DE102022103256A1

DE102022103256A1 - Dosierlanze

Info

Publication number: DE102022103256A1
Application number: DE102022103256.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hartfiel; Holger Ludwig
Original assignee: Prominent GmbH
Current assignee: Prominent GmbH
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-08-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierlanze zum Hinzufügen eines Dosiermediums in eine Wasserleitung, wobei die Dosierlanze ein Befestigungsmittel zum Verbinden der Dosierlanze mit der Wasserleitung aufweist, wobei die Dosierlanze einen sich im Wesentlich entlang einer Längsachse erstreckenden Zuflusskanal zum Zuführen des Dosiermediums aufweist, wobei sich der Zuflusskanal zwischen einer Eingangsöffnung und mindestens einer Ausgangsöffnung erstreckt, wobei die Ausgangsöffnung lateral zum Zuflusskanal angeordnet ist, wobei die Ausgangsöffnung und das Befestigungsmittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Ausgangsöffnung innerhalb der Wasserleitung angeordnet ist, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze ein elastisch verformbares Dichtungselement aufweist, wobei die Form des elastisch verformbaren Dichtungselements als Schlauch, Schlauchabschnitt, Ring oder Ringabschnitt ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierlanze zum Hinzufügen eines Dosiermediums in eine Wasserleitung, wobei die Dosierlanze ein Befestigungsmittel zum Verbinden der Dosierlanze mit der Wasserleitung aufweist, wobei die Dosierlanze einen sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse erstreckenden Zuflusskanal zum Zuführen des Dosiermediums aufweist, wobei sich der Zuflusskanal zwischen einer Eingangsöffnung und mindestens einer Ausgangsöffnung erstreckt, wobei die Ausgangsöffnung lateral zum Zuflusskanal angeordnet ist, wobei die Ausgangsöffnung und das Befestigungsmittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Ausgangsöffnung innerhalb der Wasserleitung angeordnet ist, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze ein elastisch verformbares Dichtungselement aufweist, wobei die Form des elastisch verformbaren Dichtungselements als Schlauch, Schlauchabschnitt, Ring oder Ringabschnitt ausgebildet ist.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Dosierlanzen ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass es sich nach außen verformt und somit einen Bereich der Ausgangsöffnung freigibt, sobald der auf die Innenseite des elastische verformbaren Dichtungselement wirkende Druck größer ist als der auf die Außenseite des elastisch verformbaren Dichtungselements wirkende Druck. Bei einer kontinuierlichen Förderung des Dosiermediums mittels einer Dosierpumpe wird hierdurch ein unregelmäßig verteiltes und zeitlich variierendes Austreten des Dosiermediums aus der Ausgangsöffnung bewirkt, wodurch eine mögliche Kristallisation des Dosiermediums an der Ausgangsöffnung verhindert und somit das Risiko für eine Verstopfung der Ausgangsöffnung minimiert wird.
Aufgrund strömungsmechanisch bedingter Druckvariationen in dem an das elastisch verformbare Dichtungselement angrenzenden Bereich der Wasserleitung, kann es insbesondere auf der stromabwärts gerichteten Seite des elastisch verformbaren Dichtungselements bei den aus dem Stand der Technik bekannten Dosierlanzen zu temporären Rückfluss-Ereignissen kommen, bei denen sich das Druckgefälle für kurze Zeit umkehrt, bevor das elastisch verformbare Dichtungselement die Ausgangsöffnung in dem betroffenen Bereich wieder verschließt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierlanze bereitzustellen, bei der temporär auftretende Rückfluss-Ereignisse nicht auftreten können oder zumindest das Risiko für das Auftreten solcher Ereignisse deutlich reduziert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dosierlanze zum Hinzufügen eines Dosiermediums in eine Wasserleitung, wobei die Dosierlanze ein Befestigungsmittel zum Verbinden der Dosierlanze mit der Wasserleitung aufweist, wobei die Dosierlanze einen sich im Wesentlich entlang einer Längsachse erstreckenden Zuflusskanal zum Zuführen des Dosiermediums aufweist, wobei sich der Zuflusskanal zwischen einer Eingangsöffnung und mindestens einer Ausgangsöffnung erstreckt, wobei die Ausgangsöffnung lateral zum Zuflusskanal angeordnet ist, wobei die Ausgangsöffnung und das Befestigungsmittel derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Ausgangsöffnung innerhalb der Wasserleitung angeordnet ist, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze ein elastisch verformbares Dichtungselement aufweist, wobei die Form des elastisch verformbaren Dichtungselements als Schlauch, Schlauchabschnitt, Ring oder Ringabschnitt ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet und angeordnet, dass es die Ausgangsöffnung flüssigkeitsdicht verschließt, wenn die Druckdifferenz zwischen eines innerhalb eines an die Ausgangsöffnung angrenzenden ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks und eines innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks negativ ist, gleich Null ist, oder positiv und kleiner als ein erster positiver Überdruckschwellenwert ist, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich das elastisch verformbare Dichtungselement abschnittsweise elastisch verformt, sodass das Dosiermedium aus der Ausgangsöffnung leitbar und in die Wasserleitung zuführbar ist, wenn die Druckdifferenz zwischen des innerhalb des ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks und des innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks gleich dem ersten Überdruckschwellenwert oder größer als der erster Überdruckschwellenwert ist.
