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4Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dosiersystem und insbesondere
ein System zum Dosieren einer Flüssigkeit
in einen Behälter.
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Hintergrund und Stand
der Technik
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere für Hersteller eines Produkts
anwendbar, das ein Volumen einer Fluidzusammensetzung umfasst, die
in einen in der Hand haltbaren Behälter dosiert wird. Ohne dass
dies vorgeschrieben ist, liegt das Volumen der Zusammensetzung in
solchen Behältern
typischerweise zwischen 5 und 1000 ml, obwohl Behälter mit
entweder einem größeren oder
kleineren Volumen in Abhängigkeit
von den vorherrschenden Umständen
denkbar wären.
Die Fluidzusammensetzungen in solchen Produkten enthalten normalerweise eine
oder mehrere flüssige
Komponenten, wie Additive, die der Zusammensetzung eine wünschenswerte
Eigenschaft verleihen sollen. Viele von diesen Komponenten oder
Additiven sind jeweils üblicherweise
als relativ kleiner Anteil der gesamten Zusammensetzung vorhanden,
aber aus vielen Gründen
ist es erwünscht,
dass sie/es genau in die Zusammensetzung dosiert wird. Einige der
Gründe
stehen direkt mit der Art der Komponente oder des Additivs im Zusammenhang,
wie Veränderung
der Produktqualität; beispielsweise
wenn das Additiv ein Duftstoff oder eine Komponente eines Duftstoffs
ist, würde
eine falsche Dosierung den wahrgenommenen Geruch des Produkts ändern. Andere
Gründe
können
eine weitverbreitete Anwendbarkeit haben; beispielsweise sind viele
Additive relativ teuer, sodass die Gesamtkosten des Produkts selbst
durch eine kleine Steigerung der Menge des zugegebenen Additivs
unabsichtlich erhöht
werden können.
Die vorliegende Erfindung ist am wünschenswertesten bezüglich der Dosierung
einer Komponente oder nur eines kleinen Bruchteils der Zusammensetzung
in den Behälter
anwendbar.
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Bei
einem zweckmäßigen Verfahren
für Hersteller
zum Füllen
von Behältern
oder zum Einführen von
einer oder mehreren Komponenten in diese wird der Behälter zu
einer Füllstation
befördert,
wird dort lange genug gehalten, um ihn zu füllen, und wird anschließend entfernt,
damit er einem anschließenden Vorgang
unterzogen wird, wie z.B. Abdecken oder Versiegeln des Behälters. Die
maximale Geschwindigkeit einer Fülllinie
wird durch die Geschwindigkeit des langsamsten Vorgangs gesteuert,
was Konsequenzen haben kann, wie nachstehend angegeben.
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Vorher
wurde eine Vorrichtung zum Befördern
einer Fluidzusammensetzung oder Komponente davon in einen Behälter oder.
zum Inhalt eines Behälters
durch eine Düse
in einem Ausgabekopf unter Druck beschrieben.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Produkts, das eine Fluidzusammensetzung
enthält,
bestand darin, eine große
Charge der Zusammensetzung, die alle ihre Bestandteile enthält, in einem
Bottich vorzubereiten und dann eine abgemessene Dosis dieser Zusammensetzung
aus dem Bottich in den gewählten
Behälter
zu entnehmen. Dies ist ein System, das eine weitverbreitete Anwendbarkeit
hat, da es relativ einfach zu betreiben ist. Es ist relativ leicht, große Volumina
von Fluiden zu vermischen, um eine vernünftige Homogenität und Dosisgenauigkeit
zu erreichen. Ein solcher Maßstab
bedeutet, dass sogar vergleichsweise kleine Anteile eines Bestandteils ziemlich
genau zugegeben werden können.
In einem Maßstab
von 10 Tonnen bilden beispielsweise 0,1 Gew.-% 10 kg, die schnell
mit einer Genauigkeit von besser als 1% gewogen werden können.
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Ein
Chargenherstellungssystem ist jedoch relativ unflexibel zu betreiben
und umfasst eine Vielzahl von Nachteilen, die zutreffender werden,
wenn sich die Gewohnheiten der Verbraucher und die Betriebsanforderungen
der Hersteller ändern.
Es bestand ein zunehmender Trend zu größerer Vielfalt in einem beliebigen
einzelnen Produkt, wie Veränderungen
der Anzahl von unterschiedlich duftenden Produkten, die Verbrauchern
angeboten werden, um ihre individuellen Vorlieben zu treffen. Zweitens
besteht ein Trend, dass Hersteller die Herstellung auf eine kleinere
Anzahl von Herstellungsorten konzentrieren. Beide dieser Trends
bedeuten, dass eine verringerte Wahrscheinlichkeit besteht, dass
aufeinanderfolgende Chargen, die im gleichen Bottich hergestellt
werden, dieselbe Zusammensetzung aufweisen. Wenn die Zusammensetzung
von aufeinanderfolgenden Chargen unterschiedlich ist, ist es erforderlich,
den Bottich und die Zuführungsleitung
zur Station zu reinigen, um eine Kreuzverunreinigung zwischen den
zwei Zusammensetzungen zu vermeiden. Dies kann zu einer deutlichen
Ausfallzeit zwischen der Herstellung der Chargen führen und
zweitens besteht ein Verlust der ersten Zusammensetzung, die an
der Bottichwand und in der Zuführungsleitung
haftete. Diese Faktoren steigern beide die mittleren effektiven
Herstellungskosten des Herstellers.
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Folglich
hat der Erfinder untersucht, wie die vorstehend umrissenen Probleme
bei der Chargenherstellung zu verringern oder zu umgehen sind. Bei einem
Ersatzverfahren hielt der Erfinder die direkte Einführung einer
flüssigen
Komponente der Zusammensetzung in den letztlichen Behälter für denkbar. Dies
wirft jedoch eine weitere Reihe von Problemen oder Schwierigkeiten
auf. Da das Volumen der in einen Behälter einzuführenden Zusammensetzung relativ
klein im Vergleich zur Größe der Charge
ist, ist es erstens ein wesentlich größeres Problem, ein genaues
Gewicht einer individuellen Komponente und insbesondere eines Additivs
im Vergleich zu einer ganzen Charge in den Behälter zu dosieren. Zweitens
kann das Dosieren direkt in den Behälter am leichtesten über eine
Station an der Linie in Betracht gezogen werden. Die Geschwindigkeit
der Linie gibt die Länge
des Fensters vor, während
sich der Behälter
unter der Station befindet, während
dessen die Zugabe der Komponente ausgeführt werden kann. Dies ist üblicherweise
ein relativ kurzer Zeitraum, der häufig in Bruchteilen einer Sekunde
gemessen wird. Obwohl das Fenster durch Bewegen der Station mit im
Allgemeinen derselben Geschwindigkeit wie die Linie verbreitert
werden könnte,
um beide länger
in Deckung zu halten, macht dies die Maschinenanlage an sich kompliziert,
was sie teurer macht und ein zusätzliches
Risiko eines mechanischen Ausfalls einführt.
