-
Anwendungsbereich der Erfindung
-
Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsspender und insbesondere
auf einen Flüssigkeitsspender
für eine
automatische und/oder manuelle Pumpbetätigung.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
meisten bekannten Seifenspender leiden an dem Nachteil, dass sie
keine kostengünstigen
einfachen und/oder energieeffizienten Systeme zum Abgeben von Flüssigkeiten
zur Verfügung
stellen, insbesondere wenn die Systeme für ein automatisches Abgeben
von Flüssigkeiten
mit motorgetriebenen Pumpen sind. Als ein weiterer Nachteil erlauben
es bekannte Systeme, die motorgetriebene Pumpen verwenden, kein
manuelles Abgeben des Fluides, als eine alternative zur Abgabe mit
der motorgetriebenen Pumpe, so wie zum Beispiel in der Situation,
in der die Pumpe nicht funktionsfähig ist. Die Pumpe kann zum
Beispiel aus dem Grund einer Fehlfunktion des Pumpmechanismus oder
dem Verlust von Leistung, zum Beispiel unter Bedingungen eines Leistungsausfalls
oder wenn Batterien zum Antreiben der Pumpe entleert wurden, nicht
funktionsfähig
sein. Der nächstliegende
Stand der Technik ist in dem
US-Patent US 6,343,724 B1 offenbart, das
ein einheitliches Einwegventil für
einen Flüssigkeitsspender
offenbart. Verwandter Stand der Technik ist in der
US 6,390,329 ,
US 5,329,114 und
US 6,467,651 offenbart.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Um
diese Nachteile von zuvor bekannten Vorrichtungen zumindest teilweise
zu überwinden, stellt
die vorliegende Erfindung, so wie sie in Anspruch 1 definiert ist,
in einem Aspekt eine Kammer um eine Öffnung eines umgekehrten bzw.
kopfstehenden Behälters
mit einem Flügel-
bzw. Antriebsrad innerhalb der Kammer zur Verfügung, welches bei einer Drehung
Flüssigkeit
aus der Kammer abgibt. Noch wünschenswertererweise
ist die Kammer eine Vakuumentlastungskammer.
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen vereinfachten Flüssigkeitsspender
zur Verfügung
zu stellen, der eine motorgetriebene Pumpe zum Abgeben von Flüssigkeiten
bereitstellt.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Flüssigkeitsspender
mit einer motorgetriebenen Pumpe zum Abgeben von einer Flüssigkeit zur
Verfügung
zu stellen, wobei dessen System insbesondere zur Verwendung mit
Batterien angepasst und von geringen Kosten ist.
-
Ein
weiteres Ziel ist es, einen Flüssigkeitsspender
zur Verfügung
zu stellen, der es zulässt, durch
das Antreiben einer Pumpe durch die Verwendung eines Motors oder
durch manuelle Aktivierung zu dispensieren.
-
Ein
weiteres Ziel ist es, einen Flüssigkeitsspender
zur Verfügung
zu stellen, der gegen ein Austropfen von Flüssigkeit aus sich beständig ist,
wenn er nicht in Gebrauch ist.
-
Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt einen Flüssigkeitsspender zur
Verfügung,
wobei der Flüssigkeitsspender
umfasst:
einen elastischen geschlossenen Container, der geschlossen
ist bis auf einen an einem Ende des Containers angeordneten Stutzen,
der an einer Behälterauslassöffnung geöffnet ist,
eine
Kappe, die eine Stirnwand und eine Seitenwand aufweist, die sich
von der Stirnwand nach oben zu einem entfernten Teil der Seitenwand
erstreckt,
eine Kappenauslassöffnung durch die Seitenwand,
wobei
die Kappe auf dem Stutzen aufgenommen ist und der Stutzen sich in
die Kappe erstreckt,
wobei der entfernte Teil der Kappe um
den Stutzen angeordnet ist und in den Stutzen eingreift, um mit diesem
eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung auszubilden,
ein
Durchgang, der zwischen dem Stutzen und der Seitenwand der Kappe
definiert ist, wobei der Durchgang außerhalb des Stutzens und innerhalb
der Seitenwand ausgebildet ist und sowohl zu der Behälterauslassöffnung als
auch zu der Kappenauslassöffnung
geöffnet
ist,
wobei, wenn der Behälter
in einer umgekehrten Position mit dem Stutzen unterhalb des restlichen
Teils des Behälters
angeordnet ist, die Behälterauslassöffnung auf
einer Höhe
liegt, die unterhalb einer Höhe der
Kappenauslassöffnung
liegt,
die Seitenwände
der Kappe um eine Achse angeordnet sind,
die Behälterauslassöffnung koaxial
innerhalb der Seitenwand der Kappe angeordnet ist,
ein Flügelrad in
der Kappe oberhalb der Stirnwand der Kappe und zumindest teilweise
unterhalb der Behälterauslassöffnung angeordnet
ist und für
eine Rotation um die Achse drehbar gelagert ist,
wobei das
Flügelrad
so angepasst ist, bei Rotation Flüssigkeit oberhalb des Flügelrades
von der Behälterauslassöffnung zu
empfangen und die Flüssigkeit radial
nach außen
in den Durchgang zu leiten, so dass eine Rotation des Flügelrades
Flüssigkeit
in den Durchgang treibt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel in den Durchgang
auf eine Höhe
oberhalb der Höhe
der Kappenauslassöffnung
ansteigt, so dass Flüssigkeit aus
der Kappenauslassöffnung
fließt,
wobei,
wenn sich das Flügelrad
nicht dreht, es einen Luftstrom von der Kappenauslassöffnung in
die Behälterauslassöffnung nicht
verhindert.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Flüssigkeitsspender
zur Verfügung,
der umfasst:
einen geschlossenen elastischen Behälter, der
geschlossen ist bis auf einen an einem unteren Ende des Behälters angeordneten
Stutzen, der an einer Behälterauslassöffnung geöffnet ist,
wobei
die Behälterauslassöffnung in
einer abgedichteten Verbindung mit einem eine Kammer ausbildenden
Element steht, das eine Kammer definiert,
die Kammer einen
Flüssigkeitseinlass
in die Kammer aufweist,
der sich auf einer Höhe in die
Kammer öffnet,
die unter einer Höhe
liegt, in der sich ein Lufteinlass in die Kammer öffnet,
der
Lufteinlass in Verbindung mit Luft unter atmosphärischem Druck steht, so dass
in der Kammer atmosphärischer
Druck herrscht,
der Flüssigkeitseinlass über ein
Flüssigkeitsdurchlass
mit Flüssigkeit
in dem Behälter
verbunden ist
und wobei der Flüssigkeitseinlass auf einer
Höhe angeordnet
ist, die sich unter der Höhe
der Flüssigkeit in
dem Behälter
befindet, so dass, wenn der Druck in dem Behälter gleich dem atmosphärischem
Druck ist, die Flüssigkeit
aus dem Behälter
aufgrund der Schwerkraft den Flüssigkeitsdurchgang
füllt und über den
Flüssigkeitsdurchgang
die Kammer bis zu einer Höhe über der
Höhe des
Flüssigkeitseinlasses
und unterhalb der Höhe
des Lufteinlasses füllt,
und worin bei der Abgabe von Flüssigkeit
aus dem Behälter
ein Vakuum zunimmt, das niedriger ist als der atmosphärische Druck
in dem Behälter,
wobei die Höhe
bzw. der Pegel der Flüssigkeit
in der Kammer abnimmt, bis die Höhe
der Flüssigkeit
in der Kammer unterhalb der Höhe
des Flüssigkeitseinlasses
liegt und der Flüssigkeitseinlass
für einen
Lufteintritt in die Kammer geöffnet
ist, so dass Luft in der Kammer unter Schwerkraft nach oben durch
den Flüssigkeitsdurchgang
in den Behälter
strömt,
um das Vakuum in dem Behälter
zu vermindern,
ein Flügelrad,
das drehbar in der Kammer für
eine Rotation aufgenommen ist, um Flüssigkeit über den starren Durchgang aus
dem Behälter
zu ziehen und die Höhe
der Flüssigkeit
in der Kammer über
die Höhe
des Lufteinlasses zu heben.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Abgeben
von Flüssigkeit
aus einem Behälter
zur Verfügung,
der eine Basis, Seitenwände,
die sich von der Basis nach oben erstrecken, und eine Austrittsöffnung auf
einer Höhe
oberhalb der Basis aufweist,
wobei das Verfahren umfasst:
ein
Bereitstellen von Flüssigkeit
in dem Behälter
auf einer Höhe
unterhalb der Austrittsöffnung,
ein
Bereitstellen eines Flügelrades