Somit muss zunächst ein vordefinierter Überdruck in dem an das elastisch verformbare Element angrenzenden Abschnitt des Zuflusskanals gegenüber dem in der Wasserleitung vorhandenen Systemdruck entstehen, bevor das elastisch verformbare Dichtungselement die Ausgangsöffnung freigibt. Dies kann durch eine erhöhte Rückstellkraft des elastisch verformbaren Dichtungselements erreicht werden. Im Ergebnis stellt sich bei der Dosierung ein höheres Druckgefälle zwischen dem ersten Abschnitt des Zuflusskanals und dem an die Ausgangsöffnung angrenzenden Bereich der Wasserleitung ein, sodass temporäre Druckvariationen weniger stark ins Gewicht fallen und das Risiko für Rückfluss-Ereignisse weiter minimiert wird.
Die genannte Druckdifferenz ist im Sinne der vorliegenden Erfindung mathematisch zu verstehen. So wird zur Berechnung der Druckdifferenz von dem innerhalb des ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Druck der innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkende Druck abgezogen. Der erstgenannte Druck, der im ersten Abschnitt des Zuflusskanals wirkt, ist somit der Minuend und der zweitgenannte Druck, der in der Wasserleitung wirkt, ist der Subtrahend.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement eine Schlauchdichtung. Hierdurch wird die Anbringung der Dichtung zur Abdeckung der Ausgangsöffnung vereinfacht.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement ein O-Ring.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Ausgangsöffnung lateral zum Zuflusskanal angeordnet.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,01 bar, vorzugsweise mindestens 0,05 bar uns besonders bevorzugt mindestens 0,09 bar beträgt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,01 bar und höchstens 3 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für erste Überdruckschwellenwerte, die in dem genannten Bereich liegen, eine gute Minimierung des Risikos für Rückfluss-Ereignisse ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,03 bar und höchstens 2 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für erste Überdruckschwellenwerte, die in dem genannten Bereich liegen, eine sehr gute Minimierung des Risikos für Rückfluss-Ereignisse ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,05 bar und höchstens 1,5 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für erste Überdruckschwellenwerte, die in dem genannten Bereich liegen, eine ausgezeichnete Minimierung des Risikos für Rückfluss-Ereignisse ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,09 bar und höchstens 1 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für erste Überdruckschwellenwerte, die in dem genannten Bereich liegen, die beste Minimierung des Risikos für Rückfluss-Ereignisse ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist die Dosierlanze eine Ventileinrichtung auf, wobei die Ventileinrichtung ein Federelement aufweist, wobei die Ventileinrichtung einen Schließkörper zum flüssigkeitsdichten verschließen des Zuflusskanals aufweist, wobei die Ventileinrichtung an einer Längsposition im Zuflusskanal zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung angeordnet ist und den Zuflusskanal entweder verschließt oder freigibt, wobei sich der erste Abschnitt des Zuflusskanals zwischen der Ausgangsöffnung und der Ventileinrichtung erstreckt, wobei sich ein zweiter Abschnitt des Zuflusskanals zwischen der Ventileinrichtung und der Eingangsöffnung erstreckt, wobei die Ventileinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Zuflusskanal verschließt, wenn die Druckdifferenz zwischen eines innerhalb des zweiten Abschnitts des Zuflusskanals auf den Schließkörper wirkenden Drucks und eines innerhalb des ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf den Schließkörper wirkenden Drucks negativ ist oder positiv und kleiner als ein zweiter positiver Überdruckschwellenwert ist, wobei die Ventileinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Zuflusskanal freigibt, wenn die Druckdifferenz zwischen des innerhalb des zweiten Abschnitts des Zuflusskanals auf den Schließkörper wirkenden Drucks und des innerhalb des ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf den Schließkörper wirkenden Drucks gleich dem zweiten Überdruckschwellenwert oder größer als der zweite Überdruckschwellenwert ist. Durch die Hintereinanderschaltung von elastisch verformbaren Dichtungselement und Ventileinrichtung, wobei auch zur Öffnung der Ventileinrichtung ein vordefinierter Überdruck seitens des zweiten Abschnitt notwendig ist, wird nochmals das Risiko minimiert, dass Wasser aus der Wasserleitung in den zweiten Abschnitt des Zuflusskanals oder gar in ein Reservoir des Dosiermediums zurückfließt. Das von dem Reservoir