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Titel: Vorrichtung zum Beimischen einer Zu-
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satz flüssigkeit zu einem Fluidstrom und zum Abgeben des Gemisches.
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Vorrichtung zum Beimischen einer Zusatzflässigkeit zu einem Fluidstrom
und zum Abgeben des Gemisches B E S C H R E I B U N G Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Abgeben eines Gemisches aus einem strömenden
Fluid und einer vorbestimmten Menge eines Zusatzfluides und betrifft insbesondere
eine Vorrichtung zum Verspritzen von Wasser, das eine dosierte Menge eines Zusatzfluides
enthält.
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Häufig ist es erwünscht, eine dosierte Menge einer Zusatzflüssigkeit
in einen Fluidstrom einzuleiten, bei dem es sich ebenfalls um eine Flüssigkeit handeln
kann, z.B. ein Insektizid, einem Wasserstrom beizumischen, mit dem Pflanzen gespritzt
werden sollen. In vielen Fällen, z.B. beim Gebrauch eines Insektizids, kann die
Zusatzflüssigkeit giftig oder auf andere Weise gefährlich oder schädlich sein. Daher
kann man zweckmäßig eine weniger konzentrierte Form der Zusatzflüssigkeit verwenden,
um eine möglichst weitgehende Verringerung der Gefahren zu erreichen die sich ergeben,
wenndie Zusatzflüssigkeit bei Undichtigkeiten oder aus anderen Gründenentweichen
kann, ohne daß ihr eine ausreichende Wassermenge beigemischt worden ist, um die
Abgabe eines verdünnten Gemisches zu gewährleisten.
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Bei der Verwendung einer weniger stark konzentrierten Zusatzflüssigkeit
ergibt sich natürlich der Nachteil, daß es zur Erzielung einer bestimmten Wirkungerforderlich
ist,
eine größere Menge an Zusatzflüssigkeit zu verwenden, so daß
sich eine Erhöhung der Kosten ergibt und entsprechende Mengen an verdünnter Zusatzflüssigkeit
transportiert und gelagert werden müssen. Außerdem führt die Notwendigkeit der Verwendung
großer Mengen an Zusatzflüssigkeit gewöhnlich zu erhöhten Schwierigkeiten beim Abgeben
des Gemisches.
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Bei der Verwendung einer konzentrierten Zusatzflüssigkeit muß die
Abgabevorrichtung von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden. Wenn die Zusatzflüssigkeit
aus einem Vorratsbehälter in die Abgabevorrichtung umgefüllt werden soll, muß der
Benutzer sehr vorsichtig vorgehen, damit er nicht mit der Zusatzflüssigkeit in Berührung
kommt. Außerdem besteht bei der Lagerung einer konzentrierten Zusatzflüssigkeit
die Gefahr, daß der Behälter z.B. durch ein Kind versehentlich entleert wird, woraus
sich schädliche Folgen ergeben können.
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Bei der Handhabung gefährlicher Zusatzflüssigkeiten besteht eine weitere
Gefahr in der Möglichkeit, daß eine gewisse Menge der Zusatzflüssigkeit nach dem
Gebrauch in der Abgabevorrichtung zurückbleibt, so daß bei erneutem Gebrauch der
Vorrichtung unverdünnte Zusatzflüssigkeit vorhanden ist, und die Gefahr einer Schädigung
des Benutzers oder der zu spritzenden Gegenstände besteht. Schließlich besteht bei
Vorrichtungen, bei denen vom Druck der strömenden Flüssigkeit Gebrauch gemacht wird,
um die Zusatzflüssigkeit abzugeben, eine ähnliche Gefahr darin, daß die Möglichkeit
besteht, daß ein in der Leitung vorhandener Luftdruck die Zusatzflüssigkeit nach
außen fördert, bevor ein Flüssigkeitsstrom zum Verdünnen der Zusatzflüssigkeit zur
Verfügung steht.