in dem Container, das um eine Achse drehbar ist, um auf dem Flügelrad auftreffende
Flüssigkeit
abzuführen
und dadurch einen Flüssigkeitsstrom
in dem Behälter
zu erzeugen, der Flüssigkeit
in dem Behälter
auf eine Höhe
der Austrittsöffnung
anhebt, so dass die Flüssigkeit
oberhalb der Austrittsöffnung
den Behälter über die
Austrittsöffnung
verlässt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
offensichtlich, die zusammen mit den begleitenden Zeichnungen zu
verwenden ist, in denen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines Seifenspenders in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
schematische Explosionsdarstellung und teilweise Schnittansicht
des Seifenspenders aus 1 ist;
-
3 eine
Unteransicht der Flasche ist, so wie sie in dem Querschnitt 3-3' in 3 gesehen wird;
-
4 eine
Schnittansicht durch die Kappe ist, so wie sie entlang einer Schnittlinie
4-4' in 5 gesehen
wird;
-
5 eine
teilweise Schnittansicht des Seifenspenders aus 1 in
einem geschlossenen Zustand ist;
-
6 eine
Ansicht ist, die der in 3 ähnlich ist, aber den Seifenspender
in einer geöffneten Position
zeigt;
-
7 eine
Ansicht ist, die der in 6 gleich ist, aber den gesamten
Spender zeigt;
-
8 eine
Seitenschnittansicht einer modifizierten Flasche zur Verwendung
mit einem Spender ist, welcher der ersten Ausführungsform ähnlich ist;
-
9 eine
schematische bildhafte Ansicht eines manuell betätigten Hebelmechanismus zum Komprimieren
einer Flasche ist, die der in der ersten Ausführungsform ähnlich ist;
-
10 eine
Schnittansicht ist, die der in 6 ähnlich ist,
aber von einem Spender in Übereinstimmung
mit einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist;
-
11 eine
vertikale Schnittansicht eines Spenders in Übereinstimmung mit einer dritten
Ausführungsform
dieser Erfindung von hinten ist;
-
12 eine
Schnittansicht entlang einer Schnittlinie 12-12' in 11 ist;
-
13 eine
Schnittansicht ist, die 6 ähnlich ist, aber von einem
Spender in Übereinstimmung
mit einer vierten Ausführungsform
dieser Erfindung ist;
-
14 eine
Schnittansicht entlang einer Schnittlinie 14-14' in 13 ist;
-
jede
der 15 bis 21 Anordnungen
eines Flüssigkeitsreservoirs,
eines Druckablassmechanismus und einer Pumpe zur Verwendung als
ein Flüssigkeitsspender
darstellt;
-
22 eine
bildhafte Darstellung eines Spenders in Übereinstimmung mit einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
-
23 eine
Vorderansicht des Spenders aus 22 ist;
-
24 eine
Querschnittsansicht des Spenders aus 23 entlang
einer Schnittlinie A-A' ist;
-
25 eine
schematische bildhafte Explosionsdarstellung des Spenders aus 22 ist;
-
26 eine
schematische Vorderansicht der explosionsartig dargestellten Komponenten
des Spenders ist, wie er in 25 gezeigt
ist; und
-
27 eine
seitliche Querschnittsansicht eines flammenbeständigen Behälters zum Ersetzen des in 25 gezeigten
Behälters
ist.
-
Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
-
Es
wird auf die 1 bis 7 Bezug
genommen, die eine erste Ausführungsform
eines Flüssigkeitsspenders
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigen.
-
1 zeigt
den Spender 200, der eine Flasche 202 und eine
Kappe 204 beinhaltet.
-
Die
Flasche 202 hat einen Korpus 206, der im Querschnitt
rechteckig ist, wie in 3 zu sehen ist, und einen Hals
bzw. einen Stutzen 208, der im Allgemeinen in seinem Querschnitt
kreisförmig
um eine Längsachse 210 ist.
Der Stutzen 208 beinhaltet einen mit einem Gewinde versehenen
inneren Stutzenabschnitt 212, der äußere Gewinde 214 trägt. Der
innere Abschnitt 212 geht in eine Flüssigkeitsröhre 42 über, die
an der Behälterauslassöffnung 44 endet.
-
Die
Kappe 204 hat eine Basis 34, von der aus sich
eine Seitenwand 36 nach oben bis zu einer fern liegenden
oberen Öffnung 37 erstreckt.
Die Seitenwand 36 beinhaltet einen fernab liegenden oberen Abschnitt 230,
der innere Gewinde 216 trägt, die dazu angepasst sind,
in den mit einem Gewinde versehenen Stutzenabschnitt 212 der
Flasche 202 in einer flüssigkeitsdichten
Kupplung einzugreifen. Eine Luftröhre bzw. Luftleitung 38 erstreckt
sich radial von der Seitenwand 36. Die Seitenwand 36 hat
einen zylindrischen untersten Abschnitt 228, der von der
Basis 34 aufsteigt und in einen sich nach oben öffnenden
kegelstumpfförmigen
Abschnitt 229 übergeht, der
an seinem oberen Ende in den fernab liegenden zylindrischen Abschnitt übergeht.
Die Luftröhre 38 erstreckt
sich radial von dem am meisten fernab liegenden Abschnitt unterhalb
der Gewinde 216.
-
Die
Kappe beinhaltet einen Stützabschnitt 238,
der eine Seitenwand 240 aufweist, die sich nach unten und
außen
um die Basis 34 bis zu einer planaren Stützfläche 242 erstreckt,
die dazu angepasst ist auf einer planaren Tischoberseite oder Arbeitsfläche oder Ähnlichem
abgestellt bzw. abgelegt zu werden und den Spender in einer vertikalen
Ausrichtung, wie gezeigt, abzustützen.
Eine Kammer 244 ist innerhalb des Stützabschnittes 238 definiert.
-
Ein
Flügelrad 250 ist
innerhalb der Kappe 204 oberhalb der Basis 34 und
innerhalb der zylindrischen Seitenwand 36 vorgesehen. Das
Flügelrad 250 ist
für eine
Rotation um die Achse 210 ausgebildet. In diesem Zusammenhang
ist in der bevorzugten Ausführungsform
eine Schaftöffnung 252 koaxial
zur Achse 210 durch die Basis 34 vorgesehen. Ein Schaft 254 erstreckt
sich durch diese Öffnung 252 und
ist an seiner Oberseite mit dem Flügelrad 250 gekoppelt
und an seiner Unterseite mit einem Motor 256 gekoppelt,
der sicher innerhalb der Kammer 244 abgestützt ist.
Ein Dichtring ist um den Schaft 244 herum in der Öffnung 252 angeordnet,
der eine flüssigkeitsundurchlässige Dichtung
bildet, um Flüssigkeit davon
abzuhalten, durch die Öffnung 252 nach
außen
zu treten. Wenn der Motor 256 aktiviert wird, dreht sich
das Flügelrad
um die Achse 210.
-
Es
wird auf die 5 Bezug genommen, die den Spender
in einer zusammengesetzten geschlossenen Position zeigt. In dieser
Position ist der Stutzen 208 der Flasche 202 so
weit nach unten in die Kappe 204 geschraubt, dass sich
die Flüssigkeitsröhre 42 der
Flasche mit der äußeren Fläche des
kegelstumpfförmigen
Abschnittes 229 der Seitenwand 36 in Eingriff
befindet und die Flüssigkeitsröhre abdichtet,
so dass Flüssigkeit
effektiv davon abgehalten wird, in die Flasche 202 hinein
oder aus ihr heraus zu fließen.
-
Aus
der Position in 5 wird durch eine relative Drehbewegung
der Flasche 202 zur Kappe um vorzugsweise 180° eine offene
Position eingenommen, in welcher der Einlass 44 der Flüssigkeitsröhre 42 des
Stutzens der Flasche vertikal von der Seitenwand 36 der
Kappe in einer Weise beabstandet ist, die es Flüssigkeit und/oder Luft erlaubt,
in die Flasche hinein und/oder aus ihr heraus zu strömen. In der
offenen Position in 6 wirken die Kappe 204 und
der Stutzen 208 der Flasche zusammen als Vakuumsentlastungsventil
bzw. Vakuumsicherheitsventil.
-
In
diesem Zusammenhang ist die Flasche 202 vorzugsweise eine
elastische Plastikflasche, die durch Blasformen gebildet wird und
eine inhärente Vorspannung
zum Einnehmen einer inhärenten
Form aufweist, die ein inhärentes
inneres Volumen hat. Die Flasche kann komprimiert werden, indem
ihre Seitenfläche
nach innen bewegt wird, so dass sie eine andere Form als die ihr
innewohnende bzw. inhärente
Form einnimmt. Die Flasche kann zu von ihrer inhärenten Form abweichenden Formen
deformiert werden, deren Volumina weniger als das der inhärenten Form
betragen und von denen aus deformierte Formen der Flasche eine inhärente Vorspannung
haben werden, ihre ursprünglich
inhärente
Form einzunehmen.