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In
DE 19701001 A sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und
8 offenbart. In
GB 1492451 ist
ein einfaches Verfahren zum Messen des ungefähren Volumens eines teilchenförmigen Materials
wie z.B. eines Durchlaufs von Mahlkohle, die vom Ende eines Förderbandes
abfällt,
beschrieben, wobei eine Lichtquelle, die die fallende Kohle beleuchtet,
ein Schattenprofil auf einen durchscheinenden Schirm wirft, der
durch eine Fernsehkamera oder eine Photodiodenanordnung abgetastet
wird. Diese Offenbarung stellt höchstens
eine Hintergrundlehre in Bezug auf das Problem, das die vorliegende
Erfindung angeht, bereit.
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Weiterhin
ist in
GB 2081438 A eine
kontaktfreie Volumenüberwachungsvorrichtung
mit einem ersten Abtastmittel zum Messen der Geschwindigkeit eines
Materialstroms und einem zweiten Abtastmittel zum Messen der Breite
des Stroms beschrieben.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu identifizieren, die eines oder mehrere der vorstehend
identifizierten Probleme beseitigen oder verbessern können, um
die behälterinterne
Dosierung einer flüssigen
Komponente in einen Behälter
zu verbessern.
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Es
ist eine weitere Aufgabe von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die Dosierung eines kleinen Volumens
einer Flüssigkeit
in einen Ausgabebehälter
an einer Hochgeschwindigkeits-Fülllinie
zu verbessern.
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Zusammenfassung und Kurzbeschreibung
der vorliegenden Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Einführung einer
Dosis einer flüssigen
Komponente in einen Behälter
mit einer offenen Mündung
bereitgestellt, umfassend die Schritte:
Befördern des Behälters zu
einer Dosierstation,
Halten des Behälters innerhalb der Dosierstation, während die
Dosis in den Behälter
eingeführt
wird, und anschließend
Wegbefördern
des Behälters
von der Dosierstation,
wobei die Station umfasst
ein Haltemittel
für den
Behälter,
einen
Dosierkopf, der über
dem Haltemittel angeordnet ist und in dem eine Dosierdüse untergebracht
ist, die in Richtung der Mündung
des Behälters
nach unten orientiert ist,
eine Einlassleitung für die flüssige Komponente,
die in der Düse
endet, und
ein Fluiddurchfluss-Regelventil, das innerhalb der Einlassleitung
montiert ist und das für
einen vorbestimmten Zeitraum geöffnet
werden kann;
Öffnen
des Ventils, wenn der Behälter
innerhalb der Dosierstation gehalten wird, und Ausstoßen der
Dosis der flüssigen
Komponente durch die Düse
in einem Strom; gekennzeichnet durch
Abrastern des Stroms mit
einem durch einen Laser erzeugten Lichtstrahl in häufigen Intervallen;
Berechnen
der Breite des Stroms bei jeder Abrasterung und Erzeugen eines repräsentativen
Werts des Volumens der flüssigen
Komponente zwischen aufeinanderfolgenden Abrasterungen aus dieser
und Aufsummieren von aufeinanderfolgenden repräsentativen Werten, um einen
Summenwert für
die Dosis zu erzeugen;
Vergleichen des Summenwerts mit einem
vorbestimmten Bereich von Dosiswerten und, wenn der Summenwert über oder
unter dem Bereich von Dosiswerten liegt, Erzeugen eines Sig nals,
um das Mittel zum Verringern bzw. Erhöhen der in einen nachfolgenden
Behälter
eingeführten
Dosis zu betätigen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Einführung einer
bestimmten Dosis einer flüssigen
Komponente in einen Behälter
mit einer offenen Mündung
bereitgestellt, umfassend:
ein Fördermittel zum Befördern des
Behälters
zu einer Dosierstation und ein Fördermittel
zum Wegbefördern
des Behälters
von der Dosierstation, nachdem die Dosis in den Behälter eingeführt wurde,
wobei
die Dosierstation umfasst:
ein Haltemittel zum Halten des Behälters in
der Dosierstation,
einen Dosierkopf, der über dem Haltemittel angeordnet
ist und in dem eine Dosierdüse
untergebracht ist, die in Richtung der Mündung des Behälters nach
unten orientiert ist,
eine Einlassleitung für die flüssige Komponente, die an einem
Ende mit einem Lagergefäß für die flüssige Komponente
verbunden werden kann und an einem zweiten Ende in der Dosierdüse endet,
und
ein Fluiddurchfluss-Regelventil, das innerhalb der Einlassleitung
montiert ist,
ein Steuermittel zum Öffnen und Schließen des
Fluiddurchfluss-Regelventils, wenn sich der Behälter in der Dosierstation befindet,
ein
Mittel zum Ausstoßen
der Flüssigkeitsdosis
durch die Dosierdüse
in Form eines Stroms, gekennzeichnet durch
einen Lasergenerator,
der in einer Höhe
zwischen der Höhe
des Haltemittels und der Höhe
der Düse angeordnet
ist und so orientiert ist, dass er mit einem schmalen Lichtstrahl
in regelmäßigen häufigen Intervallen
den Strom der flüssigen
Komponente auf einen Detektor abrastert, wodurch die Breite des Stroms
in jedem Intervall gemessen wird,
eine Steuereinheit, die dazu
ausgelegt ist, ein Eingangssignal vom Detektor zu empfangen, wobei
die Steuereinheit erstens die Breite des Stroms bei jeder Abrasterung
be rechnet und dadurch einen repräsentativen
Wert des Volumens der flüssigen
Komponente im Strom im Intervall zwischen einer Abrasterung und
der nächsten
erzeugt, zweitens einen Summenwert des gesamten Volumens des Stroms
in der Dosis berechnet, drittens den Summenwert mit einem vorbestimmten
Bereich von Dosiswerten vergleicht und, wenn der Summenwert über oder
unter dem vorbestimmten Bereich liegt, ein Signal erzeugt, um ein
Mittel zum Verringern bzw. Erhöhen
des in einen nachfolgenden Behälter
eingeführten
Dosiswerts zu betätigen.
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Bei
der Ausführung
arbeitet das Durchflussregelventil unter der Steuerung einer Zeitsteuervorrichtung,
die das Ventil für
einen festgelegten Zeitraum öffnet.
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Wenn
das Durchflussregelventil offen ist, wird ein Strom einer flüssigen Komponente
in Richtung des Behälters
ausgestoßen.
Im Wesentlichen rastert die abrasternde Laservorrichtung den Strom sehr
häufig
und in einem konstanten Intervall zwischen jeder Abrasterung ab.
Der Detektor erfasst, wo der schmale Lichtstrahl, der vom Lasergenerator
erzeugt wird, vom Strom der flüssigen
Komponente abgefangen wird und wo er vom Emitter zum Detektor durchtritt,
ohne auf den Strom zu treffen, sodass die Breite des Stroms bei
jeder Abrasterung berechnet werden kann. Aus der Breite der Abrasterung
kann die Querschnittsfläche
des Stroms leicht in Verbindung mit dem bekannten Querschnitt des
Auslasses der Dosierdüse
berechnet werden. Im Allgemeinen kann angenommen werden, dass der
Strom die Querschnittsform des Düsenauslasses, üblicherweise
ein Kreis, beibehält,
sodass das Volumen aus der Formel (πld2/4,
wobei d die Breite des Stroms ist und l die vom Strom zwischen aufeinanderfolgenden
Abrasterungen zurückgelegte
Strecke ist) berechnet werden kann, wodurch ein Wert erzeugt wird,
der das Volumen des Stroms zwischen aufeinanderfolgenden Abrasterungen
darstellt. Durch Aufsummieren der Werte von aufeinanderfolgenden
Abrasterungen kann der repräsentative
Summenwert für
das Volumen des Stroms in jeder Dosis erzeugt werden.