stammende Dosiermedium, insbesondere eine Dosierflüssigkeit, muss demnach im zweiten Abschnitt des Zuflusskanals zunächst einen derart hohen Druck aufweisen, dass ein Überdruck gegenüber dem ersten Abschnitt des Zuflusskanals entsteht, der größer ist als der zweite Überdruckschwellenwert. Erst beim Erreichen dieses Überdrucks öffnet sich die Ventilvorrichtung und das Dosiermedium kann vom zweiten Abschnitt des Zuflusskanals weiter in den ersten Abschnitt des Zuflusskanals strömen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Ventileinrichtung derart ausgebildet, dass der zweite Überdruckschwellenwert mindestens 0,05 bar und höchstens 3 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für diese Werte für den zweiten Überdruckschwellenwert in Verbindung mit einem positiven ersten Überdruckschwellenwert eine gute Minimierung für das Risiko für einen Wasserrückfluss in den zweiten Abschnitt des Zuflusskanals ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Ventileinrichtung derart ausgebildet, dass der zweite Überdruckschwellenwert mindestens 0,1 bar und höchstens 2 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für diese Werte für den zweiten Überdruckschwellenwert in Verbindung mit einem positiven ersten Überdruckschwellenwert eine gute Minimierung für das Risiko für einen Wasserrückfluss in den zweiten Abschnitt des Zuflusskanals ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Ventileinrichtung derart ausgebildet, dass der zweite Überdruckschwellenwert mindestens 0,2 bar und höchstens 1,5 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für diese Werte für den zweiten Überdruckschwellenwert in Verbindung mit einem positiven ersten Überdruckschwellenwert eine gute Minimierung für das Risiko für einen Wasserrückfluss in den zweiten Abschnitt des Zuflusskanals ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Ventileinrichtung derart ausgebildet, dass der zweite Überdruckschwellenwert mindestens 0,3 bar und höchstens 1 bar beträgt. Es hat sich gezeigt, dass sich für diese Werte für den zweiten Überdruckschwellenwert in Verbindung mit einem positiven ersten Überdruckschwellenwert eine gute Minimierung für das Risiko für einen Wasserrückfluss in den zweiten Abschnitt des Zuflusskanals ergibt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist das elastisch verformbare Dichtungselement einen Durchmesser von 10 mm bis 35 mm auf.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist die Ventileinrichtung ein metallisches Ventilelement auf, vorzugsweise eine metallische Feder, wobei zumindest die Oberfläche des metallischen Ventilelements aus einem chemisch beständigen Material besteht. Dies erhöht die Lebensdauer und verringert die Wartungsintensität der Dosierlanze.
Unter einem chemisch beständigen Material ist insbesondere ein korrosionsbeständiges Material zu verstehen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist zumindest die Oberfläche des metallischen Ventilelements zumindest abschnittsweise eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung auf. Es hat sich herausgestellt, dass diese Legierung sowohl in hohem Maße chemisch beständig ist als auch insbesondere zur Ausbildung einer metallischen Feder geeignet ist.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht zumindest die Oberfläche eines Federelements des metallischen Ventilelements aus einer Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung. In dieser Ausführungsform werden die Vorteile der Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung für das Federelement vollumfänglich ausgeschöpft.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist die Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung Hastelloy-C. Es hat sich herausgestellt, dass Hastelloy-C hervorragende Eigenschaften für den Einsatz als Material für ein metallisches Ventilelement aufweist und zugleich ein einfach zu verarbeitender Werkstoff ist.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht zumindest die Oberfläche eines Federelements des metallischen Ventilelements aus Tantal oder einer Tantal-Legierung. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch seine hohe chemische Beständigkeit aus.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht zumindest die Oberfläche eines Federelements des metallischen Ventilelements aus Titan oder einer Titan-Legierung. Dieser Werkstoff verlängert die Lebensdauer des metallischen Federelements und gleichzeitig ausreichend chemisch beständig.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht zumindest die Oberfläche eines Federelements des metallischen Ventilelements aus Stahl. Dieser Werkstoff ist ausreichend chemisch beständig und zeichnet sich durch eine gute Verfügbarkeit aus.