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Von den möglichen Gefahren abgesehen, ergeben sich bei den bis jetzt
bekannten Abgabevorrichtungen beim Gebrauch weitere Nachteile. Beispielsweise arbeiten
viele bekannte Vorrichtungen einwandfrei in Verbindung mit einer bestimmten Zusatzflüssigkeit,
für
die sie konstuiert wurden, doch wenn man eine Zusatzflüssigkeit mit einer anderen
Viskosität oder anderen Eigenschaften verwendet, kann die Gefahr bestehen, daß dem
Hauptflüssigkeitsstrom eine zu geringe oder zu große Menge der Zusatzflüssigkeit
beigemischt wird. Weiterhin sind die meisten bekannten Abgabevorrichtungen für einen
konstanten Flüssigkeitsdurchsatz ausgelegt. Wird eine Abgabevorrichtung an eine
Wasserleitung angeschlossen, führen die Druckschwankungen in der Wasserleitung zu
Veränderungen des Flüssigkeitsdurchsatzes und damit auch der Konzentration des abgegebenen
Gemisches. Wird der Druck der strömenden Flüssigkeit ausgenutzt, um die Zusatzflüssigkeit
aus der Vorrichtung herauszudrücken, muß man die strömende Flüssigkeit daran hindern,
in die Vorrichtung einzutreten und die Zusatzflüssigkeit in dem Behälter zu verdünnen,
bevor der Druck aufgebaut worden ist, mittels dessen die Zusatzflüssigkeit abgegeben
wird. Zwar könnte man die gewünschte Wirkungsweise mit Hilfe von entsprechenden
Ventilen gewährleisten, doch wenn solche Ventile nicht in der richtigen Weise betätigt
werden, kann die Zusatzflüssigkeit immer noch verdünnt werden. Außerdem müssen solche
Ventile manuell betätigt werden, oder man muß sie mit komplizierten automatischen
Steuereinrichtungen versehen.
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Weitere Schwierigkeiten ergeben sich bezüglich einer Anzeige, daß
der Vorrat an Zusatzflüssigkeit in dem Behälter verbraucht ist. Zwar stehen verschiedene
Möglichkeiten zur Lösung dieses Problems zur Verfügung, doch sollte vorzugsweise
dafür gesorgt sein, daß die Abgabevorrichtung automatisch außer Betrieb gesetzt
wird, wenn der Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht ist.
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Die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung vermeidet die vorstehend
genannten, sich bei den bekannten Abgabevorrichtungen ergebenden Probleme und bietet
zahlreiche weitere
Vorteile. Somit steht jetzt eine Abgabevorrichtung
zur Verfügung, die den Gebrauch konzentrierter Zusatzflüssigkeiten zuläßt, wobei
sich die genannten Vorteile ergeben, und wobei die Gefahren praktisch ausgeschaltet
sind, die bis jetzt gewöhnlich bestehen; außerdem wird der Gebrauch solcher Zusatzflüssigkeiten
wesentlich erleichtert. Die Erfindung ermöglicht nicht nur das Arbeiten mit konzentrierten
Zusatzflüssigkeiten unter Vermeidung der genannten Gefahren, sondern sie gewährleistet
eine außerordentlich genaue Dosierung, bei der automatisch alle Änderungen des Wasserdurchsatzes
oder eines anderen strömenden Fluides berücksichtigt werden; außerdem ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung von den Eigenschaften der Zusatzflüssigkeit unabhängig. Schließlich
bietet die Vorrichtung einen hohen Grad von Sicherheit gegen Betriebsstörungen.
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Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines
Behälters für ein Zusatzfluid, gewöhnlich eine Zusatzflüssigkeit, dessen Verschluß
in Richtung auf seinen Schließzustand vorgespannt ist. Dieser Behälter kann einen
festen Bestandteil der Abgabevorrichtung bilden, doch ist er vorzugsweise lösbar
mit einem Gehäuse verbunden, so daß man einen geleerten Behälter durch einen vollen
Behälter ersetzen kann, ohne daß es erforderlich ist, Hantierungen mit der konzentrierten
Zusatzflüssigkeit vorzunehmen. Erst nachdem der Behälter mit dem Gehäuse verbunden
worden ist, kann er durch eine Betätigungseinrichtung geöffnet werden, die auf einen
Druck anspricht, welcher in dem Gehäuse aufgebaut wird, wenn die Zusatzflüssigkeit
abgegeben werden soll. Natürlich könnte jemand, der über geeignete Werkzeuge verfügt
und weiß, wie die Vorrichtung arbeitet, den Behälter öffnen, doch besteht nur eine
geringe Wahrscheinlichkeit, daß dies geschieht.