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Der
Summenwert für
jede Dosis wird dann mit einem vorbestimmten Bereich von Dosiswerten verglichen
und, wenn er entweder höher
oder niedriger ist als dieser Bereich, ist die Vorrichtung programmiert,
um ein Signal für
ein Mittel zum Einstellen der Größe der Dosis
zu erzeugen. Dieses Dosiseinstellmittel kann entweder das Ändern des
Zeitraums, für den
das Durchflussregelventil offen gehalten wird, oder ein Mittel zum Ändern des
auf die flüssige
Komponente ausgeübten
Drucks, um sie durch das offene Durchflussregelventil auszustoßen, umfassen.
Bevor der Abrasterlaser auf die nächste Dosis trifft, wird der Summenwert
für den
Strom auf Null zurückgesetzt.
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Der
Bereich von Dosiswerten kann durch die Bedienperson geändert werden,
um zu ermöglichen, dass
eine andere vorbestimmte Menge derselben Flüssigkeit oder einer anderen
Flüssigkeit
in jeden Behälter
eingeführt
wird.
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Bei
der Ausführung
besteht während
eines Produktionsdurchlaufs manchmal eine Tendenz, dass das Volumen
einer Dosis, die ausgegeben wird, vom Beginn des Durchlaufs bis
zum Ende des Durchlaufs abfällt,
was zumindest teilweise von dem Mittel abhängt, das zum Aufbringen von
Druck auf die Flüssigkeit,
die dosiert wird, gewählt
wird. Unter solchen Umständen
ist es folglich üblicher,
das Dosisvolumen periodisch zu erhöhen, wenn das Volumen unter
seine festgelegte untere Grenze für eine annehmbare Dosis fällt, anstatt
das Dosisvolumen zu senken, sollte es seine festgelegte obere Grenze überschreiten. In
vielen Fällen
ist die Dosisvolumenänderung
eine Schrittänderung,
die wünschenswerterweise
vorgesehen ist, um das Dosisvolumen in den vorbestimmten Dosisvolumenbereich
zurückzubringen,
beispielsweise bis zu einem Punkt an oder nahe dem Mittelpunkt dieses
Bereichs, das heißt
die Volumenschrittänderung
ist ungefähr
die halbe Größe des Bereichs,
wie 40 bis 60% des Bereichs. In einigen Fällen wird jedoch die minimale
Schrittänderung
durch die Anlage vorgegeben, was wiederum bedeuten kann, dass der
Schritt etwas größer ist
als das vorstehend angegebene, insbesondere im Zusammenhang mit der
Dosierung relativ kleine Volumen. Wenn der minimale Schritt geringer
ist als etwa die Hälfte
des Volumenbereichs, hat der Benutzer auch die Option, die Schrittänderung
so einzustellen, dass sie nicht den Mittelpunkt in diesem Bereich,
sondern statt dessen irgendeinen Punkt, der näher an der Grenze liegt, aus
der die Dosierung vorher herausfiel, erreicht.
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Es
ist natürlich
auch möglich,
dass der Benutzer zwei Bereiche festlegt, falls dies so erwünscht ist,
wobei der eine ein äußerer Bereich
ist und der andere ein darin verschachtelter innerer Bereich ist.
Die Existenz eines inneren Bereichs ermöglicht, dass der Benutzer ein
Dosisvolumen aufrechterhält,
das relativ nahe der Mitte des Bereichs liegt, wie vorstehend angegeben,
und die Grenzen des äußeren Bereichs können als
oder zum Erzeugen eines Warnsignals für den Benutzer wirken, dass
ein Problem entstanden ist.
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Die
Wiederherstellung des Dosisvolumens auf innerhalb des gewünschten
Bereichs kann in einer Vielfalt von verschiedenen Weisen ausgeführt werden,
einschließlich
Erhöhen
der Masse von Gas, das in einem Zuführungsgefäß vorhanden ist, das die flüssige Komponente
enthält,
oder durch Ändern
der Zeit, in der das Durchflussregelventil während jedes Dosierzyklus offen
ist.
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Obwohl
diese Erfindung zum Einführen
einer kleinen Menge einer Flüssigkeit
in einen Behälter, beispielsweise
einen Ausgabebehälter
für ein
Körperpflegeprodukt,
mit der Absicht, die Zusammensetzung innerhalb des Behälters fertigzustellen,
besonders geeignet ist, wird erkannt, dass dasselbe Verfahren zum
Einführen
eines dosierten Volumens einer flüssigen Komponente verwendet
werden kann, die sogar einen Hauptanteil der letztlichen Endzusammensetzung
bildet. Obwohl die Erfindung zum Einführen einer Komponente einer
Zusammensetzung, die zur Verteilung und zum Verkauf im Behälter, in
den sie eingeführt
wurde, vorgesehen ist, besonders geeignet ist, wird erkannt, dass
die Erfindung auch zur Verwendung während analytischer Verfahren
geeignet ist, die die Einfüh rung
von genau dosierten Volumina eines analytischen Reagenz und/oder einer
Probe in eine Kammer, in der eine Analyse anschließend ausgeführt werden
kann, wünschen.
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Beschreibung der Erfindung
im Einzelnen und bevorzugte Ausführungsformen
derselben
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum genauen Dosieren eines Volumens einer Flüssigkeit und insbesondere eines
kleinen Volumens einer Flüssigkeit
in einen Behälter
zum letztlichen Verkauf oder zur Weiterverarbeitung. Der Behälter soll
häufig
in der Hand gehalten werden. Insbesondere weist der Behälter gewöhnlich eine
relativ schmale Mündung
auf, die nachstehend genauer beschrieben wird, durch welche er gefüllt wird.
Ein wesentlicher Bestandteil umfasst eine Laservorrichtung, die
einen schmalen Lichtstrahl erzeugt, der den Strom mit einer hohen
und gleichmäßigen Frequenz
abrastert, sodass ein repräsentativer Wert
für das
Volumen der Flüssigkeit
im Strom nach jeder Abrasterung berechnet werden kann, und durch
Vergleichen des Summenwerts mit einem Bereich von Dosiswerten, der
durch einen vorgegebenen oberen und unteren Wert festgelegt ist,
die Veränderung
der Menge dieser Flüssigkeit,
die in einen Durchlauf von Behältern
dosiert wird, innerhalb oder sehr nahe einer tolerierbaren Differenz
von einer Zielzahl gehalten werden kann. Das Verfahren ist in der Lage,
mit relativ hohen Geschwindigkeiten für die Übergabe von Behältern an
einen Dosierkopf zu arbeiten.