-
In
Kombination bilden die Kappe 204 und der Hals bzw. der
Stutzen 208 der Flasche eine geschlossene Kammer 33,
die über
eine Luftröhre 38 einen
Lufteinlass 40 aufweist, der sich in Verbindung mit Luft
atmosphärischen
Druckes und einem Flüssigkeitseinlass 44 befindet,
der sich über
die Flüssigkeitsröhre 240 in
Verbindung mit Flüssigkeit
in der Vorratsflasche 202 befindet. Der Flüssigkeitseinlass 44 ist
zur Kammer 33 auf einer Höhe geöffnet, die unterhalb der Höhe liegt,
auf der sich der Lufteinlass 40 in die Kammer 33 öffnet.
-
6 und 7 stellen
eine zusammengesetzte geöffnete
Position dar, nachdem Flüssigkeit ausgegeben
und das System so belassen wurde, dass es sein eigenes Gleichgewicht
einnimmt. Der untere Abschnitt der Flasche ist mit einer Flüssigkeit 26 gefüllt und
ein oberer Abschnitt der Flasche beinhaltet Luft 27. Flüssigkeit
in der Kammer 33 befindet sich auf einer Höhe oberhalb
des Flüssigkeitseinlasses 44,
aber unterhalb des Lufteinlasses 40 und der Luftröhre 38.
Da die Höhe
der Flüssigkeit
in der Kammer 33 unterhalb der Einlassröhre 38 liegt, strömt Flüssigkeit
nicht aus der Kammer 33 heraus. Als ein Ergebnis des Vakuums,
das innerhalb der Flasche 202 gebildet wird, strömt Flüssigkeit
nicht aus der Flasche 202 nach unten in die Kammer 33.
-
Die
Konfiguration der Kappe 204 und des Stutzens der Flasche,
die in 6 gezeigt ist, wirkt als eine Vakuumentlastungseinrichtung,
insoweit, dass, wenn ein ausreichendes Vakuum innerhalb der Flasche 202 entwickelt
ist, dann die der Flasche inhärente
Elastizität
Flüssigkeit
aus der Kammer 33 nach oben in die Flasche 202 ziehen
wird, bis der Pegel der Flüssigkeit
innerhalb der Kammer 33 die Höhe des Flüssigkeitseinlasses 44 erreicht
oder darunter sinkt. An diesem Punkt wird Luft in der Kammer 33 in die
Flasche eintreten und nach oben in die Flasche gelangen. Wenn einmal
ausreichend Luft in die Flasche eingetreten ist, wird das Vakuum
innerhalb der Flasche ausreichend entlastet, so dass der Pegel bzw.
die Höhe
der Flüssigkeit
innerhalb der Kammer 33 mit der Höhe des Flüssigkeitseinlasses 44 gleich sein
oder darüber
liegen wird, wobei an diesem Punkt dann keine weitere Luft in die
Flasche 202 eintreten kann, um das Vakuum in der Flasche
weiter zu entlasten.
-
Das
Vakuum in der Flasche kann durch ein Herausziehen von Flüssigkeit
aus der Flasche, durch ein Betätigen
des Flügelrades
oder durch ein Komprimieren der Flasche, um ihr Volumen zu reduzieren und
dann die Flasche freizugeben, erzeugt werden.
-
Wie
in 6 zu sehen, liegt die Flüssigkeitsröhre 42 koaxial innerhalb
der Kappe 204 und ein ringförmiger Durchlass 41 ist
zwischen der Seitenwand 36 und der Flüssigkeitsröhre 42 definiert.
Wie in 6 zu sehen, beinhaltet die Kammer diesen ringförmigen Durchlass 41 zwischen
der Seitenwand 36 und der Flüssigkeitsröhre 44. Der Lufteinlass 40 und
die Luftröhre 38 öffnen sich
in diesen Durchgang 41. Wie in 5 zu sehen,
ist in ei ner zusammengesetzten geschlossenen Position der ringförmige Durchgang 41 an
seinem unteren Ende gegenüber dem
Rest der Kammer 33 dadurch geschlossen, dass sich die Flüssigkeitsröhre 42 und
die Seitenwand 36 in Eingriff befinden. Im Gegensatz dazu
ist in 6 zu erkennen, dass eine ringförmige Öffnung zu dem Durchgang 41 als
eine ringförmige
Lücke bzw.
ein ringförmiger
Spalt zwischen dem Ende der Flüssigkeitsröhre 42 und
der Seitenwand 36 gebildet ist.
-
In
der geöffneten
Position kann, wie in 6 zu sehen, Flüssigkeit
aus der Flasche 202 auf zwei Weisen abgegeben werden.
-
Erstens
kann Flüssigkeit
aus der Flasche 202 abgegeben werden, indem die Flasche 202 zusammengedrückt wird,
so dass ihr Volumen reduziert wird. Folglich kann ein Benutzer die
Flasche 202 manuell zusammendrücken bzw. komprimieren, indem er
die Flasche greift und sich gegenüberliegende Seiten der Flasche
zusammendrängt.
Diese Kompression versucht, das Volumen der Flasche zu reduzieren und
wirkt einen Druck auf den Inhalt der Flasche aus und zwingt somit
Flüssigkeit
aus der Flüssigkeitsröhre 42 in
die Kammer 33, wodurch der Pegel der Flüssigkeit in der Kammer 33 soweit
angehoben wird, dass der Flüssigkeitspegel
die Höhe
der Luftröhre 38 erreicht
und Flüssigkeit
aus der Luftröhre 38 in
die Atmosphäre
fließt
und/oder gezwungen wird. Bei einem Nachlassen der kompressiven Kräfte auf
die Flasche wird die Flasche unter ihrer inhärenten Vorspannung versuchen,
die ihr inhärente
Form anzunehmen und wird wegen des Vakuums in der Flasche Flüssigkeit und/oder
Luft, die sich in Verbindung mit dem Flüssigkeitseinlass 44 befindet,
zurück
in die Flasche nach oben ziehen. Auf diese Art und Weise wird Flüssigkeit
in der Kammer 33 zurück
in die Flasche gezogen, bis der Pegel der Flüssigkeit in der Kammer 33 unterhalb
der Höhe
des Flüssigkeitseinlasses 44 sinkt
und Luft so weit zurück
in die Flasche 202 gezogen werden kann, dass das Vakuum
in der Flasche 202 zumindest teilweise entlastet wird.
-
Eine
Drehung des Flügelrades 250 ist
die zweite Art und Weise, Flüssigkeit
aus dem Container 33 abzugeben. Bei einer Aktivierung des
Motors 356 wird das Flügelrad 250 um
die vertikale Achse 210 gedreht. Das Flügelrad 250 ist so
gezeigt, dass es eine kreisförmige
Scheibe 251 aufweist, die normal zur Achse ausgerichtet
ist und drei sich radial und axial erstreckende, entlang des Umfangs
beabstandete Schaufeln bzw. Flügel 249 aufweist.
Eine Drehung des Flügelrades 250 leitet
Flüssigkeit
von dem Zentrum des Flügelrades
radial nach außen.
Insbesondere mit dem gezeigten Flügelrad 250 wird Flüssigkeit,
die sich oberhalb des Flügelrades
von dem Flüssigkeitseinlass 44 befindet,
durch das Flügelrad geleitet,
um radial nach außen
getrieben zu werden und daher durch die Lücke zwischen der Flüssigkeitsröhre 42 und
der Seitenwand 36 in den ringförmigen Durchlass 41 getrieben
zu werden. Flüssigkeit wird
so weit radial in den Durchgang 41 gedrängt, dass die Höhe der Flüssigkeit
in dem Durchgang 41 über
die Höhe
der Luftröhre 38 steigt
und folglich über
die Luftröhre 38 Flüssigkeit
aus der Kammer 33 vorhanden ist. Die Rotation des Flügelrades 250 zieht
somit Flüssigkeit
nach unten aus der Flasche 202 und pumpt sie in der Weise
einer Kreiselpumpe über
den ringförmigen
Durchlass 41 nach oben, um aus dem Lufteinlass 40 auszutreten.