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Der Behälter weist einen nach innen ragenden Halsabschnitt auf, der
nahe seinem oberen Ende mit mindestens einer Austrittsöffnung
für
die Zusatzflüssigkeit versehen ist. Auf dem nach innen ragenden Halsabschnitt ist
ein Verschlußteil derart gleitend geführt, daß es die bzw. jede Austrittsöffnung
für die Zusatzflüssigkeit nach Bedarf verdecken oder freigeben kann. Ein Sperrabschnitt
des Verschlußteils erstreckt sich nach oben in den Halsabschnitt hinein. Eine sich
zwischen einem Kopf des Sperrabschnitts und einer nach innen abgewinkelten Lippe
am unteren Ende des Halsabschnitts erstreckende Verschluß-Vorspannfeder erzeugt
eine Vorspannkraft, die bestrebt ist, den äußeren Abdichtungsabschnitt des Verschlußteils
in Richtung auf das obere Ende des Behälters vorzuspannen, um die Austrittsöffnungenfür
die Zusatzflüssigkeit geschlossen zu halten.
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In dem Halsabschnitt ist über dem Sperrabschnitt des Verschlußteils
eine Dosierplatte angeordnet, die eine zentrale Düsenöffnung aufweist. Ein Strömungsweg
für eine Flüssigkeit, z.B, Wasser oder dgl., wird durch die Düsenöffnung der Dosierplatte
und weitere Öffnungen in dem Halsabschnitt unterhalb der Dosierplatte und in einem
Basisabschnitt des Verschlußteils gebildet. Dieser Strömungsweg führt zu einem Teil
des Behälters, wo der Strom des Wassers oder eines anderen Fluides einen Druck auf
ein flexibles Druckglied ausüben kann, durch welches das Wasser von der Zusatzflüssigkeit
getrennt gehalten wird.
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Bei der nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungs form ist
das flexible Druckglied als flexibler Beutel ausgebildet, der mit dem Verschlußteil
mit abdichtender Wirkung verbunden ist, so daß die Zufuhr von Wasser zu dem Beutel
über den erwähnten Strömungsweg bewirkt, daß der Beutel aufgebläht wird, um die
Zusatzflüssigkeit aus den Abgabeöffnungen austreten zu lassen. Eine weitere Einrichtung,
z.B. eine Verlängerung des Sperrabschnitts über die Basis des Verschlußteils hinaus,
verhindert, daß sich der Beutel in Richtung auf
die Seitenwand
des Behälters ausdehnt und das Strömen der Zusatzflüssigkeit zu den Abgabe- bzw.
Austrittsöffnungen in Fällen blockiert, in denen die Zusatzflüssigkeit eine höhere
Dichte hat als der sie aufnehmende Flüssigkeitsstrom.
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In dem Behälter kann sich eine Anzeigeeinrichtung, .z.B.
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eine Kugel, befinden, die einen Mangel an Zusatzflüssigkeit erkennen
läßt, wenn der flexible Druckbeutel so weit aufgebläht wird, daß er ein Klappern
der Kugel verhindert. Ist der Behälter durchsichtig oder durchscheinend, kann das
Fehlen von Zusatzflüssigkeit unmittelbar beobachtet werden, insbesondere dann, wenn
es sich um eine farbige Flüssigkeit handelt. Ferner kann der Druckbeutel eine Kontrast
färbung aufweisen oder mit Markierungen zum Anzeigen des Verbrauchs der Zusatzflüssigkeit
versehen sein.
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In Verbindung mit dem Behälter wird ein Gehäuse benutzt, das dazu
dient, das Wasser oder die sonstige strömende Flüssigkeit aufzunehmen und das aus
der strömenden Flüssigkeit und der Zusatzflüssigkeit erzeugte Gemisch z.B. durch
Verspritzen abzugeben. Dieses Gehäuse ist mit dem Behälter vorzugsweise lösbar verbunden,
z.B. durch Gewinde, mit denen die Innenfläche eines nach unten ragenden Mantelabschnitts
versehen ist, um mit einem dazu passenden Gewinde des Behälters zusammenzuarbeiten.