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Die
vorliegende Erfindung wird hierin mit besonderem Bezug auf die Herstellung
einer Zusammensetzung zum letztlichen Verkauf beschrieben. Die Erfindung
ist für
die Einführung
von Additiven in einen Behälter
zum Vermischen mit einer Masseformulierung (die unter einigen Umständen alternativ Vormichtung
genannt wird), die die restlichen Komponenten der Zusammensetzung
enthält,
geeignet. In dieser Weise ist es möglich, Chargen herzustellen und/oder
zu lagern, die aus dem größeren Anteil
von irgendeiner speziellen Zusammensetzung bestehen, die von einer
Charge zur nächsten
dieselbe sein kann, wobei der Produktverlust und die Ausfallzeit, die
erforderlich ist, um den Herstellungs- oder Lagerbottich zwischen
den Chargen zu reinigen, vermieden wird. Varianten werden durch
Einführen
von verschiedenen Additiven, die aus einzelnen Lagergefäßen entnommen
Werden, die sogar die Behälter
sein können,
in denen das Additiv zum Zusammensetzungshersteller verteilt wird,
leicht erhalten werden. Es sind sogar kontinuierliche oder halbkontinuierliche Herstellungsvorgänge für die Masseformulierung denkbar,
wegen der verbesserten Fähigkeit,
die Zugabe von verschiedenen Additiven zu verändern, die die vorliegende
Erfindung bietet.
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Der
Bereich von Additiv- oder anderen flüssigen Komponenten, für die die
vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist eine beliebige Flüssigkeit,
die gepumpt werden kann. Das Additiv selbst kann unter den vorherrschenden
Bedingungen flüssig
sein oder durch Auflösung
oder Dispersion in einem geeigneten Lösungsmittel oder Trägerfluid
flüssig
gemacht worden sein. Üblicherweise
kann die Komponente bei Umgebungstemperatur flüssig oder verflüssigt sein,
obwohl die Erfindung, falls erwünscht,
auf Materialien anwendbar ist, die bei einer erhöhten Temperatur, z.B. bis zu
100°C, flüssig geworden
sind. Die Wahl der flüssigen
Komponente variiert in Abhängigkeit
von der Art der beabsichtigten Verwendung der Zusammensetzung. Solche
flüssigen
Komponenten können
aus einer nicht-erschöpfenden
Liste ausgewählt
werden, umfassend: flüssige
Schleifmittel; Ansäuerungsmittel;
Analgetika, Antiaknemittel; Sinter- oder Antisintermittel; Antikariesmittel;
Antischuppenmittel; Antischäum-
oder Schäummittel;
antifungale Mittel oder Fungizide; antimikrobielle Mittel oder Mikrobizide;
Antioxidantien; schweißhemmende
Mittel; antistatische Mittel; alkalisierende Mittel; Puffermittel; flüssige Füllmittel
oder Verdünnungsmittel;
Chelatbildungsmittel; Färbemittel
oder Farbstoffe; Korrosionsinhibitoren; kosmetische Additive; Denaturierungsmittel;
Deodorantien; Enthaarungs- oder
Epiliermittel; Arzneimittel; Emulgatoren; Emulsionssta bilisatoren; extern
angewendete Analgetika; Filmbildner; Geschmacksmittel; Duftstoffe;
Färbemittel,
Konditionierungsmittel; Fixiermittel, Dauerwellen- oder Glättungsmittel
oder Bleichen für
Haar; Haarwachstumsförderungsmittel;
Benetzungsmittel oder Feuchthaltemittel; lytische Mittel; Nagelkonditionierungsmittel; Neutralisationsmittel;
Trübungsmittel;
Mundpflegemittel; Mundgesundheitsvorsorge-Arzneimittel; Oxidationsmittel;
pH-Einstellungsmittel; pharmazeutische Wirkstoffe; Weichmacher;
Konservierungsmittel; vorbeugende Mittel; Reduktionsmittel; Hautbleichmittel;
Hautkonditionierer; Hautschutzmittel; Gleitmodifizierungsmittel;
Lösungsmittel
oder Trägerflüssigkeiten;
Sonnenschutzmittel; Oberflächenmodifizierungsmittel;
Tenside oder Solubilisierungsmittel, einschließlich hydrotroper Stoffe; Stabilisatoren;
Suspendiermittel; therapeutische Arzneistoffe; Ultraviolettlichtabsorber;
Viskositätssteuerungs-
oder -modifizierungsmittel. Wenn die Erfindung in Verbindung mit
der Analyse verwendet wird, kann die flüssige Komponente entweder die
Probe selbst oder ein Reagenz oder Verdünnungsmittel umfassen, das
in einem festen Volumenverhältnis
in die Probe eingeführt
werden muss.
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Ohne
Vorschriften zu machen, ist die Erfindung zur Verwendung während des
Verlaufs der Herstellung von Körperpflegeprodukten
geeignet, einschließlich
sowohl kosmetischer als auch pharmazeutischer Produkte, wie z.B.
Deodorant- oder Antitranspirantprodukte, Körpersprays, Mundpflegeprodukte,
Haarpflegeprodukte, Medikamente, Hautpflegeprodukte, einschließlich Feuchthaltemittel,
Antialterungs- und Sonnenschutzprodukte, therapeutische Produkte,
einschließlich
Analgetika, die örtlich
angewendet werden, und therapeutische Mittel, die in die Mundhöhle gesprüht werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch für die Einführung einer flüssigen Komponente
in flüssige
Haushalts- oder Industrieprodukte verwendet werden, wie Pestizide,
Reinigungsmittel, Waschmittelformulierungen unter anderem zum Wäschewaschen,
oder Reinigung oder Desinfektion von harten Oberflächen und
tatsächlich für ein beliebiges
flüssiges
Produkt, das einen Duftstoff, ein Kon servierungsmittel oder eine
geringere Menge eines Additivs aus der vorstehend gegebenen Liste
enthält.
Die letztliche Form der Zusammensetzung im Produkt ist normalerweise
flüssig,
das heißt fließt unter
den vorherrschenden Bedingungen. Es kann sich um eine einfache Flüssigkeit
handeln oder kann in Anmischung mit einem Treibmittel, wie verflüssigten
gasförmigen
Kohlenwasserstoffen oder Druckluft, Stickstoff oder Inertgas, vorliegen.
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Der
Behälter,
in den das Additiv oder die andere flüssige Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung
eingeführt
werden kann, kann biegsame oder unbiegsame Wände aufweisen und kann eine Flasche,
ein Gefäß, eine
Dose oder einen Kanister, einen Spender, ein Fläschchen, eine Ampulle, einen Beutel,
ein Säckchen,
eine Probenkammer oder einen anderen Behälter für eine Flüssigkeit umfassen, vorausgesetzt,
dass er eine offene Mündung
aufweist, die so bemessen ist, dass sie den Durchgang des Stroms
der flüssigen
Komponente durch diese hindurch ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich gut für die Dosierung einer Komponente
oder eines kleinen Bruchteils einer gesamten Zusammensetzung in
einen kleinen Behälter, üblicherweise
einen Ausgabebehälter
und insbesondere einen Behälter
mit einer kleinen Mündung,
an einer Hochgeschwindigkeits-Fülllinie.