Das elastisch verformbare Dichtungselement umfasst oder besteht aus einem Polymermaterial gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze, wobei das Polymermaterial sich mehrheitlich aus Makromolekülen zusammensetzt. Hierdurch wird die Migration von Kunststoff-Bestandteilen des elastisch verformbaren Dichtungselements minimiert, wodurch da elastisch verformbare Dichtungselement über einen verlängerten Zeitraum hin nutzbar ist und für diesen Zeitraum auch eine Minimierung des Risikos von Rückfluss-Ereignissen minimiert.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze setzt sich das Polymermaterial oder die Materialmischung zu mehr als 90%, vorzugsweise zu mehr als 95% und besonders bevorzugt zu mehr als 99% aus Makromolekülen zusammen. Durch die hierdurch bewirkte weitere Reduzierung er Migration von Kunststoffbestandteilen aus dem elastisch verformbaren Material wird nochmals die Langlebigkeit des elastisch verformbaren Dichtungselement gestärkt.
„Makromoleküle“ sind Moleküle, die aus einer oder mehreren gleichen oder ähnlichen Struktureinheiten, den konstitutionellen Repetiereinheiten, aufgebaut sind (IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the „Gold Book“), A. D. McNaught, A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8). Solche Makromoleküle weisen mehr als 10 Repetiereinheiten, vorzugsweise mehr als 15 Repetiereinheiten auf. Die Molmasse beträgt vorzugsweise mindestens 5.000 g/mol, besonders bevorzugt mindestens 7.000 g/mol und am bevorzugtesten mindestens 10.000 g/mol.
Das elastisch verformbare Dichtungselement weist auf oder umfasst ein Polymermaterial gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze, wobei sich das Polymermaterial zu weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 1% und besonders bevorzugt weniger als 0,5% aus niedermolekularen Partikeln zusammensetzt.
Unter niedermolekularen Partikeln sind insbesondere derartige Partikel zu verstehen, die eine Molmasse von weniger als 5.000 g/mol aufweisen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht das elastisch verformbare Dichtungselement aus einem Polymermaterial, wobei das Polymermaterial ein Elastomer umfasst.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht das elastisch verformbare Dichtungselement aus einem Elastomer. Elastomere eignen sich aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften im Besonderen als Material für das elastisch verformbare Dichtungselement.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das Elastomer erhältlich aus einem oder mehreren der folgenden chemischen Verbindungen: Vinylacetat, Acrylsäure, Acrylnitril, Butadien, 1-Buten, 2-Buten, Chlor, Cycloocten, Ethen, Hexafluorpropen, Isobuten, Methacrylsäure, 1,4-Butandiol dimethacrylat, Octen-1, Perfluoromethylperfluorovinylether, Propen, Styrol, Tetrafluorethen, Vinylidenfluorid und/oder 5-Vinyl-bicyclo[2,2,1] hept-2-en.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht oder umfasst das Material ein Silikonelastomer, vorzugsweise ein Organopolysiloxan.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht das elastisch verformbare Dichtungselement aus einem Silikonelastomer.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das Silikonelastomer aus einem oder mehreren Organopolysiloxanen hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Organopolysiloxane zur Herstellung des Materials des elastisch verformbaren Dichtungselements neben der erforderlichen Elastizität des hergestellten Materials auch eine geringe und somit vorteilhafte Migrationsrate von niedermolekularen Materialbestandteilen bei Kontakt mit Flüssigkeiten wie Wasser bewirkt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das Silikonelastomer erhältlich aus einem oder mehreren der folgenden chemischen Verbindungen: (a) Lineare oder verzweigte und/oder cyclische Organopolysiloxane mit Methylgruppen oder n-Alkyl(C₂-C₃₂)-, Phenyl - und/oder Hydroxylgruppen am Siliciumatom und deren Kondensationsprodukte mit Polyethylen- und/oder Polypropylenglykol und/oder Polyalkylen(C₂-C₄)glycolmonoalkyl(C₁-C₄)ether und/oder (b) lineare oder verzweigte Organopolysiloxane wie vorstehend unter (a) mit zusätzlich bis zu höchstens 5 % Wasserstoff und/oder Alkoxy(C₂-C4)- und/oder Carboalkoxy-alkyl(-(CH₂)_2-17-C(O)-O-(CH₂)_0-17CH₃)- und/oder Hydroxyalkyl(C₁-C₃)-Gruppen am Siliciumatom und/oder (c) Organopolysiloxane mit Vinylgruppen am Siliziumatom.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist das Silikonelastomer zusätzlich eines oder mehrere der folgenden chemischen Verbindungen auf: (d) Polymer aus 3-Aminopropyl-terminierten Polydimethylsiloxanen und Isocyanato-3- isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (1 mg/kg im Enderzeugnis, berechnet als NCO) und/oder (e) Polymer aus 3-Aminopropyl-terminierten Polydimethylsiloxanen und Bis(4- isocyanatocyclohexyl)methan.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist das Silikonelastomer zusätzlich eines oder mehrere der folgenden chemischen Verbindungen auf: (f) Additionsprodukte aus Trivinylcyclohexan und α,ω-Dihydrogenpolyhydrogenmethyldimethyl-siloxanen, wobei ein Massenanteil dieses Stoffes einen Wert von kleiner 10% von der Gesamtmasse des Silikonelastomers aufweist und/oder (g) 1-Dodecen, wobei ein Massenanteil dieses Stoffes einen Wert von kleiner 20% von der Gesamtmasse des Silikonelastomers aufweist.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht das elastisch verformbare Dichtungselement aus einem für einen Menschen im Wesentlichen gefahrstofffreien Material. Dies ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Dosierlanzen auch in Trinkwasserversorgungsystemen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist die Dosierlanze ein Mantelelement auf, wobei das Mantelelement den Zuflusskanal zumindest streckenweise umgibt, wobei das Mantelelement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ausschließlich das Mantelelement und das elastisch verformbare Dichtungselement in Kontakt mit in der Wasserleitung geführten Wasser gelangen, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist und Wasser durch die Wasserleitung geführt wird.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze besteht der Mantel aus einem für einen Menschen im Wesentlichen gefahrstofffreien Material, vorzugsweise aus einem gefahrstofffreien Material wie Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polytetrafluorethylen (PTFE).