Indem so Flüssigkeit
aus der Flasche 202 gezogen wird, wird ein erhöhter Vakuumzustand
in der Flasche 202 erzeugt. Wenn der Motor deaktiviert
wird und das Flügelrad aufhört sich
zu drehen, besteht ein erhöhter
Vakuumzustand in der Flasche 202 und somit wird die innewohnende
Tendenz der Flasche, ihre inhärente
Form einzunehmen, Flüssigkeit
und/oder Luft in der Kammer 33 zurück in die Flasche 202 ziehen,
um das Vakuum in der Flasche auf die gleichen Art und Weise zu entlasten,
wie zuvor beschrieben wurde. Diese Konfiguration des Flügelrades 250 behindert
nicht den Strom der Flüssigkeit
und/oder Luft zwischen dem Flüssigkeitseinlass 44 und
dem Lufteinlass 40 für
einen Übergang
von Flüssigkeit
aus der Flasche heraus oder den Übergang
der Flüssigkeit
und/oder Luft in die Flasche.
-
Daraus
folgt auf Grund dessen, dass der Flüssigkeitsspender, wie er in
der ersten Ausführungsform
gezeigt ist, entweder zum Abgeben von Flüssigkeit manuell durch ein
Zusammendrücken
der Flasche oder automatisch durch einen Motorbetrieb der Pumpe
geeignet ist.
-
In
dem Fall, dass der Motor nicht betriebsfähig ist, kann der Spender deswegen
ohne Modifikationen manuell verwendet werden.
-
Es
wird Bezug auf die 5 und 6 genommen,
die einen Mechanismus zum Betreiben des Motors 356 schematisch
darstellen. Schematisch gezeigt sind eine Batterie 364,
eine Steuerungsleiterplatte bzw. eine Steuerungsschaltplatine 366 und
ein Schalter 368. Verdrahtungen zum Verbinden dieser Komponenten
sind nicht gezeigt. Der dargestellte Schalter 368 umfasst
vorzugsweise einen Infrarotsender und -empfänger, der Licht aussenden und
solches Licht erfassen wird, wenn es von einer Hand eines Benutzers
abgestrahlt wird, die unterhalb der Luftröhre 38 platziert wird.
Unter solchen Bedingungen wird die Steuerungsleiterplatte 366 das
Flügelrad 250 für einen
gewünschten
Zeitraum antreiben, der so ausgewählt werden kann, dass eine
geeignete Zuteilung von Flüssigkeit
abgegeben wird. Der Betrieb des Sensorschalters und des Motors kann
durch einen einfachen Kontrollschaltkreis auf eine bekannte Art
und Weise gesteuert werden.
-
Die
besondere Natur des Schalters 368 kann variieren und der
Schalter könnten
alternativ einen simplen Ein-/Aus-Schalter umfassen, der durch eine erste
Hand des Benutzers zu aktivieren ist, während eine zweite Hand des
Benutzers unterhalb der Luftröhre 38 platziert
ist.
-
Während eine
Batterie 364 gezeigt ist, könnte der Motor natürlich auch
durch eine fernliegende elektrische Energiequelle angetrieben werden.
-
Der
Motor 356 ist vorzugsweise ein kostengünstiger gewickelter elektrischer
Gleichstrommotor (DC), der bei einer relativ hohen Umdrehungsgeschwindigkeit
arbeitet und minimale Leistungsanforderungen haben wird. Das Flügelrad 250 ist
vorzugsweise so ausgewählt,
dass es die Natur des Motors und die Viskosität der Flüssigkeit in Betracht zieht, um
für eine
relativ hohe Umdrehungsgeschwindigkeit des Flügelrades durch den Motor mit
einem minimalen Leistungsbezug zu arbeiten. Die relative Konfiguration
der Kappe 204 und des Stutzens 208 der Flasche
ist vorzugsweise so ausgewählt,
dass sie das Flügelrad,
den Motor und die für
den Motor zur Verfügung
stehende Leistung berücksichtigt,
um die Höhe zu
minimieren, bis zu der das Flügelrad
das Fluid nach oben in den Durchgang 41 treiben muss, um Flüssigkeit
abzugeben.
-
Bevorzugte
kostengünstige
elektrische Motoren sind solche, die Leistungsklassen in dem Bereich
von 1,0 bis 0,2 Watt haben. Zum Beispiel ist ein bevorzugter Motor
der unter dem Namen Mabuchi als Modell Nr. RE-260 RA-18130 verfügbar ist,
der etwa 0,1 Ampere bei 3 Volt DC bezieht, wenn er unbelastet ist,
oder etwa 0,05 Ampere bei 6 Volt DC.
-
Soweit
es gewünscht
ist, die Leistungsaufnahme zu minimieren, dann ist die relative
Größe von jeder
der Schaufeln 249 des Flügelrades minimierbar, um mit
der Reduktion der Schaufelgröße des Flügelrades
eine größere Umdrehungsgeschwindigkeit
des Flügelrades
zuzulassen, wobei andere Betrachtungen bzw. Aspekte die gleichen
bleiben.
-
Die
genaue Konfiguration des Flügelrades kann
in einem weiten Bereich variieren. Zum Beispiel kann das Flügelrad eine
zweite kreisförmige
obere Platte aufweisen, die parallel zur unteren Platte 251 ist
und davon mit den Schaufeln 249 dazwischen und einer zentralen Öffnung durch
die obere Platte beabstandet ist, um einen Flüssigkeitsstrom zentral zwischen
den Platten und daher radial durch die Schaufeln nach außen geleitet
zuzulassen. Das vereinfachte Flügelrad
wird, wie es dargestellt ist, als zu bevorzugen gehalten, da es
die Erzeugung eines wirbelnden Strudels unterhalb der Flüssigkeitsröhre 42 zentral
davon zulässt,
was als den Strom der Flüssigkeit radial
und nach oben über
den ringförmigen
Durchgang verbessernd angesehen wird.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der Behälter 202 als
nur an seinem Flüssigkeitseinlass 44 geöffnet dargestellt.
Bevorzugterweise kann der Flüssigkeitsspender,
der sowohl die Kappe 34 als auch die Flasche 202 umfasst,
in einer Position transportiert und vor dem Gebrauch gelagert werden,
in welcher der Stutzen der Flasche nach oben weist, und der Behälter kann
nur vor der ersten Benutzung in die in der 5 gezeigte
Position umgedreht werden.
-
Der
Spender in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist insbesondere für ein Abgeben
von Flüssigkeit,
so wie flüssiger
Seife oder anderen Putzmitteln, geeignet. Der Spender ist insbesondere
vorteilhaft für
Flüssigkeiten,
die keine hohe Viskosität
aufweisen, und wird mit typischen flüssigen Seifen, die im Handel
erhältlich
sind, für
zweckmäßig befunden
werden.
-
Der
Spender hat sich auch insbesondere zum Abgeben von Flüssigkeiten
als vorteilhaft erwiesen, die Viskositäten aufweisen, welche ungefähr abgeschätzt denen
von Wasser gleichen, und Flüssigkeiten,
so wie auf Alkohol basierenden in Krankenhäusern verwendete Desinfektionsmitteln,
die Viskositäten
aufweisen, die niedriger als die von Wasser sind.
-
Im
Falle eines normalen Betriebs des Flüssigkeitsspenders der ersten
Ausführungsform
zieht das Vakuum in der Flasche 202 Flüssigkeit zurück aus der
Luftröhre 38 in
die Kammer 33 und das System verhindert somit inhärent ein
Tropfen von Flüssigkeit
aus der Luftröhre 38.
-
Die
bevorzugte dargestellte Ausführungsform
zeigt die Flüssigkeitsröhre 42 als
zylindrisch und mit einem Radius, der im Wesentlichen dem Radius der
Seitenwand 36 über
dem unteren zylindrischen Abschnitt 228 gleich ist. Das
Flügelrad 250 ist
so dargestellt, dass es so bemessen ist, dass es ein radiales Ausmaß hat, das
geringfügig
kleiner als der Radius der Seitenwand 36 in dem unteren
Abschnitt 228 ist. Die bevorzugte Ausführungs form zeigt die Seitenwand 36,
wie sie einen kegelstumpfförmigen
Abschnitt 229 beinhaltet, der sich von dem zylindrischen unteren
Abschnitt nach oben öffnet.
Viele Modifikationen und Variationen werden sich in den Augen eines
Fachmanns eignen. Zum Beispiel kann das Flügelrad in einem unteren Abschnitt
der Kappe 204 bereitgestellt werden, der einen Radius hat,
welcher großer
als ein Radius der Flüssigkeitsröhre 42 ist, wobei
das Flügelrad
einen Radius hat, der kleiner, gleich oder größer dem Radius der Flüssigkeitsröhre 42 ist,
wobei allerdings zu bevorzugen gilt, wenn der Radius des Flügelrades
nur geringfügig
kleiner als der Radius der Seitenwand 36 ist, welcher sich
radial von dem Flügelrad
nach außen
erstreckt.