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Um das Verschlußteil zu betätigen und den Behälter zu öffnen, wird
der durch das Wasser oder ein anderes strömendes Fluid erzeugte Druck an einer entsprechenden
Stelle, z.B. in einer Druckkammer, gefühlt. In der Druckkammer befindet sich ein
scheibenförmiger Kolben mit einer Kolbenstange, die gleichachsig mit der Düsenöffnung
der Dosierplatte in dem Behälter angeordnet ist. Die Kolbenstange ragt durch eine
Buchse oder Hülse, die durch einen Abstand von dem Halsabschnitt des Behälters getrennt
ist und sich in den Halsabschnitt einführen läßt. Längs der Kolbenstange erstreckt
sich von dem scheibenförmigen
Kolben zu einer nach innen ragenden
Lippe am unteren Ende der Hülse eine Betätigungs- oder Vorspannfeder, die den scheibenförmigen
Kolben in Richtung auf das obere Ende der Druckkammer vorspannt.
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Wenn der Wasserdruck in der Druckkammer ei nen bestimmten Mindestwert
überschreitet, der in erster Linie durch die Betätigungs- bzw. Vorspannfeder bestimmt
wird, wird der scheibenförmige Kolben nach unten in eine größere zweite Kammer unterhalb
der Druckkammer hinein bewegt, damit das Wasser um den Rand des Kolbens herumströmen
kann, um durch die zweite größere Kammer nach unten durch die Hülse zu strömen und
durch Öffnungen der nach innen ragenden Lippe der Hülse zu entweichen. Bei diesem
Betriebs zustand ist die Kolbenstange durch die Düsenöffnung der Dosierplatte hindurch
vorgeschoben worden, so daß sie sich an dem Sperrabschnitt des Verschlußteils abstützt,
um das Verschlußteil nach unten zu drücken und die Austrittsöffnungen für die Zusatzflüssigkeit
zu öffnen. Der Raum zwischen der Kolbenstange und der Fläche der Düse in der Dosierplatte
bildet eine Dosieröffnung von vorbestimmter Größe. Ein Teil des durch die Hülse
strömenden Wassers wird durch die Dosieröffnung und längs des erwähnten Strömungswegs
zum Inneren des flexiblen Druckbeutels geleitet. Der größere Teil des durch die
Hülse strömenden Wassers wird einem Kanal zugeführt, der durch die Außenfläche der
Hülse und die Innenfläche des Halsabschnitts des Behälters abgegrenzt ist.
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Während das Wasser in diesem Kanal an den Austrittsöffnungen für die
Zusatzflüssigkeit vorbeiströmt, wird die von diesen Öffnungen abgegebene Zusatzflüssigkeit
dem Wasserstrom zugesetzt, und das so erzeugte Gemisch strömt durch das Gehäuse
zu einem Spritzkopf oder einer Düse, um abgegeben zu werden. Da die Öffnungen zum
Abgeben der Zusatzflüssigkeit im Vergleich zu der Dosieröffnung sehr groß
sind,
setzen sie der Abgabe der Zusatzflüssigkeit nur einen minimalen Widerstand entgegen,
so daß die abgegebene Menge der Zusatzflüssigkeit durch die Eigenschaften der Zusatzflüssigkeit
nicht in einem bemerkbaren Ausmaß beeinflußt wird. Somit hängt die dieDosierung
nur von dem Wasser ab, das durch die Dosieröffnung und den Kanal zwischen der Hülse
und dem Halsabschnitt strömt, bei dem sich Änderungen des das Gehäuse passierenden
Wasserstroms bemerkbar machen, so daß stets eine genaue Dosierung der dem Wasserstrom
beigefügten Zusatzflüssigkeit gewährleistet ist. Somit richtet sich die Dosierung
nur nach den geometrischen Verhältnissen der Dosterungszone, d.h. der Dosieröffnung,
des Kanals zwischen der Hülse und dem Halsabschnitt sowie dem Abstand zwischen dem.
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Ende der Hülse und der Dosierplatte, solange eine laminare Strömung
erhalten bleibt. Außerdem gelangt eine gewisse Wassermenge über die Austrittsöffnungen
für die Zusatzflüssigkeit in den flexiblen Druckbeutel, bevor das Verschlußteil
betätigt wird,' so daß die Austrittsöffnungen erst freigegeben werden, wenn sich
in dem flexiblen Druckbeutel ein Druck aufgebaut hat, wodurch e-in Verdünnen der
Zusatzflüssigkeit in dem Behälter verhindert wird.