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Beim
Betreiben der vorliegenden Erfindung wird die flüssige Komponente vorzugsweise
aus ihrem Zuführungsgefäß unter
konstantem Druck während
jeder Dosierung der Komponente in ihren Behälter, wie z.B. einem Druck,
der im Bereich von etwa 2 × 105 bis 3,5 × 105 Pa
ausgewählt
ist, entnommen. Der konstante Druck während jeder Dosierung ermöglicht,
dass die Flüssigkeit
durch die Düse
mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fließt, wodurch
ermöglicht
wird, dass die Breitenmessung des Stroms der Flüssigkeit bei einer Abrasterung
für das
Volumen der Flüssigkeit,
das zwischen aufeinanderfolgenden Abrasterungen geflossen ist, repräsentativ
ist. Vorzugsweise wird der Druck auf innerhalb etwa 3 mbar kon stant
gehalten. Wenn die Komponente durch einen von außen aufgebrachten Gasdruck
auf das Zuführungsgefäß ausgestoßen wird,
kann der Druck im Tank natürlich
fallen, wenn das Restvolumen der Flüssigkeit im Tank fällt. Wenn die
Dosierung eines gesamten Produktionsdurchlaufs geschehen lassen
werden würde,
ohne dass irgendeine Korrekturhandlung ausgeführt werden würde, führt dies
wahrscheinlich zu einer Verringerung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms
und daher zu einer fortschreitenden Verringerung der Menge der Komponente,
die in der Dosis eingeführt
wird. Diesem Effekt kann automatisch durch die Betätigung der
sofortigen Erzeugung einer Kompensationsschrittänderung im Dosisvolumen entgegengewirkt
werden, wenn es außerhalb
der Bereichsgrenze fällt,
wie hierin beschrieben. Als alternatives Mittel zum Implementieren
des vorstehend beschriebenen Verfahrens oder durch Mehrfachprüfung kann
der Benutzer das Restvolumen der Flüssigkeit im Zuführungsgefäß (beispielsweise
durch Subtrahieren jeder gemessenen Dosis von einem Anfangsvolumen
im Gefäß) bestimmen
und, wenn das Volumen abnimmt, das Volumen des zum Gefäß gelieferten
Gases erhöhen,
um seinen Druck auf den ursprünglich
angewendeten wiederherzustellen, wobei ein Algorithmus verwendet
wird, der auf einem empirischen Versuch basieren kann, der dieselbe
flüssige
Komponente von einem identischen Zuführungsgefäß verwendet, oder ungefähr auf einer
vorherigen Erfahrung mit verschiedenen Flüssigkeiten und identischen
oder sogar verschiedenen Zuführungsgefäßen basieren
kann, wobei Faktoren, wie die Differenz der Viskosität und Dichte
der Flüssigkeiten
und das erwartete Profil der Druckänderung innerhalb eines Tanks,
wenn das Volumen der Flüssigkeit
fällt,
berücksichtigt
werden.
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Anstatt
den vorstehend erwähnten
Korrekturmechanismus zu verwenden, um die Zuführung von Gas in das Lagergefäß zu ändern, um
den aufgebrachten Gasdruck innerhalb gewünschter Grenzen zu halten,
kann der Korrekturmechanismus verbunden sein, um entsprechend die
Zeit zu ändern,
die das Ventil offen gehalten wird.
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Der
Zeitraum, in dem der Behälter
an seiner Dosierstation angeordnet werden kann, wird in einem großen Ausmaß durch
die Geschwindigkeit vorgegeben, mit der die Linie betrieben wird.
Es ist häufig
von praktischem und kommerziellem Vorteil, eine Linie mit einer
so schnellen Rate wie möglich
betreiben zu können,
da es die Investitionskosten pro Einheit und daher die gesamten
Verarbeitungskosten pro Einheit verringert. Wenn die Geschwindigkeit
der Linie zunimmt, nimmt jedoch dann das Fenster zum Dosieren irgendeiner
speziellen Komponente in jeden Behälter proportional ab. Obwohl
der Dosierstationszeitraum im Allgemeinen im Ermessen des Herstellers
liegt, wird in Vorgängen
gemäß der vorliegenden
Erfindung der Dosierzeitraum häufig
durch die Geschwindigkeit der Linie und den Abstand von Behältern entlang
der Linie vorgegeben. Dies liegt daran, dass die Dosierstation in
der vorliegenden Erfindung in bevorzugten Ausführungsformen ein Mittel zum
Halten des Behälters
innerhalb der Dosierstation, während
die Linie, üblicherweise
in Form eines Förderbandes, weiterhin
darunter gleitet, umfasst. Es wird erkannt, dass die Haltezeit an
der Dosierstation teilweise mit der tatsächlichen seitlichen Geschwindigkeit
des Förderbandes
und der Fähigkeit
des Haltemittels, den Behälter
zu verlangsamen, anzuhalten und dann freizugeben, wenn er durch
das Band befördert
wird, variiert. Der Abstand der Behälter entlang des Bandes relativ
zur Geschwindigkeit des Bandes legt das praktische Betriebsfenster
dar. Der Dosierstationszeitraum ist häufig nicht länger als
5 Sekunden und die Erfindung ist für sehr kurze Dosierstationszeiträume, wie
Zeiträume
von bis zu 1 Sekunde, häufig
bis zu 500 Millisekunden, besonders gut geeignet, wodurch ermöglicht wird,
dass die Linie mit einer schnellen Rate betrieben wird.
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Der
minimale Zeitraum an der Dosierstation wird bei der Ausführung häufig in
einem beträchtlichen
Ausmaß gewählt, um
drei Aktivitäten
zu berücksichtigen,
nämlich
einen anfänglichen
Zeitraum zum Erfassen der Anwesenheit des Behälters am Dosierstations-Haltemittel,
den Zeitraum, während
dessen die Komponente in den Behälter
dosiert wird, und vorzugsweise einen Sicherheitszeitraum nach der Dosierung,
um zu ermöglichen,
dass irgendwelche restliche Tropfen von der Düse in den Behälter tropfen. Üblicherweise
dauert es mindestens 15 Millisekunden, um die Anwesenheit des Behälters zu
erfassen, und eine praktische Dosierzeit ist häufig mindestens 5 Millisekunden.
Der Zeitraum nach der Dosierung ist wünschenswerterweise mindestens
5 Millisekunden. Ein zweckmäßiger minimaler
Zeitraum ist manchmal 25 Millisekunden. In vielen Fällen liegt
der im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete bevorzugte
Zeitraum zwischen 50 und 300 Millisekunden. Es wird jedoch erkannt,
dass ein solcher bevorzugter Zeitraum verwendbar ist, wenn es erwünscht ist,
ein kleines Volumen der flüssigen
Komponente in jeden Behälter
zu dosieren, wie 0,1 bis 2 ml Flüssigkeit
pro Behälter.