-
In
den bevorzugten Ausführungsformen kann
ein System, das eine wieder aufladbare Batterie und ein kleines
Solarpanel in einer Kombination umfasst, welches auf der Kappe getragen
wird, gut eine vorteilhafte Konfiguration umfassen, vorausgesetzt, dass
der Energieverbrauch des Motors bevorzugt als niedrig ausgewählt wurde.
-
In Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
ist der Querschnittsbereich des Durchgangs 41, der sich
zu dem radialen Auslass des Flügelrades 250 öffnet, relativ
groß.
Dies ist insofern vorteilhaft, dass nur ein minimaler Anstieg des Druckes
benötigt
wird, um den Pegel von Flüssigkeit in
der Kammer 33 bis zu einem Punkt anzuheben, so dass sich
der Pegel von Flüssigkeit
oberhalb der Luftröhre 38 befindet
und somit Flüssigkeit
abgegeben werden kann.
-
Es
wird Bezug auf 8 genommen, die eine modifizierte
Flasche 202 zur Verwendung mit einer Anwendung zeigt, die
der in den 1 bis 7 gezeigten ähnlich ist.
Die modifizierte Flasche 202 trägt eine halbkugelförmige bauchige
Vorwölbung bzw.
Ausbuchtung 260 auf einer Seite der Flasche 202,
die für
einen manuellen Eingriff ausgestaltet ist, um die Flasche zusammenzudrücken und
Flüssigkeit abzugeben.
Die Flasche 202 ist in Kombination mit einer harten Hülle 262 zum
Abdecken der Flasche gezeigt, wobei die Hülle zum Beispiel einen Teil
eines Gehäuses
zum Sichern des Spenders an einer Wand 264 bilden kann.
Vorzugsweise kann sich die bauchige Ausbuchtung 260 auf
der Flasche 202 nach außen durch eine Öffnung 266 in
der Hülle 262 erstrecken.
Die Ausbuchtung dient effektiv als eine vergrößerte Druckfläche, die
ein Benutzer mit seiner Hand greifen und somit die Wand, welche
das Gehäuse stützt, eindrücken kann,
wodurch die Flasche effektiv manuell zusammengedrückt und
Flüssigkeit
abgegeben wird.
-
Es
wird Bezug auf die 9 genommen, die einen weiteren
Mechanismus zum manuellen Zusammendrücken der Flasche zeigt. Ein
Hebel 270 ist zum Drehen um eine Achse 272 an
einem Gehäuse (nicht
gezeigt) montiert und beinhaltet ein Ende 274 des Hebels,
das für
einen manuellen Eingriff durch einen Benutzer geeignet ist, und
ein anderes Ende 276 des Hebels, was dann in die komprimierbare
Flasche 202 gedrückt
wird, um diese zusammenzudrücken. Solch
eine Anordnung ist in diesem einfachen Sinne in 9 dargestellt.
-
Es
wird Bezug auf 10 genommen, die eine Querschnittsansicht
zeigt, welche der von 6 ähnlich, aber von einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
-
Die
Ausführungsform
in 10 ist in zwei Belangen gegenüber der in 6 modifiziert.
-
Zuerst
ist zusätzlich
zur Luftröhre 38 und dem
Lufteinlass 40 ein zweiter Lufteinlass als eine Öffnung 400 durch
die Seitenwand 36 der Kappe 204 auf einer Höhe oberhalb
der Luftröhre 38 vorgesehen.
-
Als
eine zweite Modifikation gegenüber
der in
5 gezeigten wird das Flügelrad
250 in der
10 durch
einen magnetisch gekoppelten Antriebsmechanismus gedreht. Magnetisch
gekoppelte Antriebsmechanismen sind bekannt. Ein geeigneter Antrieb
wird zum Beispiel durch das
US-Patent 3,306,221 für Goodpasture
gelehrt, das am 28. Februar 1967 veröffentlicht wurde. Wie in
10 zu
sehen ist, erstreckt sich die Seitenwand
36 nach unten, um
mit der Basis
34 einen geschlossenen zylindrischen unteren
Abschnitt
228 zu bilden, innerhalb dem das Flügelrad
250 drehbar
koaxial um die Achse
210 durch einen Achsstummel
253 gelagert
ist, der sich nach unten erstreckt und in einer lagernden Sacklochbohrung
bzw. einem Blindloch in der Basis
34 aufgenommen ist. Um
den Achsstummel
253 herum ist ein angetriebener Magnet
402 gesichert.
-
Koaxial
um den unteren zylindrischen Abschnitt 228 ist ein ringförmiger Antriebsmagnet 404 auf
einem zylindrischen becherförmigen
Träger 406 getragen,
der für
eine Drehung um die Achse 210 gelagert ist und dadurch
gedreht wird, dass er über
den Schaft 254 mit dem Motor 256 gekoppelt ist.
Auf eine bekannt Art und Weise führt
eine Drehung des Antriebsmagneten 404 durch den Motor 256 zu
einer Drehung des angetriebenen Magneten 402 und dadurch
zu einer Drehung des Flügelrades 250.
Solche magnetisch gekop pelten Motoren sind im Handel erhältlich und
haben den Vorteil, dass keine Dichtung zwischen dem Flügelrad und
dem Motor benötigt wird.
-
Ein
Betrieb der Ausführungsform
in 10 ist dem der ersten Ausführungsform sehr ähnlich,
das heißt,
dass wenn sich das Flügelrad
nicht dreht, stellt sich ein Pegel der Flüssigkeit 26 ein, der
zwischen dem Lufteinlass 40 und dem Flüssigkeitseinlass 44 liegt,
da er durch das wenigstens teilweise Vakuum innerhalb der Flasche 202 aufrechtgehalten
wird. Bei einer Drehung des Flügelrades 250 wird
Flüssigkeit axial
durch den Durchgang 41 und aus der Luftröhre 38 herausgepumpt.
Die Luftöffnung 400 ist
vorgesehen, um eine kontinuierliche Abgabe von Flüssigkeit zu
erleichtern.
-
Bei
vielen Seifenspender ist gewünscht,
lediglich individuelle Dosierungen von Flüssigkeit bei jeder Betätigung der
Pumpe abzugeben. Dies kann auf viele Weisen erreicht werden, so
wie durch ein Steuern der Betriebszeit der Pumpe und Ähnlichem. In Übereinstimmung
mit der ersten Ausführungsform, wie
sie in 6 dargestellt ist, kann der Spender so angeordnet
werden, dass bei einer Rotation des Flügelrades 250 beim
Abgeben der Flüssigkeit
aus der Luftröhre 38 ein
Vakuum so weit in der Flasche 202 entwickelt wird, dass
die Pumpe nicht dazu fähig
ist, eine zusätzliche
Flüssigkeitsmenge
aus der Luftröhre zu
pumpen. Folglich wird, während
das Flügelrad 250 mit
dem Drehen fortfahren kann und innerhalb der Kappe einen Strudel
erzeugen kann, das Vakuum, welches in der Flasche 202 erzeugt
wird, ein Abgeben einer zusätzlichen
Menge von Flüssigkeit
verhindern.
-
Dies
kann eine vorteilhafte Weise zum Betreiben der Pumpe aus 6 sein,
so dass wegen des innerhalb der Flasche 202 erzeugten Vakuums inhärent ein
Betrieb des Motors und sogar mit einem fortfahrenden Betrieb des
Motors nur eine vorbestimmte Menge von Flüssigkeit dazu fähig sein
kann, abgegeben zu werden, vorausgesetzt, dass nach dem Abgeben
einer bestimmten Menge von Flüssigkeit
ein Vakuum in der Flasche erzeugt wird, was weitere Flüssigkeit
davon abhält,
abgegeben zu werden. Folglich wird, sogar wenn das Flügelrad für eine zusätzliche
Zeit gedreht wird, lediglich eine einzelne Dosierung von Flüssigkeit
abgegeben. Eine zweite Dosierung abzugeben erfordert ein Anhalten
der Drehung des Flügelrades,
das dann Flüssigkeit
in den Durchgang 41 unter dem Vakuum in der Flasche zurückziehen
lassen wird, so dass Flüssigkeit
unter den Flüssigkeitseinlass 44 gelangen
kann und daher das Vakuum in der Flasche entlasten kann.