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement als Rückflussventil ausgebildet, sodass ein Rückfluss von in der Wasserleitung geführtem Wasser in den Zuflusskanal verhindert wird, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist und Wasser durch die Wasserleitung geführt wird.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das Dosiermediums zwar in die Wasserleitung zugeführt wird, aber ein Rückfluss von in der Wasserleitung befindlichem Wasser in den Zuflusskanal verhindert wird, wenn die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist und wenn die Druckdifferenz zwischen des innerhalb des ersten Abschnitts des Zuflusskanals auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks und des innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement wirkenden Drucks gleich dem ersten Überdruckschwellenwert oder größer als der erster Überdruckschwellenwert ist
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart geruchsneutral ausgebildet, dass der Geruch von innerhalb der Wasserleitung geführtem Wasser, das in Kontakt mit dem elastisch verformbaren Dichtungselement tritt, gegenüber einem Zustand vor dem In-Kontakt-Treten unverändert bleibt. Diese Eigenschaft des elastisch verformbaren Dichtungselements ermöglicht einen vorteilhaften Einsatz der erfindungsgemäßen Dosierlanze für gesundheitsrelevante Wasserleitungen wie z.B. Trinkwasserleitungen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze ist das elastisch verformbare Dichtungselement derart geschmacksneutral ausgebildet, dass der Geschmack von innerhalb der Trinkwasserleitung geführtem Wasser, das in Kontakt mit dem elastisch verformbaren Dichtungselement tritt, gegenüber einem Zustand vor dem In-Kontakt-Treten unverändert bleibt. Dies ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Dosierlanze für Trankwasserleitungen im Besonderen.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze weist das Material des elastisch verformbaren Dichtungselements eines oder mehrere der folgenden Kautschukverbindungen auf und/oder ist aus diesen hergestellt: (a) Acrylnitril-Buta-1,3-dien-Kautschuk, (b) Brom-Isobuten-Isopren-Kautschuk (Brom-Butylkautschuke), (c) Chloriertes Polyethylen, (d) Chlor-Isobuten-Isopren-Kautschuk (Chlorbutyl-Kautschuk), (e) Chloropren-Kautschuk, (f) Chlorsulfoniertes Polyethylen, (g) Copolymer aus Ethen und Propen, (h) Copolymere aus Hexafluorpropen und Vinylidenfluorid, (i) Ethylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, (j) Isobuten-Isopren-Kautschuk (Butylkautschuk), (k) Isopren-Kautschuke, (l) Naturkautschuk, (m) Polybutadien, (n) Polybutylen, (o) Polycycloocten, (p) Polyisobuten, (q) Quatropolymer aus Ethen, Propen, Dicyclopentadien und Ethyliden-Norbornen, (r) Quatropolymer aus Ethen, Propen, Vinylnorbornen und Ethyliden-Norbornen, (s) Styrol-Butadien-Kautschuk, (t) Terpolymer aus Ethen, Propen und Dicyclopentadien, (u) Terpolymer aus Ethen, Propen und Ethyliden-Norbornen, (v) Terpolymer aus Ethen, Propen und Vinylnorbornen, (w) Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Hexa-1,4-dien, (x) Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Hexa-1,5-dien, (y) Terpolymer aus Ethylen, Propylen und VNB und/oder (z) Terpolymere aus Hexafluorpropylen, Vinylidenfluorid und Tetrafluorethylen. Diese Kautschuktypen haben sich als besonders widerstandsfähig gegenüber Chemikalien herausgestellt, wobei sie gleichzeitig auch mit geringe Migrationsraten bezüglich der Migration in Wasser einhergehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Kombination einer erfindungsgemäßen Dosierlanze gemäß einem der oben beschriebenen Ausführungsformen mit einer Wasserleitung und einem mit der Wasserleitung verbundenen Wasserhahn, wobei die Dosierlanze mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze und die Wasserleitung derart ausgebildet sind, dass die Ausgangsöffnung und das elastisch verformbare Dichtungselement innerhalb der Wasserleitung angeordnet sind.