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Wenn es sich bei dem strömenden Fluid um eine Flüssigkeit, z.B. Wasser,
handelt, ist es zweckmäßig, den scheibenförmigen Kolben mit einer Druckentlastungsöffnung
zu versehen, die es Gasen ermöglicht, aus der Druckkammer zu entweichen, ohne daß
der Kolben betätigt wird-, wobei jedoch der Aufbau eines Wasserdrucks nicht-gestört
wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß aus dem Behälter Zusatzflüssigkeit
abgegeben wird, bevor Wasser zum Verdünnen zur Verfügung steht.
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Wird der scheihenförmige Kolben in die größere Hilfskammer eingeführt,
kommen mehrere Führungsansätze zur Wirkung, um den Kolben in der richtigen Lage
zu halten und ihn beim Zurückführen
in die Druckkammer genau auszurichten.
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Ferner ist eine Einrichtung vorhanden, die dazu dient, den der Druckkammer
zugeführten Fluidstrom zu regeln, und die es auch ermöglicht, den Fluidstrom durch
einen anderen Kanal zu leiten, um das erwähnte Gehäuse auszuspülen. Dadurch, daß
der fluidstrom diesem anderen Kanal zugeführt wird, wird verhindert, daß durch diesen
Fluidstrom in der Druckkammer ein Druck aufgebaut wird. Bei der nachstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungs form leitet die Durchflußre ge le inri chtung den Fluidstrom
automatisch durch den Spülkanal, und zwar vor und nach dem Zuführen des Fluidstroms
zu der Druckkammer. Bei dieser Anordnung wird die Zusatzflüssigkeit, die nach dem
Schließen des Behälters noch in dem Gehäuse vorhanden ist, durch den Fluidstrom-herausgespült,
nachdem der Behälter geschlossen worden ist, und bevor er zum erneuten Gebrauch
wieder geöffnet wird.
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Natürlich sind auch andere Ausführungsformen mit anderen Merkmalen
denkbar. Beispielsweise ist es in manchen Fällen erwünscht, nur eine sehr kleine
Menge der Zusatzflüssigkeit zu verwenden. Eine solche Vorrichtung könnte z.B. zum
Bewässern von Rasen dienen. Bekanntlich ist es zweckmäßiger, Dünger jeweils in kleinen
Mengen über eine längere Zeit zu verwenden, statt in größeren Zeitabständen größere
Mengen zu verteilen. Diese erwünschte Wirkung würde-sich erzielen lassen, wenn man
dem zur Bewässerung von Rasen dienenden Wasser kleine Mengen einer Zusatzflüssigkeit,
z.B. eines flüssigen Düngemittels, beifügt. Bei solchen sehr geringen Konzentrationen
von z.B. 1 Teil auf 10 000 Teile wäre es erwünscht, nur einen Teil des gesamten
Wasserstroms zum Dosieren des dem Behälter entnommenen Düngemittels zu verwenden,
denn anderenfalls würde es schwierig sein, eine genaue Dosierung zu gewährteisten.
In diesem Fall könnte man für den größeren Teil des Wasserstroms einen Umgehungsweg
vorsehen.
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In anderen Fällen, z.B. wenn als Zusatzflüssigkeit eine Seife oder
ein Detergens verwendet werden soll, und wenn ein Spülen mit klarem Wasser erwünscht
ist, ist es zweckmäßig dafür zu sorgen, daß die Betriebsweise der Vorrichtung mit
der Hand gewählt werden kann. Zwar könnte man bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung die Durchflußregeleinrichtung entweder auf den Spülbetrieb oder den Mischbetrieb
einstellen, doch kann es erwünscht sein, mehrere Betriebsarten zum Verspritzen von
Flüssigkeit zur Verfügung zu haben.
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Beispielsweise könnte man eine manuell zu betätigende Wähleinrichtung
vorsehen, die es ermöglicht, das Wasser nach Bedarf zum Abgeben eines Detergens
zu verwenden oder klares Wasser in Form von Sprühstrahlen unterschiedlicher Gestalt
abzugeben.