-
In Übereinstimmung
mit der in 10 gezeigten Ausführungsform
kann der zweite Lufteinlass, der durch die Luftöffnung 400 bereitgestellt
wird, beim Zulassen eines kontinuierlichen Abgebens von Flüssigkeit
aus dem Behälter
behilflich sein. In der Ausführungsform
von 10 kann mit der Rotation des Flügelrades
und beim Austreten von Flüssigkeit durch
die Luftröhre 38 und
im Wesentlichen Füllen der
Luftröhre 38,
wie gezeigt, der zweite Lufteinlass, der durch die Öffnung 400 bereitgestellt
ist, Luft erlauben, in den Durchgang 41 einzutreten. Ein
signifikanter Strudel, der an dem Durchgang 41 aufgebaut wird,
neigt dazu, Flüssigkeit
gegen die äußere Wand 36 der
Kappe zu drängen,
und hilft dabei, es Luft zu erlauben, sich radial nach innen an
der Flüssigkeitsröhre 42 anliegend
auszudehnen und sich nach unten in den Flüssigkeitseinlass 44 zu
bewegen und daher nach oben in die Flasche 202 zu gelangen,
um das Vakuum darin zu entlasten und somit ein kontinuierliches
Pumpen zuzulassen. Die 10 stellt einen Zustand dar,
in dem das Flügelrad
bei einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird und ein Strudel nicht nur
intern innerhalb der Flüssigkeitsröhre 42,
sondern auch innerhalb des Durchgangs 41 aufgebaut wurde,
wo der Strudel bzw. Wirbel eine Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche hat.
-
In 10 ist
Luft gezeigt, wie sie konzeptuell nach unten in den Wirbel und daher
die Flüssigkeitsröhre 42 hinauf
fließt,
wie durch Blasen 408 dargestellt.
-
Es
wird Bezug auf die 11 und 12 genommen,
die eine dritte Ausführungsform
der Erfindung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigen und in denen ähnliche
Referenznummern verwendet werden, um sich auf ähnliche Elemente zu beziehen.
Die Ausführungsform
von 11 und 12 stellt
eine Konfiguration dar, in der das Flügelrad 250 zum Rotieren
um eine horizontale Achse 420 angeordnet ist. Wie in 11 zu
sehen ist, ist die Flasche 202 verschraubt mit einer rechtwinkligen
Versorgungsröhre 422 verbunden,
die Flüssigkeit 26 aus
der Flasche 202 in ein Pumpengehäuse 424 leitet, das
einen unteren Abschnitt 246 mit einer im Allgemeinen zylindrischen
Seitenwand 248 hat, die nach oben in einen oberen Abschnitt 250 übergeht,
von dem sich die Lufteinlassröhre 38 nach oben
bis zum Luftauslass 40 erstreckt. Die Versorgungsröhre 422 erweitert
effektiv die Flüssigkeitsröhre 42 auf
der Flasche und stellt einen effektiven Flüssigkeitseinlass 444 bereit,
der, wie am besten in 11 gesehen, unterhalb dem Lufteinlass 40 angeordnet
ist. Der Flüssigkeitseinlass 444 ist
so dargestellt, dass sein Ort in 12 als
gestrichelte Linie gezeigt ist, und stellt einen Einlass zu dem
Zentrum des Flügelrades 250 bereit.
Mit einer Drehung des Flügelrades 250 leiten
die Schaufeln des Flügelrades Flüssigkeit
in Umfangsrich tung nach außen
und wirken somit in einer Weise wie eine Zentrifugalpumpe, um Flüssigkeit
aus der Flüssigkeitsröhre 42 nach oben
zu pumpen und um die Flüssigkeit
in dem Gehäuse 424 bis
auf eine Höhe
zu heben, dass die Flüssigkeit
aus der Luftröhre 38 fließen kann.
-
Eine
Verwendung eines Flügelrades,
so wie dem in 11 gezeigten, erlaubt es Luft
und Flüssigkeit
vorteilhafterweise zwischen die Flasche 202 und die Luftröhre 38 zu
strömen,
wenn sich das Flügelrad nicht
dreht, was vorteilhaft für
ein manuelles Abgeben von Flüssigkeit
durch ein Zusammendrücken
der Flasche 202 ist, und zum Entlasten des Vakuums über den
Durchgang von Luft aus der Flüssigkeitsröhre 38 zurück in die
Flasche 202.
-
Während die
bevorzugten Ausführungsformen
Flügelräder zeigen,
die zum Rotieren um eine vertikale oder horizontale Achse angeordnet
sind, ist es anzuerkennen, dass die Flügelräder für eine Rotation um eine Achse
angeordnet werden kann, die fast in jedem Winkel ausgerichtet sein
kann, so wie es zweckdienlich ist.
-
Es
wird auf eine vierte Ausführungsform
eines Spenders in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, so wie in den 13 und 14 gezeigt.
-
Diese
Ausführungsform
hat viele Ähnlichkeiten
mit der ersten Ausführungsform,
allerdings sind bemerkenswerte Unterschiede, dass die Flasche 202 eine
starre, im Wesentlichen nicht zusammendrückbare Flasche ist.
-
Die
Kappe 204 und der Hals bzw. Stutzen 208 sind so
modifiziert, dass sie eine Vakuumentlastungseinrichtung bilden,
wie mit der ersten Ausführungsform.
In dieser Hinsicht tritt die Auslassröhre 38 in 10 aus
der Seitenwand 36 der Kappe an einem untersten Abschnitt
der Kappe aus. Keine Luft soll in dem System sein, außer der
an dem oberen Ende der Flasche. Eine Vakuumentlastungsröhre 300 ist
vorgesehen, die sich zu einer Seite des Flügelrades 250 vertikal
nach oben in die Flasche 202 bis zu dem oberen Ende der
Röhre erstreckt.
Die Lufteinlassröhre 300 hat
ihr unteres Ende im Eingriff mit einem Durchgang 600, der
nach unten durch die Kappe reicht und von einem radialen Durchgang 602 verbunden
wird. Ein nur schematisch dargestelltes Ventil 608 ist
in der Durchgangsröhre 600 innerhalb der
Kappe in einer geschlossenen Position vorgespannt und so angeordnet,
dass es nach Art eines magnetischen Ventils elektrisch geöffnet wird.
-
Die
Auslassröhre 38 erstreckt
sich nach oben und dann nach unten zu einer Auslassöffnung 40.
Durch eine Betätigung
des Flügelrades 250 durch den
Motor, während
das Magnetventil 608 geöffnet ist,
wird ein relativ niedriger von dem Flügelrad 250 zu erzeugender
Druck benötigt,
um Flüssigkeit
aus der Einlassröhre 38 zu
pumpen. Wenn das Flügelrad mit
dem Drehen aufgehört
hat, schließt
sich das Magnetventil 608 und der nach oben und unten geführte Weg
der Auslassröhre 38 wird
jegliches wesentliches Tropfen von Flüssigkeit aus dem Auslass 40 verhindern,
da die Flasche 202 nicht zusammendrückbar ist und das Ventil 608 die
Luftentlastungsröhre 300 verschließt. Das
Flügelrad
und sein Motor stellen eine zweckmäßige kostengünstige Zentrifugalpumpenanordnung
zum Abgeben einer Flüssigkeit
unter Vakuumentlastung der Flasche dar, die über die Vakuumentlastungsröhre 300 und
ihr Magnetventil 602 ermöglicht wird.
-
Das
Magnetventil ist in einer geschlossenen Position vorgespannt und
kann während
wenigstens einem Teil der Zeit geöffnet werden, wenn das Flügelrad gedreht
wird, wodurch der Flüssigkeitsstrom
aus der Flasche wegen der Schwerkraft und unterstützt durch
das Drehen des Flügelrades
erleichtert wird. Das Ventil kann durch einen Steuerschaltkreis
zum Schließen
des Ventils in einem Zeitdurchlauf relativ zur Aktivierung und Deaktivierung
des Motors gesteuert werden, üblicherweise
noch zu bevorzugen mit dem sich noch für eine Zeit, nachdem das Ventil geschlossen
wurde, anhaltend drehenden Flügelrad, um
dabei behilflich zu sein, wenigstens ein partielles Vakuum innerhalb
der Flasche zu erzeugen.
-
Es
wird nun Bezug auf die 15 bis 21 genommen,
von denen jede jeweils ein Reservoir bzw. Behälter 500, eine Druckentlastungseinrichtung 502 und
eine Pumpe 504 enthält.
In jedem Falle tritt eine Flüssigkeitsröhre 42 aus
dem Behälter
aus und ist mit ihrem Flüssigkeitseinlass
innerhalb der Druckentlastungseinrichtung 502 auf einer
Höhe unterhalb einer
Luftröhre 38 angeordnet
und ihr Auslass befindet sich auf einer Höhe von Flüssigkeit in der Druckentlastungseinrichtung 502,
die zwischen dem Flüssigkeitseinlass
und dem Lufteinlass liegt.