Dosierstationszeiträume von
bis zu 1 Sekunde können
leicht einer Flüssigkeitsdosierung
gerecht werden, die sich 10 ml pro Behälter nähert. Wenn das in jeden Behälter dosierte Volumen
der Flüssigkeit
größer ist,
nimmt somit der Anteil des Dosierstationszeitraums, der dem Abtasten
und nach der Dosierung gewidmet wird, ab.
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Der
Mechanismus zum Halten des Behälters in
der Dosierstation kann zweckmäßigerweise
ein Paar von exzentrisch montierten, sich drehenden vertikalen Walzen
umfassen, die über
der Fördereinrichtung
auf der Stromabwärtsseite
der Dosierstation montiert sind. Die zwei Walzen drehen sich jeweils synchron
um ihre vertikale Achse und die Achsen sind derart beabstandet,
dass nacheinander während
jeder Drehung die Flächen
der Walzen näher
liegen als der Durchmesser des Behälters, sodass der Behälter durch
Reibung zwischen seiner Basis und der Fördereinrichtung an den Walzen
gehalten wird, eine fortgesetzte Drehung der Walzen den Abstand zwischen
den Walzen geringer hält
als den Behälterdurchmesser
bis nahe dem Ende der Drehung, sich der Abstand auf mehr als den
Behälterdurchmesser verbreitert,
was ermöglicht,
dass er hindurchgelangt. Eine weitere Drehung der Walzen bringt
sie in die Aus gangsposition für
einen nachfolgenden Behälter zurück. Es wird
erkannt, dass eine Umdrehung der Walze pro Behälter besteht, sodass beispielsweise, wenn
die Liniengeschwindigkeit der Fördereinrichtung 5 Behälter pro
Sekunde ist, sich die Walze dann ebenso mit 5 Umdrehungen pro Sekunde
dreht. Obwohl dies für
Zwillingswalzen beschrieben wird, kann ein ähnlicher Effekt mit einer einzelnen,
exzentrisch montierten, sich vertikal drehenden Walze, die mit einer
gegenüberliegenden
stationären
Wand zusammenwirkt, oder durch eine sich quer hin- und herbewegende
Nocke und eine gegenüberliegende
stationäre
Wand oder ein Paar oder sich hin- und herbewegende Nocken erreicht
werden.
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Ein
alternatives Behälterhaltemittel
kann eine sich drehende Spirale umfassen, die in der Längsrichtung über der
Fördereinrichtung
und ihrer Oberfläche
in einer Höhe,
in der sie mit dem Behälter vorzugsweise
in der Nähe
seines Schwerpunkts in Kontakt kommen kann, montiert ist, um jegliches
Risiko zu minimieren, dass der Behälter umgekippt wird. Die Spirale
umfasst eine Stange, in der ein Schraubengewinde ausgebildet ist,
das zum Aufnehmen des Behälters
bemessen ist. Für
einen kreisförmigen
Behälter
ist das Gewindeprofil vorzugsweise halbkreisförmig und für andere Querschnittsformen kann
ein entsprechendes Profil bereitgestellt werden, oder alternativ
kann für
regelmäßige polygonale
Formen ein halbkreisförmiges
Gewindeprofil auch geeignet sein. Der Behälter wird durch die Fördereinrichtung
in das offene (Stromaufwärts-)
Ende des Gewindes, gegebenenfalls mit Unterstützung einer Ablenkplatte, befördert. Die
Spirale wird gedreht, um das Schraubengewinde so anzutreiben, dass
es der Bewegung der Fördereinrichtung
entgegenläuft.
Vorteilhafterweise ist die Gewindesteigung des Gewindes entlang
seiner Länge
verändert.
Anfänglich
weist es vorzugsweise eine vergleichsweise große Gewindesteigung auf, die
verringert wird, um den Behälter zu
verlangsamen, bis, wenn der Behälter
mit der Dosierdüse
in Deckung ist, die Gewindesteigung klein ist, wodurch bewirkt wird,
dass der Behälter
an diesem Punkt an der Dosierstation verweilt, und anschließend wird
die Gewindesteigung des Gewindes erhöht, um zu ermöglichen,
dass sich der Behälter beschleunigt,
bis der Behälter
das entfernte (Stromabwärts-)
Ende des Schraubengewindes, vorzugsweise mit der Geschwindigkeit
der Fördereinrichtung, erreicht.
Vorteilhafterweise stellt die Spirale eine Umdrehung der Spirale
im zentralen Verweilabschnitt innerhalb der minimalen Gewindesteigung
bereit. Der Behälter
kann anschließend
die Spirale verlassen und durch die Fördereinrichtung von der Dosierstation
wegbefördert
werden. Es wird erkannt, dass die Spirale drei Behälter auf
einmal aufnehmen kann, wobei sich einer verlangsamt, einer sich
in der Verweilposition in Deckung mit der Dosierdüse befindet und
sich einer von der Dosierstation weg beschleunigt.
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Das
Ventil in der Zuführungsleitung
der flüssigen
Komponente weist vorzugsweise eine schnelle Ansprechzeit, am vorteilhaftesten
im Bereich von 10 bis 30 Millisekunden, auf, um es zu unterstützen, dass
ermöglicht
wird, dass ein relativ kurzer Dosierstationszeitraum für den Behälter verwendet
wird.
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Die
Zuführungsleitung
innerhalb des Dosierkopfs kann einen ungehinderten Strom der Komponente
durch diesen hindurch ermöglichen,
oder kann, falls erwünscht,
ein Netz oder ein ähnliches
Mittel umfassen, das als Filter für Fremdteilchen wirken kann.
Die Düse
weist wünschenswerterweise
eine Öffnung
mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
auf, um einen zylindrischen Strom zu erzeugen, der sich zumindest
anfänglich
und/oder am Ende verjüngen
kann. Der Durchmesser der Öffnung in
der Düse
ist im Ermessen des Herstellers, der normalerweise das Volumen der
flüssigen
Komponente, das dosiert werden soll, und insbesondere die Abmessungen
der Mündung
des Behälters
berücksichtigt,
variabel. Bei der Ausführung
ist der Durchmesser der Düse
geringer als der Durchmesser der Mündung des Behälters und
vorzugsweise geringer als 1/2 des Durchmessers der Mündung und
liegt in vielen Fällen zwischen
1/20 und 1/5. Die Mündungsabmessungen variieren
natürlich
gemäß der Form
des Behälters.
In den meisten Fällen
weist die Mündung
einen Durchmesser von 5 bis 100 mm auf und in vielen Fällen ist der
Mündungsdurchmesser
mindestens 10 mm und liegt häufig
im Bereich von 15 bis 35 mm. In Verbindung mit solchen Mündungsdurchmessern
wird der Düsenöffnungsdurchmesser üblicherweise
im Bereich von 1 bis 12 mm und insbesondere von 1 bis 8 mm ausgewählt. Es
ist aus dem Vorangehenden zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung
zum Dosieren eines Duftstoffs oder eines anderen geringeren Bestandteils
in flüssiger
Form in einen Aerosolkanister oder einen Aufrollspender, beispielsweise
als Komponente von kosmetischen Zusammensetzungen, besonders geeignet
ist. Die Düse
kann im Ermessen des fachmännischen
Benutzers aus einem Material bestehen, das gegen Korrosion oder
eine nachteilige Reaktion mit der dosierten flüssigen Komponente beständig ist.