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Ferner könnte es erwünscht sein, dafür zu sorgen,daß die Abgabevorrichtung
außer Betrieb gesetzt wird, sobald die Zusatzflüssigkeit in dem Behälter verbraucht
ist. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, daß man den Sperrabschnitt des Verschlußteils
unterteilt, und zwar in einen zentralen Abschnitt, an dem sich die Kolbenstange
abstützt, und einen äußeren Abschnitt,- in welchen der innere Abschnitt eingebaut
ist. Die Verlängerung des Schenkels des Sperrabschnitts ist so geformt, daß sie
normalerweise das Hindurchtreten des inneren Abschnitts verhindert, doch weist sie
an ihrem Ende einen Schlitz auf, damit der innere Abschnitt hindurchgedrückt werden
kann. Ein solches Hindurchdrücken wird normalerweise durch ein Kappenteil verhindert,
das die den Schlitz begrenzenden Abschnitte der Verlängerung zusammenhält. Die Kappe
ist mit dem flexiblen Druckbeutel durch ein unelastisches flexibles Element verbunden,
so daß beim vollständigen Aufblähen des Druckbeutels dieses Elements die Kappe von
der Verlängerung des Sperrabschnitts abzieht, damit die Kolbenstange den inneren
Abschnitt durch den äußeren Abschnitt hindurchziehen kann. Hierdurch wird der scheibenförmige
Kolben
zwangsläufig-zum unteren Ende der größeren zweiten Kammer bewegt, um ein Strömen
des Fluides durch die Hülse zu verhindern. Ist ein Umgehungsweg vorhanden, würde
auch dieser geschlossen, so daß der Fluidstrom unterbrochen wird.
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Auf diese Weise wird die Abgabevorrichtung automatisch außer Betrieb
gesetzt, sobald der Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht ist.
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Damit der scheibenförmige Kolben in Richtung auf den Boden der größeren
zweiten Kammer bewegt wird, ist er an seinem äußeren Umfang mit einem nach oben
ragenden Rand versehen.
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Wäre ein solcher Rand nicht vorhanden, wäre es möglich, daß dynamische
Wirkungen des Fluidstroms dazu fuhren, daß der scheibenförmige Kolben nicht vollständig
zur Anlage am Boden der zweiten Kammer gebracht wird.
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Wird der Behälter zur Aufbewahrung eingelagert, ist es möglich, daß
in dem Druckbeutel Wasser zurückbleibt. Wenn dieses Wasser gefriert, könnten sich
infolge der dabei eintretenden Ausdehnung Schwierigkeiten ergeben. Um dies zu vermeiden,
kann man eine auf besondere Weise ausgebildete Kappe für den Behälter verwenden.
Diese Kappe weist an ihrem oberen Ende einen besonderen Hohlraum zum Aufnehmen von
Wasser auf, unter dem ein isolierter Raum zum Aufnehmen des oberen Endes des Behälters
angeordnet ist. Die Isolierung gewährleistet, daß ein Einfrieren zuletzt am oberen
Ende des Behälters eintritt, so daß beim Entstehen von Eis in dem Druckbeutel das
überschüssige Wasser aus dem oberen Ende des Behälters herausgedrückt wird. Ein
in der Kappe ausgebildeter Kanal leitet das Wasser zu dem Hohlraum. Die Kappe kann
eine EntlUftungseinrichtung aufweisen, die in Verbindung mit dem Wasser aufnehmenden
Hohlraum steht, damit sich kein unerwünschter Luftdruck aufbaut, durch den das Eintreten
von Wasser in den Hohlraum behindert werden könnte.
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Für den Fall, daß der Behälter mit dem Gehäuse verbunden bleibt, wenn
eine Temperatur unter dem Gefrierpunkt herrscht, und daß sich daher die spezielle
Kappe nicht in Gebrauch befindet, könnte man das Problem des Einfrierens durch die
Verwendung einer elastischen Platte lösen. Um beim normalen Gebrauch die erforderliche
Festigkeit zu gewährleisten, könnte man eine starre Hülse verwenden, die nur brechen
würde, wenn infolge des Einfrierens ein hoher Druck erzeugt wurde. Es wäre auch
möglich, die Abgabevorrichtung unter solchen Bedingungen dadurch betriebsunfähig
zu machen, daß man eine Abänderung der Anordnung vorsieht, mittels welcher die Vorrichtung
außer Betrieb gesetzt wird, sobald der Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht ist.
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Gemäß der vorstehenden allgemeinen Beschreibung werden durch die Erfindung
zahlreiche Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden, und die Vorrichtung
weist viele zusätzliche vorteilhafte Merkmale auf. Die nachstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen ermöglichen unter den verschiedens ten Bedingungen
ein gefahrloses und genaues Dosieren einer einem Fluidstrom beizumischenden Zusatzflüssigkeit.
