens 602 gebildet.
Das Leitungssystem 695 hat im Wesentlichen dieselbe Struktur
wie Leitungssys tem 95, erscheint aber etwas unterschiedlich,
weil die verschiedenen Strömungswege, integral
ausgebildet mit dem Rahmen 602, sich nicht über die
gesamte Dicke des Rahmens erstrecken, obwohl die Wege bzw. Durchgänge in dieser
Weise gebildet sein könnten.
Ein unterer Abschnitt 612 von dem Rahmen 602 ist
zur Festlegung einer Konzentratdosierungszelle 665, einer
Wasserdosierungszelle 669, einer ersten Mischzelle 673 und
einer zweiten Mischzelle 677 ausgebildet. Im Gegensatz
zu den entsprechenden Zellen 65, 69, 73, 77 von
dem biegsamen Beutel 9, die vollständig durch die biegsamen Folien 55, 57 definiert
wurden, werden die Zellen 665, 669, 671, 677 im
Wesentlichen als Teil des Rahmens 602 ausgebildet. Insbesondere
hat der Rahmen 602 Eindrücke 614 an beiden
Seiten des unteren Abschnitts 612, die eine Mehrheit von
der Konzentratdosierungszelle 665 definieren, Eindrücke 616,
die die Wasserdosierungszelle 669 definieren, Eindrücke 618,
die die Mischzelle 673 definieren, und Eindrücke 620,
die die Mischzelle 677 definieren. Nur eine von den Eindrücken für jede Zelle
kann in 36 dargestellt werden. 37 erläutert Mischzelle 677,
die für
die Konstruktion von allen Zellen 665, 669, 671, 677 repräsentativ
ist. Die Eindrücke 620 öffnen nach
außen
auf gegenüber
liegenden Seiten des Rahmens 602 und sind mit biegsamen
Folien 655 bzw. 657 abgedichtet, die mit dem Rahmen
um die Eindrücke
herum abgedichtet bzw. versiegelt sind. Somit schließt die Zelle 677 sowohl
Eindrücke 620 als
auch Abschnitte von den biegsamen Folien 655, 657,
versiegelt über
den Eindrücken,
ein.
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Die
Eindrücke 620 sind
in fluider Kommunikation miteinander aufgrund eines Durchgangs 622, der
sich zwischen den Eindrücken
innerhalb des Rahmens 602 erstreckt. Der Durchgang 622 ist
an einen inneren Kanal 624 angeschlossen, der von dem Durchgang
zur Verzweigung 717A und Durchgang 717 in dem
Leitungssystem 695 führt.
Somit hat Leitung 695 kein Kanalelement 125 von
dem biegsamen Beutel 9, weil es nicht notwendig ist, dass
das Fluid aus der Zelle 677 die Verzweigung 717B kreuzt,
um Verzweigung 717A für
den biegsamen Beutel 609 zu erreichen. Es ist selbstverständlich,
dass Fluid in die Vertiefungen von der Verzweigung 717A aufgrund des
Durchgangs 622 und inneren Kanals 624 eintreten
und sie verlassen kann. Zur Ausgabe von Fluid aus Zelle 677 wird
Luftdruck auf beide biegsame Folien 655, 657 angewendet,
was sie zu den Positionen ablenkt, die im Phantom in 37 gezeigt
sind. Die Folien 655, 657 zwingen Fluid in die
Vertiefungen in dem Durchgang 622 und in Kanal 624 und
heraus in die Verzweigung 717A von dem Leitungssystem 695. Vakuumdruck
wird auf die Folien 655, 657 über den Eindrücken 620 angewendet,
um sie auszuziehen und den Eintritt von Fluid aus Verzweigung 717A in die
Eindrücke über dem
Kanal 624 und Durchgang 622 zu erleichtern. Die
anderen Zellen 665, 667 und 671 sind
in fluider Kommunikation mit Durchgang 717 von Leitungssystem 695 in
nahe ähnlicher
Weise konstruiert und verbunden. Die Anordnungen vom Fluideingang
in Durchgang 717 sind sehr ähnlich zu jenen von Leitungssystem 95,
aber der Eintrittspunkt (wie jener von Innenkanal 624)
ist von der Rückseite anstatt
von der Unterseite von dem Leitungssystem. Andere Konfigurationen
von dem Leitungssystem und Fluidverbindungen mit den Zellen können angewendet
werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Ein
Getränkespender 601 mit
einer Strömungsregelungsvorrichtung 607 zur
Verwendung mit dem biegsamen Beutel 609 wird in 8 dargestellt. Mit
Ausnahme, wie nachstehend beschrieben, ist Konstruktion und Betriebsweise
des Dosierers 601 und der Strömungsregelung 607 im
Wesentlichen identisch zu dem Getränkespender 1 und Strömungsregelung 7,
dargestellt in 1–4. Teile des
Getränkespenders 601,
die jenen von Getränkespender 1 entsprechen,
werden mit denselben Bezugsziffern plus "600" angegeben. Nicht alle entsprechenden
Bezugsziffern für
den Getränkespender werden
in diesem Text angegeben. Die Strömungsregelung 607 ist
modifiziert, um mit dem biegsamen Beutel 609 zu arbeiten.