Die Düse
besteht häufig
aus einem Thermoplast wie z.B. Polyethylen, Polypropylen oder PTFE
oder einem beständigen
Metall wie z.B. rostfreiem Stahl, z.B. der Klasse 316, die zum Ausgeben
vieler Komponenten, die für
kosmetische Formulierungen vorgesehen sind, wie z.B. Stabilisatoren,
Feuchthaltemittel, Konservierungsmittel oder Duftstoffe, sehr geeignet
sind.
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Obwohl
es möglich
ist, dass der Strom senkrecht durch die Behältermündung auf seine Basis gerichtet
wird, ist es bevorzugt, dass der Strom in einem spitzen Winkel auf
diese geneigt wird, wie einem Winkel, der zwischen 1 und 15 Grad
ausgewählt
ist, um vorzugsweise den Strom auf die Seite des Behälters richten
zu können,
wodurch das Risiko verringert wird, dass Tröpfchen der flüssigen Komponente
am Behälter
abprallen und direkt aus diesem gelangen.
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Vorzugsweise
ist die Dosierdüsenspitze
im Ausgabekopf in einer Höhe
von 12 bis 50 mm über der
Mündung
des Behälters
und insbesondere zwischen 15 und 25 mm angeordnet. Ein solcher Abstand
stellt einen ausreichenden Abstand bereit, um eine unmittelbare
Abrasterung mit dem Laser ohne Einführen von größeren Risiken oder Unsicherheiten, die
aus einem größeren Abstand
entstehen, zu ermöglichen.
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Der
Abrasterlaser ist ein wesentlicher Bestandteil der vorliegenden
Erfindung. Es handelt sich vorzugsweise um einen Flachstrahl-Abrasterlaser, wobei
die vertikale Dicke des Strahls bevorzugter nicht größer als
1 mm ist. Typischerweise rastert der Laser sehr schnell, wie mindestens
1000-mal pro Sekunde und bevorzugter mindestens 3000-mal pro Sekunde,
ab. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden unter Verwendung einer Vorrichtung
erhalten, die im Bereich von 5000- bis 10000-mal pro Sekunde abrastert,
obwohl der Benutzer eine beliebige Laservorrichtung verwenden kann,
die schneller abrastert, z.B. bis zur schnellsten erhältlichen,
die etwa 15000 mps in 2001 sein kann, wenn er dies so wählt.
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Die
hierin verwendete Steuereinheit kann einen Computer mit einer Fähigkeit
umfassen, ein Eingangssignal vom Detektor des Abrasterlasers zu empfangen,
der dazu programmiert ist, aus der Breite des Stroms bei jeder Abrasterung
die Querschnittsfläche
des Stroms und aus der Zeit zwischen Abrasterungen und der Durchflussrate
der Komponente den Wert der Dosis zwischen aufeinanderfolgenden Abrasterungen
und den Summenwert der Stromdosis, nachdem die Dosis ausgegeben
wurde, zu berechnen. Ein solcher Computer ist in der Lage, obere und
untere Grenzwerte zu speichern, die einen Bereich von annehmbaren
Dosispegeln festlegen, die von einer Bedienperson eingegeben und
gegebenenfalls für
verschiedene Dosiervorgänge
in der vorstehend beschriebenen Weise korrigiert werden können. Der
Computer vergleicht die Bereichsgrenzwerte mit dem Summenwert, den
er berechnet hat, und wenn der erstere Wert erreicht ist (oder bei
der Ausführung
gerade überschritten
wird, wenn die Werte nicht exakt übereinstimmen), erzeugt er
ein Signal für das
Mittel zum Ändern
der Durchflussrate für
eine anschließende
Dosis. Wie hierin angegeben, kann das Mittel ein Durchflussregelventil
mit einem offenen Zeitraum, der verändert werden kann, oder ein
Mittel, das einen Druck in einem Zuführungsgefäß der Komponente erzeugt, umfassen.
Das Signal von der Steuereinheit kann wirken, um zu bewirken, dass
der Empfänger
automatisch eine Einstellung vornimmt, oder es ist denkbar, dass
das Signal ein hörbares,
visuelles oder anderes Sensorzeichen betätigt, um einen Bedienenden
zu alarmieren, eine solche Einstellung manuell vorzunehmen.
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Die
Erfindung wird hierin mit Bezug auf die Dosierung eines einzelnen
Stroms einer flüssigen Komponente
in den Behälter
beschrieben, es ist jedoch selbstverständlich, dass sie wiederholt
werden kann, um einen weiteren Strom einzuführen, der gleichzeitig mit
oder nach dem ersten Strom geführt werden
kann. Die Anzahl von gleichzeitigen Strömen wird vorzugsweise in Verbindung
mit dem Durchmesser von jedem relativ zum Durchmesser der Mündung gewählt, um
zu vermeiden, dass sie miteinander zusammenstoßen oder außerhalb der Mündung überlaufen.
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Der
Strom der flüssigen
Komponente kann in einen leeren Behälter oder einen, der bereits
eine oder mehrere der restlichen Komponenten der Zusammensetzung
enthält,
eingeführt
werden, die beispielsweise in einer früheren Füllstation stromaufwärts in der
Fülllinie
eingeführt
werden.
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Der
Behälter
kann wünschenswerterweise durch
das Behälterhaltemittel,
mit der Düse
auf einem Förderband
zur Deckung gebracht werden, welches vorzugsweise dazu ausgelegt
ist, die Bewegung der Dose zu verlangsamen, sie für eine vorbestimmte
Zeitlänge
zum Halten zu bringen, sie für
den vorstehend angeführten
Dosierzeitraum stationär
zu halten und ansch1ießend
die Dose aus der Deckung heraus zu beschleunigen. Dies kann relativ
zweckmäßig durch
den vorstehend beschriebenen Mechanismus erreicht werden, der ermöglicht,
dass die Fördereinrichtung
zuerst den Behälter
mit dem Haltemechanismus zur Deckung bringt, ihn während der
Dosierung am Mechanismus hält
und anschließend
ihn von der Dosierstation weg befördert, wenn der Spalt zwischen
den Einschränkungsnocken
oder der Nocke plus der stationären
Wand weit genug geöffnet wird
oder das Stromabwärtsende
des Spiralengewindes erreicht wurde.