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Die Handhabung der Zusatzflüssigkeit wird erheblich vereinfacht, und
die leichte Zugänglichkeit der Kanäle, von denen viele durch das Gehäuse in Verbindung
mit dem Behälter abgegrenzt werden, erleichtert die Reinigung beim Vorhandensein
von Fremdkörpern. Zu den leicht zugänglichen Kanälen gehören sämtliche Kanäle, deren
geometrische Verhältnisse die Dosierung beeinflussen, so daß Gewähr dafür besteht,
daß die Dosierwirkung nicht durch Fremdkörper beeinträchtigt wird.
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Unerwünschte Wirkungen von in die Wasserleitung eindringender Luft
werden vermieden, und unterschiedliche Wasserdurchsatzgeschwindigkeiten werden durch
automatisches Verstellen berücksichtigt. Gefahren oder Verschmutzungen, die beim
Einfrieren während der Lagerung des Behälters auftreten könnten, sind ausgeschlossen.
Eine Verdünnung der Zusatzflüssigkeit
durch in den Behälter gelangendes
Wasser wird automatisch verhindert, und der Betrieb der Abgabevorrichtung wird automatisch
beendet, sobald der Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht ist. Somit ist durch
die Erfindung eine Abgabevorrichtung geschaffen worden, die äußerst betriebssicher
ist und mehrere sehr vorteilhafte Merkmale aufweist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Schrägansicht einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßenAbgabevorrichtung; Fig. 2 eine teilweise weggebrochen gezeichnete
Schrägansicht des Behälters der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 eine teilweise weggebrochen
gezeichnete Schrägansicht des Gehäuses der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 4 einen
Axialschnitt zur Veranschaulichung der Bedingungen, die beim Einleiten der Betätigung
der Vorrichtung nach Fig. 1 bestehen; Fig. 5 eine Fig, 4 entsprechende Darstellung
zur Veranschaulichung der Bedingungen, die bestehen, wenn die Vorrichtung nach Fig.
1 bereit ist, ein Gemisch herzustellen; Fig. 6 eine teilweise weggebrochen gezeichnete
Schrägansicht des Gehäuses einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 7 eine
teilweise weggebrochen gezeichnete Schrägansicht des Gehäuses einer dritten Ausführungsform.
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der Erfindung;
Fig. 8 einen Axialschnitt eines Teils
des Behälters nach Fig. 2 zur Veranschaulichung eines ergänzenden Merkmals in Form
einer Einrichtung, die dazu dient, eine Betätigung der Abgabevorrichtung zu verhindern,
wenn der Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht ist; und Fig. 9 einen Axialschnitt
einer Kappe, die zur Verwendung bei dem Behälter nach Fig. 2 geeignet ist.
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In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Abgabevorrichtung mit einem Gehäuse
15 und einem Behälter 17 dargestellt.
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Das Gehäuse 15 dient zum Aufnehmen eines strömenden Fluides.
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Zwar könnte man ein beliebiges Fluid verwenden, doch gilt die nachfolgende
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen für die Verwendung von Wasser als strömendes
Fluid. Gemäß Fig. 1 ist daher ein Anschlußstück 19 vorhanden, das dazu dient, das
Gehäuse 15 mit einer Wasserquelle, z.B. einem Gartenschlauch bekannter Art, zu verbinden.
In das Anschlußstück 19 ist ein Sieb 21 eingebaut, um das Eintreten teilchenförmiger
Fremdkörper oberhalb einer bestimmten Korngröße in das Gehäuse 15 zu verhindern.
Die Maschenweite des Siebes 21 richtet sich nach der Ausbildung der Kanäle in dem
Gehäuse 15; das Sieb 21 soll verhindern, daß teilchenförmige Fremdkörper in die
Kanäle gelangen, welche die ICanäle nicht ungehindert passieren können.