-
Die 15 stellt
einen Zustand dar, in dem die Pumpe 504 mit dem Reservoir
verbunden ist. Beim Betrieb der Pumpe, um Flüssigkeit aus dem Reservoir 500 abzugeben,
kann ein Vakuum in dem Reservoir 500 bis zu einem Ausmaß aufgebaut
werden, wie es durch die Vakuumentlastungseinrichtung 502 zugelassen
wird, die an einem gewissen Punkt gestatten wird, das Luft in die
Flüssigkeitsröhre 42 hinaufgezogen
wird, um den Druck in dem Reservoir 500 zu entlasten. Die 15 lässt ein
kontinuierliches Abgeben zu.
-
Die 16 stellt
einen Zustand dar, in dem die Pumpe 504 mit einem unteren
Flüssigkeitssammelbehälter- bzw.
Sumpfabschnitt der Druckentlastungseinrichtung 502 unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels
verbunden ist. Beim Aktivieren der Pumpe wird Flüssigkeit aus dem Reservoir 500 in
den Sammelbehälter
der Druckentlastungseinrichtung 502 gezogen und Luft kann
in die Luftröhre 38 eintreten,
um das in dem Reservoir 500 gebildete Vakuum zu entlasten.
-
Die 17 stellt
eine Anordnung dar, in der die Pumpe 504 innerhalb des
Sammelbehälters
der Druckentlastungseinrichtung 502 angeordnet ist und die
Pumpe von der mit dem Reservoir verbundenen Flüssigkeitsröhre 42 Flüssigkeit
empfängt.
Die Pumpe gibt Flüssigkeit
in die Druckentlastungseinrichtung ab. Die Flüssigkeit wird aus der Luftröhre 38 ausgelassen
und die Anordnung ist sowohl für
einen Luft- als auch Flüssigkeitsstrom
durch die Röhre 38 und ebenfalls
für einen
Luft- und Flüssigkeitsstrom
durch die Pumpe 504 geeignet.
-
Die 18 stellt
eine der 15 ähnliche Anordnung dar, in der
allerdings die Pumpe 504 in den Sammelbehälter der
Druckentlastungseinrichtung 502 abführt.
-
Die 19 stellt
einen der 16 ähnlichen Zustand dar, in dem
sich an die Luftröhre 38 allerdings
ein Flüssigkeitsauslass 508 von
der Pumpe 504 anschließt.
-
Die 20 stellt
eine der 16 ähnliche Anordnung dar, in der
die Pumpe 504 allerdings intern innerhalb des Sammelbehälters bzw.
Sumpfes der Druckentlastungseinrichtung 502 ist.
-
Die 21 stellt
einen der 20 ähnlichen Zustand dar, in dem
allerdings die Luftröhre 38 mit dem
Auslass 508 von der Pumpe 504 verbunden ist.
-
Die
in den 1 bis 7 dargestellte Ausführungsform
ist in der 17 schematisch gezeigt, in deren
Ausführungsform
sowohl Luft als auch Flüssigkeit
innerhalb und außerhalb
die Pumpe 504 durchlaufen muss und ebenso durch die Luftröhre 38 und
die Flüssigkeitsröhre 42.
Derartige Anordnungen erfordern eine Pumpe, die einen inneren und äußeren bzw.
nach innen und außen
gerichteten Strom zulassen, so dass die Anordnung es Luft gestatten kann,
in das Reservoir 500 einzutreten, um das Vakuum in dem
Reservoir zu entlasten. Ebenso erlaubt eine solche Konfiguration
es, durch ein manuelles Zusammendrücken des Reservoirs Flüssigkeit
zu spenden.
-
In
der Anordnung von 15 lässt die Pumpe 504 vorzugsweise
lediglich einen Strom nach außen
zu. Nichts desto trotz wird die Anordnung von 15 einen
Handbetrieb durch ein Zusammendrücken
des Reservoirs 500 zulassen, wenn die Pumpe nicht betriebsfähig ist. Ähnlich ist
in 16 die Pumpe 504 lediglich dazu gedacht,
einen Flüssigkeitsstrom
nach außen
zuzulassen. Die Anordnung von 16 wird
es auch erlauben, Flüssigkeit
manuell durch ein Zusammendrücken
eines zusammendrückbaren
Behälters 500 abzugeben.
-
In
der Anordnung von 18 erlaubt die Pumpe 504 vorzugsweise
lediglich einen Fluidfluss in eine Richtung, allerdings kann sie
dadurch einen Flüssigkeits-
und/oder Luftstrom in beide Richtungen zulassen. In jedem der beiden
Fälle ist
die Anordnung von 18 für ein manuelles Abgeben durch ein
Zusammendrücken
des Behälters 500 geeignet. In
der 18, ob durch eine Pumpe oder manuelles Zusammendrücken betrieben,
werden sowohl Luft als auch Flüssigkeit
durch die Luftröhre 38 austreten, allerdings
ist es nicht notwendig, dass die Pumpe 504 einen anderen
Flüssigkeitsstrom
als von dem Reservoir 500 nach außen zulässt.
-
Die
Anordnung von 20 hat im Wesentlichen die gleiche
Wirkung wie die in 16, wobei die Pumpe 504 lediglich
einen Flüssigkeitsstrom
nach außen
zulässt.
Der Unterschied zwischen 20 und 16 ist,
dass die Pumpe in 20 als innerhalb des Sammelbehälters der
Flüssigkeitssteuerungseinrichtung
dargestellt ist, was zweckdienlich sein kann.
-
Die 21 ist
eine Anordnung, die im Wesentlichen der in 20 gezeigten
gleich ist, allerdings mit der Luftröhre 38 verbunden mit
der Pumpenauslassröhre 508,
und in der Ausführungsform von 21 wird
es vorgezogen, dass die Pumpe lediglich einen Flüssigkeitsstrom nach außen zulässt.
-
In
jeder der Ausführungsformen
der 15 bis 21 ist
der Behälter
vorzugsweise ein zusammenklappbarer Behälter mit einer innewohnenden Vorspannung,
um eine innenwohnende Form anzunehmen. Der Strom von Luft oder Flüssigkeit
aus den verschiedenen Öffnungen
ist für
Luft mit dem Buchstaben „A" oder für Flüssigkeit
durch den Buchstaben „L" bezeichnet.
-
Es
wird auf die 22 bis 26 Bezug
genommen, die eine fünfte
Ausführungsform
eines Spenders in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigen, die in ih rem Betrieb ähnlich dem Spender
der 1 bis 7 ist. Die gleichen Bezugszeichen
wie in den 1 bis 7 werden
in den 25 bis 27 zum
Darstellen ähnlicher
Elemente verwendet.
-
Eine
Basiskappe 204 umfasst einen Grundkörper bzw. Gehäuseabschnitt 520,
eine Öffnung bzw.
Düse 522 und
eine Verschlussplatte 524, von denen jedes vorzugsweise
ein integrales bzw. eingebautes Element ist, das aus Plastik spritzgegossen ist.
-
Eine
elektrische Einheit 526 ist vorzugsweise als eine vormontierte
Einheit bereitgestellt, die eingebaut einen Motor 256,
eine Motorwelle 254, eine Batterie 364, eine Steuerungsleiterplatte 366 und
zwei Schalteinrichtungen 368 und 369 aufweist.
Jede Schalteinrichtung umfasst vorzugsweise sowohl einen Sender
als auch einen Empfänger,
um jeweils Strahlen abzugeben und reflektierte Strahlung zu erfassen.
Die elektrische Einheit 526 ist dazu angepasst, vertikal
in einen Innenraum 528 der Basiskappe 204 eingesetzt
zu werden, wobei ein Dichtelement 253 eine Dichtung um
die Motorwelle 254 und zwischen einer Wellen- bzw. Schaftöffnung 263 der
Basiskappe 204 bildet, die eine Öffnung für die Welle 254 und
ein oberstes Ende eines den Motor umfassenden Abschnittes 256 der
elektrischen Einheit 526 umfasst.
-
Die
elektrische Einheit 526 wird an ihrem Ort in der Basiskappe 204 durch
eine Verschlussplatte 524 gesichert, welche die elektrische
Einheit 526 zwischen der Basiskappe 202 und der
Verschlussplatte 524 einschließt.
-
Wenn
die elektrische Einheit 526 in der Basiskappe 202 angeordnet
ist, präsentiert
sie ihre beiden Schalteinrichtungen 368 und 369,
damit diese sich in einer abgedichteten Art und Weise durch zwei Schalteröffnungen 530 und 532 zu
erstrecken, die in Einschnitten 534 und 536 in
einer Vorderfläche
der Basiskappe 202 unterhalb der Düse 522 bereitgestellt
sind.