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Sobald
die gewählte
Komponente oder Zusammensetzung in den Behälter dosiert wurde, wird der
letztere von der Do sierstation für
nachfolgende Vorgänge
wegbefördert,
welche die Einführung
von einer oder mehreren weiteren Komponenten umfassen können. Ein
weiterer nachfolgender Vorgang, der verwendet werden kann, wenn
der Behälter
selbst einen Spender einer Zusammensetzung umfasst, wie z.B. eine
der Arten von Zusammensetzungen, die vorstehend genannt wurden,
ist jener des Verschließens
oder Versiegelns der Mündung
des Behälters, beispielsweise
durch Aufbringen eines Verschlusses über oder Einsetzen desselben
in die Mündung
oder Zusammenquetschen der Mündungsseitenwände und
Wärmeversiegelung
oder Kleben derselben. Der Verschluss kann entfernbar sein, um dem
Benutzer zu ermöglichen,
den Inhalt des Behälters
zu entnehmen, oder kann als Ausgabeelement wirken. Ein solches Element
kann ein Ventil und eine Betätigungseinrichtung
für ein
Aerosol, einen Pumpenmechanismus für einen Pumpenspender, z.B.
ein Pumpspray, eine Rolle (häufig
eine Rollkugel) und ein Gehäuse für diese
für einen
Aufrollspender, einen perforierten oder mit Öffnungen versehenen Stopfen
für die örtliche
Anwendung einer Flüssigkeit
oder Creme/eines weichen Feststoffs umfassen. Falls erwünscht, kann ein
solches Ausgabeelement selbst mit einer Schutzabdeckung oder einer
anderen Form von Verpackung in noch einem weiteren nachfolgenden
Vorgang bedeckt werden.
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Wenn
der Behälter
bei der Analyse verwendet wird, wie in einer automatischen Analyseanlage mit
hoher Geschwindigkeit, kann ein nachfolgender und/oder vorheriger
Vorgang die Einführung
eines weiteren Reagenz und der zu analysierenden Probe umfassen
und ein späterer
Vorgang umfasst eine Erfassungsstufe, in der eine nachweisbare Eigenschaft oder Änderung
der Eigenschaft der Probe gemessen oder beobachtet und aufgezeichnet
wird.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung hierin wurden insbesondere mit Bezug
auf die Dosierung einer Flüssigkeit
in einen Behälter
beschrieben, aber es wird erkannt, dass die Flüssigkeit für eine nicht-gasförmige fließfähige Substanz,
d.h. ein Material, das fließt,
wenn es einem mäßigen Druck,
typischerweise weniger als etwa 1 bar, ausgesetzt ist, ein schließlich fließfähiger Flüssigkeiten
mit erhöhter Viskosität, fließfähigen Gelen
und Pulvern, repräsentativ
ist.
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Nachdem
die Erfindung in allgemeinen Begriffen beschrieben wurde, wird nachstehend
eine spezielle Ausführungsform
derselben nur beispielhaft mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
genauer beschrieben:
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1 stellt
ein schematisches Diagramm der Vorrichtung dar.
-
2 stellt
ein schematisches Diagramm eines Abrasterlasers dar.
-
3 stellt
eine schematische Draufsicht auf das Haltemittel und den Behälter dar.
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Die
Vorrichtung umfasst ein Zuführungsgefäß [1]
für eine
Duftstoffzusammensetzung [2], das durch eine Zuführungsleitung
[3] mit einer Dosierstation [4] verbunden ist,
die über
einem Förderband
[5] angeordnet ist. Die Dosierstation [4] umfasst
einen Dosierkopf [6], der über einem Dosenhaltemittel
[7] montiert ist. Der Dosierkopf [6] umfasst ein
Gehäuse [8],
durch das die Leitung [3] über ein Durchflussregelventil
[9] und ein feines Netz [10] zu einer Dosierdüse [11]
mit einem Innendurchmesser von 1,2 mm verläuft. Die Zusammensetzung [2]
im Zuführungsgefäß [1]
wird durch Gas, das durch ein Gasventil [12] wirkt, vom
Gastank [13] mit Druck beaufschlagt, wobei der Druck im
Gefäß [1]
auf ungefähr
2,5 × 105 Pa +/– 3
mbar gehalten wird. Unterhalb der Düse [11] in einem spitzen
Winkel zu ihrer Achse befindet sich eine Aerosoldose [14],
die während
des Dosiervorgangs durch eine rotierende Spirale [7], die über dem Förderband
[5] entlang seiner Längsachse
positioniert ist, an der Stelle gehalten wird. Die Spirale [7] umfasst
eine Stange [25], in der ein Schraubengewinde [26]
ausgebildet wurde, das zum Aufnehmen der Dose [14] bemessen
ist und eine Gewindesteigung aufweist, die entlang ihrer Länge variiert.
Die Gewindesteigung wird fortschreitend kleiner, um die Dose zu
verlangsamen, befindet sich auf einem Minimum für gerade weniger als eine Umdrehung,
um zu bewirken, dass die Dose in Deckung mit der Düse [11] verweilt,
und nimmt anschließend
zu, um die Dose bis zur Fördereinrichtungsgeschwindigkeit
zu beschleunigen. Die Spirale [7] wird durch ein Motormittel
(nicht dargestellt) entgegen der Bewegungsrichtung des Förderbandes
[5] gedreht.
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Ein
Lichtemitter [15] auf faseroptischer Basis, der als Sensor
für die
Dose [14] wirkt, ist neben der Dose angeordnet und sein
Detektor [16] ist elektronisch mit einem Ventilöffnungsmechanismus (nicht
separat dargestellt) des Steuerventils [9] verbunden, wobei
ein Signal vom Sensor erzeugt und übertragen wird, um das Öffnen des
Steuerventils [9] zu ermöglichen, wenn festgestellt
wird, dass sich die Dose [14] unterhalb der Düse [11]
befindet. Die Dose [14] ist eine standardmäßig erhältliche
Dose, die zylindrisch mit einem kegelstumpfförmigen oberen Abschnitt mit
einer Höhe
von etwa 110 mm, einem Durchmesser von etwa 53 mm und einer Mündung [17]
mit einem Durchmesser von 25 mm ist. Die Mündung [17] der Dose
[14] liegt ungefähr
20 mm unter der Spitze der Dosierdüse [11]. Wenn das
Steuerventil [9] geöffnet
wird, wird ein Strom [18] von flüssigem Duftstoff durch einen
Gasdruck durch die Düse
[11] mit einem Winkel von etwa 5° zur Vertikalen in Richtung
der Mündung
[17] der Dose [14] ausgestoßen. Der Strom [18]
wird durch einen parallelen Lichtstrahl [19], der von einem
Generator [20] eines Abrasterlasers Modell L12 von Keyance
erzeugt wird, abgefangen und durch seinen Detektor [21]
erfasst, der ein Signal erzeugt und zum Computer [22] überträgt, das zur
Breite des Schattens [23], der geworfen wird, wenn der
Strahl [19] durch den Strom 18 abgefangen wird,
proportional ist. Der Computer [22] ist mit einem Ventilöffnungsmechanismus
(nicht separat dargestellt) des Gasventils [12] elektronisch
verbunden. Der Strom [18] wird durch die Mündung [17]
der Dose [14] gelenkt. Das Förderband [5] bringt
die Dose [14] in die Nähe
des Schraubengewindes [26] der sich drehenden Spirale [7]
und die Drehung der Spirale [7] bewirkt, dass die Dose
[14] in der Dosierstation in Deckung mit der Dosierdüse [11]
für etwa
168 ms verweilt, bis sie das entfernte Stromabwärtsende des Schraubengewindes
[26] verlässt.
Anschließend
wird die Dose [14] von der Dosierstation auf der Fördereinrichtung
[5] wegbefördert.