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination besteht das elastisch verformbare Dichtungselement aus einem Material besteht, wobei das Material ein Polymer aufweist, wobei die Wasserleitung, das elastisch verformbare Dichtungselement und das Polymer derart ausgebildet sind, dass Bestandteile des Polymer nur insoweit in eine in der Wasserleitung vorhandene Wassermenge migrieren, dass eine Konzentration der Bestandteile des Polymers von 750 µg/l in einer am Wasserhahn entnehmbaren Probe der Wassermenge nicht überschritten wird, nachdem die Wassermenge in der Wasserleitung für drei Tage bei einer Temperatur von 23 Grad stagniert hat. Dies gewährleistet eine geringe Migration von Bestandteilen des elastisch verformbaren Dichtungselements ins Wasser und somit eine zeitliche Beständigkeit der elastischen Eigenschaften des elastisch verformbaren Dichtungselements und in der Folge auch ein über einen längeren Zeitraum betrachtet geringeres Risiko für Rückfluss-Ereignisse.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination ist das Polymer ein Elastomer, vorzugsweise ein Silikonelastomer.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Dosierlanze zur Hinzugabe eines Dosiermediums in eine Trinkwasserleitung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsbeispiele werden deutlich anhand der nachfolgend gezeigten Figuren und deren Beschreibung. Diese zeigen:

1: Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze in einer angeschnittenen Ansicht,
2: Die in 1 gezeigte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierlanze in einer Außenansicht.

Die Ausführungsform einer Dosierlanze 1, wie sie in den 1 und 2 gezeigt wird, kann mit einer Wasserleitung verbunden werden, indem der vordere Mantel 3 in eine hierzu korrespondierende Ausnehmung, z.B. eine Aufnahmeventil der Wasserleitung, eingelassen wird. Durch den Zuflusskanal 2 kann dann ein durch die Eingangsöffnung 4 eintretendes Dosiermedium über die Ausgangsöffnung 5 in die Wasserleitung geleitet werden. Hierzu muss das Dosiermedium allerdings zwei Strömungswiderstände überwinden, nämlich die Ventileinrichtung 8 und das elastisch verformbare Dichtungselement 6, welches in der hier gezeigten Ausführungsform als Schlauchdichtung ausgebildet ist. Jeder der beiden Strömungswiderstände ist derart ausgebildet, dass es einen Vorüberdruck ungleich Null benötigt, um den jeweiligen Strömungswiderstand zu überwinden. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Rückfluss von Wasser durch die Ausgangsöffnung 5 in Richtung der Eingangsöffnung 4 des Zuflusskanals 2 verhindert oder zumindest auf ein Minimum reduziert wird.
Der Zuflusskanal 2 erstreckt sich bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform zwischen der Eingangsöffnung 4, die eine parallel zur Längsachse ausgerichtete Flächennormale aufweist, und einer Ausgangsöffnung 5, die wie ein gedachter Zylinder um die Längsachse 50 herum angeordnet ist, sodass jede Flächennormale der die Ausgangsöffnung 5 bildenden Fläche senkrecht zur Längsachse 50 angeordnet ist.
Die Ausgangsöffnung 5 ist in dem gezeigten Zustand, indem der elastisch verformbare Dichtungsschlauch 6 nicht verformt ist, vom Dichtungsschlauch 6 dicht verschlossen, sodass keine Flüssigkeit von außen durch die Ausgangsöffnung 5 in den Zuflusskanal 2 gelangen kann.
Die zusätzliche Ventileinrichtung 8 ist auf die Längsachse 50 des Zuflusskanals 2 bezogen mittig zwischen der Eingangsöffnung 4 und der Ausgangsöffnung 5 angeordnet und weist eine metallische Feder 9 sowie einen mit der metallischen Feder 9 fest verbundenen metallischen Schließkörper 10 auf. Zudem umfasst die Ventileinrichtung 8 einen Ventilsitz 12 zur Aufnahme des Schließkörpers 10, wenn die Ventileinrichtung 8 in einem verschlossenen Zustand ist, sowie einen Ventilsitz 11 zur Aufnahme oder zum Anschlag des Schließkörpers 10, wenn die Ventileinrichtung 8 in einem offenen Zustand ist.