-
Ein
Bereitstellen der elektrischen Einheit 526 in der Art,
dass sie eine oder mehrere, aber vorzugsweise eine einzige Leiterplatte 366 mit
einbezieht, um alle Steuerungselemente, wie die Sensoren und elektrischen
Verbindungen für
den Motor und die Batterien oder Verbindungen zu einer externen
Energieversorgung, zu tragen, ist vorteilhaft, um Kosten zu reduzieren.
-
Um
sich zur Verwendung mit einer Flasche 202 zu eignen, die
eine Standardflasche mit einem konventionellen mit einem Gewinde
versehenen Hals bzw. Stutzen 208 ist, wird eine separate
Adapterhülse
bzw. Manschette 538 mit einem ersten rohrförmigen Abschnitt 540 bereitgestellt,
der durch einen Reibschluss innerhalb des Stutzens 208 der
Flasche 202 aufgenommen ist, und mit einem zweiten rohrförmigen Abschnitt 542,
der sich davon nach unten erstreckt. Die 24 stellt
einen zusammengesetzten Zustand in geschlossener Position ähnlich dem
in 5 dar, mit der Adapterhülse 538 in einer abdichtenden
Beziehung mit der Kegelstumpfposition 229 der Seitenwand 36 der
Basiskappe 202.
-
Wie
zu sehen ist, wird ein ringförmiger Durchgang 41 radial
nach außen
von dem zweiten rohrförmigen
Abschnitt 542 der Adapterhülse 538 und der Seitenwand 36 der
Basiskappe 202 definiert.
-
Zum
Verwenden beim Abgeben, um einen gleichen Zustand anzunehmen, wie
der, der in 6 gezeigt ist, wird die Flasche 202 in 24 relativ
zur Basiskappe 202 gedreht, um einen idealen Abstand zwischen
einem unteren Ende der Adapterhülse 538 und
dem Kegelstumpfabschnitt 229 der Seitenwand zu erschaffen.
-
Der
Spender in den 22 bis 26 kann tragbar
sein und sich auf der Verschlussplatte 524 abstützen, wobei
diese auf einer Stützfläche, wie
einem Tisch, ruht. Die 22 bis 26 zeigen
allerdings die Flasche 202 als wieder entfernbar an einem optionalen
Wandhalterungsträger 544 mit
Stütz-
bzw. Tragarmen 546 und 548, die sich unterhalb
der Flasche 202 auf jeder Seite des mit dem Gewinde versehenen
Halsabschnittes 208 der Flasche 202 erstrecken.
-
Eine
bevorzugte Verwendung des Spenders der 22 bis 27 ist
zur Abgabe von Alkoholputzlösungen.
Solche Lösungen
sind entflammbar und können
einen relativ niedrigen Flammenpunkt haben, der zum Beispiel auf
der Zusammensetzung basiert und 21°C oder geringer sein kann. Um
das Risiko einer Flamme an der Düse 522 oder
in der Flügelradkammer
zu vermindern, die sich in die Flasche 202 erstreckt, oder
um ein Risiko einer Explosion in der Flasche 202 zu verringern,
können
Flammenbarrieren, so wie Drahtgeflechte oder Siebe entlang den verschiedenen
Durchgängen
angeordnet werden, um die Flamme auf einer Seite des Siebes davon
abzuhalten, durch das Sieb hindurch fortzuschreiten. Vorzugsweise
kann sich ein nur in der 24 gezeigtes
Gittersieb über
das innere Ende der Adapterhülse 538 erstrecken,
um auf der Oberseite der Hülse 538 zu
sitzen, wie in 24 gezeigt. Ein Gittersieb kann auch über die
Düse oder
den Durchgang von der Flügelradkammer
zu der Düse
angeordnet werden. Weitere Explosionsbeständige Materialien, so wie ein
poröses
Metallsieb bzw. eine poröse
Metallabschirmung können
vorgesehen werden, um Teile der Flasche 202 auszufüllen.
-
Es
wird Bezug auf die
27 genommen, die eine Flaschenzusammensetzung
600 zum
Ersetzen der Flasche
202 in den
22 bis
26 zeigt. Die
Flaschenanordnung umfasst eine obere Flasche
602 und ein
unteres Gefäß
604.
Die obere Flasche
602 ist eine typische Flasche mit einem
mit einem Gewinde versehenen männlichen
Hals oder Stutzen
605, um lediglich eine abzugebende Alkoholflüssigkeit
aufzunehmen. Der untere Behälter
604 hat
einen mit einem Gewinde versehenden weiblichen Einlass
606,
um nach Art einer Verschraubung den Stutzen
605 der oberen
Flasche
602 aufzunehmen. Der untere Behälter
604 hat einen
männlichen
mit einem Gewinde versehenen Stutzen
608, um in die Basiskappe
204 einzugreifen.
Der Behälter
bzw. das Gefäß
604 ist
mit einer explosionsbeständigen
Matrix
610 versehen, die nur schematisch gezeigt ist und
ein dünnes
Metallnetz umfasst, das zusammengefaltet und in das Gefäß
604 gestopft
wurde, um dieses im Wesentlichen auszufüllen. Die Matrix
610 ist
porös und
erlaubt es Alkohol, durch sie hindurch zu fließen. Wie bekannt ist, hilft
die Matrix dabei, Flammen davon abzuhalten, in und durch das Gefäß zu gelangen und
hilft beim Verhindern von Explosionen entflammbarer Dämpfe und
Flüssigkeiten
in dem Gefäß. Die Matrix
610 ist
vorzugsweise ein Filtermasseneinsatz, um die Wärmeverteilung zu verbessern,
damit Explosionen unterdrückt
werden, und kann zum Beispiel von einem Typ sein, der in den
US-Patenten USP 3,356,256 an
Szgo,
USP 4,613,054 an
Schrenk,
USP 4,673,098 oder
USP 4,925,053 an Fenton
gelehrt wird.
-
Die
in den 1 bis 7, 10, 11 und 12 dargestellten
Spender stellen jeweils eine Kammer zur Verfügung, innerhalb der ein Flügelrad drehbar
ist. Die Kammer hat einen Boden bzw. eine Basis und Seitenwände, die
sich von der Basis nach oben erstrecken, und eine Auslassöffnung auf einer
Höhe oberhalb
der Basis. Flüssigkeit
befindet sich in der Kammer auf einer Höhe unterhalb der Auslassöffnung.
Das Flügelrad
in der Kammer ist um eine Achse drehbar, um auf das Flügelrad treffende bzw.
tropfende Flüssigkeit
abzugeben, so dass Flüssigkeit
in der Kammer auf eine Höhe
der Auslassöffnung
in der Kammer gehoben wird, so dass Flüssigkeit oberhalb der Auslassöffnung aus
der Kammer über
die Auslassöffnung
austritt. Eine Drehung des Flügelrades
veranlasst vorzugsweise einen Flüssigkeitsstrom
in der Kammer, eine stehende Welle einzunehmen, welche die Höhe der Flüssig keit
in dem Behälter
anhebt. Eine bevorzugte stehende Welle ist ein Strudel bzw. ein
Wirbel, der Flüssigkeit
radial nach außen
in die Seitenwände
und die Seitenwände hinauf
leitet. Die Spender stellen ein Reservoir zum Auffüllen der
Flüssigkeit
in der Kammer zur Verfügung,
das vorzugsweise vertikal oberhalb der Kammer liegt und eine Quelle
für Flüssigkeit
für die
Kammer bereitstellt. Die Kammer und das Reservoir müssen nicht
miteinander verbunden sein. In den bevorzugten Ausführungsformen
beschränkt
ein Druckentlastungsmechanismus den Flüssigkeitsstrom aus einem Reservoir
oberhalb des Behälters
und ist dazu einsetzbar, den Flüssigkeitspegel
in der Kammer davon abzuhalten, unterhalb eines Minimums oder oberhalb
eines Maximums zu gelangen, das ein anders ist, als wenn das Flügelrad betrieben
wird. Andere Mechanismen als ein Druckentlastungsmechanismus können dazu
verwendet werden, um den Flüssigkeitspegel
in der Kammer zwischen einem Minimum und einem Maximum zu halten,
so wie ein Schwimmerventilmechanismus, der auf der Höhe der Flüssigkeit
in der Kammer treibt, oder ein Kammerflüssigkeitsanzeiger, der zusammenwirkend
mit einem Ventil gekoppelt sein kann, um Flüssigkeit aus dem Reservoir
abzugeben, wie zum Beispiel das Magnetventil 600 in der 10.