Blöcke 631,
die Einschnittbolzenbehältnisse 633 befestigen,
sind scharniermäßig an Befestigungsschalenelement 625 so
befestigt, dass sie aus dem Weg geschwenkt werden können, um
von dem biegsamen Beutel 609 in der Strömungsregelungsvorrichtung 607 (d.h.
durch Hängen an
Stiften 649) befestigt und gelöst werden zu können. Die
gegenüber
liegende Seite des biegsamen Beutels 609 in 36 ist
in 38 dargestellt, sodass unter anderem Leitungssystem 695 von
der Ansicht in 38 verdeckt ist. Schwenkschalenelement 627 ist
an fixiertem Schalenelement 625 durch Scharnierblöcke 829 schwenkbar
angebracht (nur ein Teil von einem davon ist in den Zeichnungen
dargestellt). Diese Blöcke 829 sind
länger
als die Scharnierblöcke 229 (siehe 19),
sodass der Raum zwischen den feststehenden und schwenkbaren Schalenelementen 625, 627 in
der geschlossenen Position größer ist,
um den relativ dicken Rahmen 602 von dem biegsamen Beutel 609 unterzubringen.
In der geschlossenen Position von Schalenelementen 625, 627 verlaufen
Kerben 691 in dem biegsamen Beutel 609 an den
Scharnierblöcken 829 durch
den biegsamen Beutel zu dem festgelegten Schalenelement 625,
an das sie schwenkbar verbunden sind.
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Die
inneren gegenüber
liegenden Flächen von
den fest befestigten und schwenkbaren Schalenelementen 625, 627 sind
im Allgemeinen eben ohne Aussparung (beispielsweise Aussparung 185, 187, 189, 191 und 211, 213, 215, 217)
von den befestigten und schwenkbaren Schalenelementen 25, 27,
dargestellt in 15 und 18. Der
biegsame Beutel 609 liefert die "Aussparungen" in Form von Eindrücken 614, 616, 618, 620 in
dem Rahmen 602, sodass es nicht erforderlich ist, dass
die biegsamen Folien 655, 657 in entweder die
feststehenden oder schwenkbaren Schalenelemente 625, 627 expandieren.
Nur die Innenfläche
von dem Schwenkschalenelement 627 ist in 38 dargestellt,
aber es ist selbstverständlich,
dass die Innenfläche
von dem feststehenden Schalenelement 625 in ähnlicher
Weise ausgebildet ist. Nuten, enthaltend O-Ringe 820, werden
an der Innenfläche
des schwenkbaren Schalenelements 627 bereitgestellt zum
fluiden Isolieren der Bereiche, die die Mischzellen 673 und 677 umgeben
und den Bereich sowohl von der Konzentratdosierzelle 655 als auch
der Wasserdosierzelle 699 für unabhängige Anwendungen von positivem
und Vakuumdruck auf diese Bereiche umgeben. Die Funktion der O-Ringe 820 ist
im Wesentlichen dieselbe wie für
O-Ringe 220 von der
Strömungsregelungsvorrichtung 7.
Die O-Ringe (nicht dargestellt) auf der Fläche des befestigten Schalenelements 625 stellen
im Wesentlichen ähnliche
Regionen auf der anderen Seite des biegsamen Beutels 609 dar.
Es ist selbstverständlich,
dass die Bereiche direkt gegenüber
voneinander unabhängig betrieben
werden können,
obwohl sie in der veranschaulichten Ausführungsform im Wesentlichen
in der gleichen Zeit bei den gleichen oder ähnlichen Drücken betrieben werden.
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Die
Strömungsregelungsvorrichtung 607 wird
zur Anwendung von sowohl Vakuumdruck als auch positivem Druck auf
die Folien 655, 657 von dem biegsamen Beutel 609 an
beiden Seiten des biegsamen Beutels betrieben. Folglich muss Luftanschluss
durch den flexiblen Beutel 609 hergestellt werden. Wegen
des Rahmens 602 hat der biegsame Beutel 609 eine
größere Dicke
als der biegsame Beutel 9. Ein Anschlussstück 775 ragt
auswärts
von der Innenfläche
des befestigten Schalenelements 625 durch eine der Kerben 691 in
die Befestigung bzw. das In-Eingriff-Bringen mit der Innenfläche des schwenkbaren
Schalenelements 627 um eine Öffnung 626 in der
Innenfläche.
Das entfernte Ende des Anschlussstücks 775 hat einen
O-Ring 777, der mit der Innenfläche des schwenkbaren Schalenelements 627 in
der geschlossenen Position, um die Öffnung 627 abzudichten,
in Eingriff ist. Das Anschlussstück 775 kommuniziert
sowohl positiven Druck als auch Vakuumdruck in die Öffnungen 821 auf
der Innenfläche
des Schwenkschalenelements 627 zur Einwirkung auf die biegsame
Folie 657. Der Vorgang der Strömungsregelungsvorrichtung 607 ist
derselbe wie die Strömungsregelungsvorrichtung 7.
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Im
Hinblick auf das Vorstehende ist es ersichtlich, dass verschiedene
Gegenstände
der Erfindung erzielt werden und andere vorteilhafte Ergebnisse
erreicht werden.