Die Eingangsöffnung 4 der Dosierlanze 1 kann an eine nicht gezeigte Dosierpumpe, insbesondere eine Membrandosierpumpe und ein ebenfalls mit der Dosierpumpe funktional verbundenes Dosiermittelreservoir angeschlossen werden. Wenn Dosiermittel in die Wasserleitung hinzugegeben werden soll, wird die Dosierpumpe angesteuert, um Dosiermittel aus dem Dosiermittelreservoir durch die Eingangsöffnung 4 in den Zuflusskanal 2 zu befördern. Dabei ist die Dosierpumpe derart ausgebildet und eingerichtet, dass das Dosiermittel in dem zweiten Abschnitt des Zuflusskanal 2 den erforderlichen zweiten Überdruckschwellenwert und in dem ersten Abschnitt des Zuflusskanals 2 des erforderlichen ersten Überdruckschwellenwert erreicht, sodass das Dosiermittel aus der Ausgangsöffnung 5 austreten kann, es aber bei strömungsmechanischen Druckvariationen im Bereich um den Dichtungsschlauch 6 nicht zu unerwünschten Rückfluss-Ereignissen von Wasser in den Zuflusskanal 2 kommt.
Der hier gezeigte Dichtungsschlauch 6 besteht aus einem Elastomer, genauer einem Silikonelastomer, genauer einem Silikonelastomer hergestellt aus Organopolysiloxanen.
Der Dichtungsschlauch 6 sowie der Mantel 3 sind insbesondere dazu geeignet, mit Trinkwasser in Kontakt zu gelangen, ohne dass der Geruch oder Geschmack des Trinkwassers hiervon beeinflusst wird.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Bezugszeichenliste

1: Dosierlanze
2: Zuflusskanal
3: Mantel
4: Eingangsöffnung
5: Ausgangsöffnung
6: Elastisch verformbares Dichtungselement (Dichtungsschlauch)
7: Befestigungsmittel
8: Ventileinrichtung
9: Metallisches Federelement
10: Schließkörper
11: Ventilsitz für geöffneten Zustand der Ventileinrichtung
12: Ventilsitz für geschlossenen Zustand der Ventileinrichtung
13: erster Abschnitt des Zuflusskanals
14: zweiter Abschnitt des Zuflusskanals
50: Längsachse

Claims

Dosierlanze (1) zum Hinzufügen eines Dosiermediums in eine Wasserleitung, wobei die Dosierlanze (1) ein Befestigungsmittel (7) zum Verbinden der Dosierlanze (1) mit der Wasserleitung aufweist, wobei die Dosierlanze (1) einen sich im Wesentlich entlang einer Längsachse (50) erstreckenden Zuflusskanal (2) zum Zuführen des Dosiermediums aufweist, wobei sich der Zuflusskanal (2) zwischen einer Eingangsöffnung (4) und mindestens einer Ausgangsöffnung (5) erstreckt, wobei die Ausgangsöffnung (5) und das Befestigungsmittel (7) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Ausgangsöffnung (5) innerhalb der Wasserleitung angeordnet ist, wenn die Dosierlanze (1) mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze (1) ein elastisch verformbares Dichtungselement (6) aufweist, wobei die Form des elastisch verformbaren Dichtungselements (6) als Schlauch, Schlauchabschnitt, Ring oder Ringabschnitt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Dichtungselement (6) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es die Ausgangsöffnung (5) flüssigkeitsdicht verschließt, wenn die Druckdifferenz zwischen eines innerhalb eines an die Ausgangsöffnung (5) angrenzenden ersten Abschnitts (13) des Zuflusskanals (2) auf das elastisch verformbare Dichtungselement (6) wirkenden Drucks und eines innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement (6) wirkenden Drucks negativ ist, gleich Null ist, oder positiv und kleiner als ein erster positiver Überdruckschwellenwert ist, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich das elastisch verformbare Dichtungselement (6) abschnittsweise elastisch verformt, sodass das Dosiermedium aus der Ausgangsöffnung (5) leitbar und in die Wasserleitung zuführbar ist, wenn die Druckdifferenz zwischen des innerhalb des ersten Abschnitts (13) des Zuflusskanals (2) auf das elastisch verformbare Dichtungselement (6) wirkenden Drucks und des innerhalb der Wasserleitung auf das elastisch verformbare Dichtungselement (6) wirkenden Drucks gleich dem ersten Überdruckschwellenwert oder größer als der erster Überdruckschwellenwert ist.
Dosierlanze (1) gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) derart ausgebildet ist, dass der erste Überdruckschwellenwert mindestens 0,01 bar und höchstens 3,0 bar, vorzugsweise mindestens 0,05 bar und höchstens 1,5 bar und besonders bevorzugst mindestens 0,09 bar und höchstens 1,0 bar beträgt.
Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Dosierlanze (1) eine Ventileinrichtung (8) aufweist, wobei die Ventileinrichtung (8) ein Federelement (9) aufweist, wobei die Ventileinrichtung (8) einen Schließkörper (10) zum flüssigkeitsdichten verschließen des Zuflusskanals (2) aufweist, wobei die Ventileinrichtung (8) an einer Längsposition im Zuflusskanal (2) zwischen der Eingangsöffnung (4) und der Ausgangsöffnung (5) angeordnet ist und den Zuflusskanal (2) entweder verschließt oder freigibt, wobei sich der erste Abschnitt (13) des Zuflusskanals (2) zwischen der Ausgangsöffnung (5) und der Ventileinrichtung (8) erstreckt, wobei sich ein zweiter Abschnitt (14) des Zuflusskanals (2) zwischen der Ventileinrichtung (8) und der Eingangsöffnung (4) erstreckt, wobei die Ventileinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass sie den Zuflusskanal (2) verschließt, wenn die Druckdifferenz zwischen eines innerhalb des zweiten Abschnitts (14) des Zuflusskanals (2) auf den Schließkörper (10) wirkenden Drucks und eines innerhalb des ersten Abschnitts (13) des Zuflusskanals (2) auf den Schließkörper (10) wirkenden Drucks negativ ist oder positiv und kleiner als ein zweiter positiver Überdruckschwellenwert ist, wobei die Ventileinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass sie den Zuflusskanal (2) freigibt, wenn die Druckdifferenz zwischen des innerhalb des zweiten Abschnitts (14) des Zuflusskanals (2) auf den Schließkörper (10) wirkenden Drucks und des innerhalb des ersten Abschnitts (13) des Zuflusskanals (2) auf den Schließkörper (10) wirkenden Drucks gleich dem zweiten Überdruckschwellenwert oder größer als der zweite Überdruckschwellenwert ist.
Dosierlanze (1) gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Ventileinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass der zweite Überdruckschwellenwert mindestens 0,05 bar und höchstens 1,5 bar beträgt.
Dosierlanze (1) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Ventileinrichtung (8) ein metallisches Ventilelement aufweist, vorzugswese eine metallische Feder (9), wobei zumindest die Oberfläche des metallischen Ventilelements (9) aus einem chemisch beständigen Material besteht.
Dosierlanze (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei zumindest die Oberfläche des metallischen Ventilelements (9) eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung aufweist, wobei zumindest die Oberfläche des metallischen Ventilelements (9) vorzugsweise aus einer Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung besteht.
Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem Polymermaterial besteht, wobei das Polymermaterial zu mehr als 90% aus Makromolekülen zusammensetzt.
Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem Polymermaterial besteht, wobei das Polymermaterial sich zu weniger als 1% aus niedermolekularen Partikeln zusammensetzt.
Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem Material besteht, wobei das Material ein Polymermaterial umfasst, wobei das Material vorzugsweise ausschließlich das Polymermaterial umfasst.
Dosierlanze (1)gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem Material besteht, wobei das Material ein Elastomer umfasst, wobei das Material vorzugsweise ausschließlich das Elastomer umfasst.
Dosierlanze (1) gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei das Material ein Silikonelastomer umfasst, wobei das Material vorzugsweise ausschließlich das Silikonelastomer umfasst.
Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem für einen Menschen im Wesentlichen gefahrstofffreien Material besteht.
Kombination einer Dosierlanze (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche mit einer Wasserleitung, wobei die Dosierlanze (1) mit der Wasserleitung verbunden ist, wobei die Dosierlanze (1) und die Wasserleitung derart ausgebildet sind, dass die Ausgangsöffnung (5) und das elastisch verformbare Dichtungselement (6) innerhalb der Wasserleitung angeordnet sind.
Kombination gemäß Anspruch 13, wobei das elastisch verformbare Dichtungselement (6) aus einem Material besteht, wobei das Material ein Polymer aufweist, wobei die Wasserleitung, das elastisch verformbare Dichtungselement (6) und das Polymer derart ausgebildet sind, dass Bestandteile des Polymers nur insoweit in eine in der Wasserleitung vorhandene Wassermenge migrieren, dass eine Konzentration der Bestandteile des Polymers von 750 µg/l in einer an einem mit der Wasserleitung verbundenen Wasserhahn entnehmbaren Probe nicht überschritten wird, nachdem die Wassermenge in der Wasserleitung für drei Tage bei einer Temperatur von 23 Grad stagniert hat.
Verwendung einer Dosierlanze (1) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 12 zur Hinzugabe eines Dosiermediums in eine Trinkwasserleitung.