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Das Anschlußstück 19 bildet einen Bestandteil einer im wesentlichen
auf bekannte Weise ausgebildeten handbetätigten Durchfiußregeleinrichtung, zu der
ein Griff 23 gehört, auf dem ein Betätigungshebel 25 mittels einer Achse 27 schwenkbar
gelagert ist. Auf der einen Seite der Lagerachse 27 weist der Betätigungshebel 25
einen Griffabschnitt 29 auf. Auf der anderen Seite der Lagerachse 27 ist der Betätigungshebel
25 mit
einem kürzeren Betätigungsabschnitt 31 versehen, der mit
einer Durchflußregelstange 33 gekuppelt ist. Um die Stellung der Durchflußregelstange
33 zu regeln, kann der Benutzer einen entsprechenden Druck auf den Hebelabschnitt
29 ausüben. Ein abgestuftes Einstellglied 35 kann dazu dienen, die Durchflußregelstange
33 jeweils in einer von mehreren vorbestimmten Stellungen festzuhalten.
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Zu dem Gehäuse 15 gehört ein nach unten ragender Abschnitt 37, mit
dem der Behälter 17 verbunden ist. Ferner weist das Gehäuse 15 einen Spritzkopf,
z.B. eine Düse 39, auf.
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Zwar könnte in bestimmten Fällen der Behälter 17 einen festen Bestandteil
des Gehäuses 15 bilden, doch ergeben sich verschiedene Vorteile, wenn der Behälter
mit dem Gehäuse lösbar verbunden ist; die letztere Anordnung ist bei den nachstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen. Gemäß Fig. 2 ist der Behälter 17
als allgemein zylindrische Buchse ausgebildet und weist einen oberen Abschnitt 41
auf, der sich mit dem nach unten ragenden Abschnitt 37 des Gehäuses 15 verbinden
läßt.
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Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des Behälters 17 ersichtlich,
der aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. Der obere Abschnitt 41 weist am oberen
Ende einen Ansatz 43 auf, der bei der bevorzugten Ausführungsform allgemein zylindrisch
ist. Der obere Abschnitt 41 ist mit einem Gewinde 45 versehen, mittels dessen sich
der Behälter 17 mit dem Gehäuse 15 verbinden läßt. Anstelle dieser Gewindeverbindung
könnte man natürlich auch eine beliebige andere lösbare Verbindung vorsehen.
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An das obere Ende des Ansatzes 43 schließt sich über einen massiven
Steg 49 ein nach unten ragender Halsabschnitt 47 an, der einen ersten Abschnitt
51 von größerem Durchmesser und
einen zweiten Abschnitt 53 von
kleinerem Durchmesser aufweist, die durch eine Schulter 55 verbunden sind.
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Der Abschnitt 51 ist so ausgebildet, daß er das Abgeben von Zusatzflüssigkeit
aus dem Behälter 17 ermöglicht. Zwar kann es sich bei dem Zusatzfluid um ein beliebiges
strömungsfähiges Material handeln, doch wird bei der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen angenommen, daß als Zusatzfluid eine Flüssigkeit verwendet
wird. Der Abschnitt 51 weist mindestens eine Austrittsöffnung 57 für die Zusatzflüssigkeit
auf; in der Praxis sind gewöhnlich mehrere solche Öffnungen vorhanden. Die Austrittsöffnungen
57 sollen eine ausreichende Größe haben, um den dem Ausströmen der Zusatzflüssigkeit
entgegengesetzten Widerstand möglichst gering zu halten.
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Gemäß Fig. 2 ist ein Verschlußteil 59 vorhanden, das einen auf den
Halsabschnitt 47 aufgeschobenen Abdichtungsabschnitt 61 aufweist, welch letzterer
an seinem oberen Ende mit einer Dichtungslippe 62 versehen ist; die Lippe 62 ist
entweder als Wulst ausgebildet, oder das Verschlußteil 59 besteht aus einem Material,
das hinreichend elastisch ist, um eine Abdichtung zu bewirken, wenn eine Dichtungskraft
aufgebracht wird. Mit dem Abdichtungsabschnitt 61 ist durch einen Basisabschnitt
65 ein Sperrabschnitt 63 verbunden, der einen Kopf 67 aufweist, welcher in den Teil
53 des Halsabschnitts 47 einschiebbar ist; ferner ist an dem Basisabschnitt 65 ein
Ansatz 69 von kleinerem Durchmesser z.B. mittels eines Stiftes 70 befestigt. Längs
des Ansatzes 69 erstreckt sich zwischen dem Kopf 67 und einer nach innen vorspringenden
Lippe 73 am unteren Ende des Teils 53 des Hals abschnitts 47 eine Druckfeder 71,
die das Verschlußteil 59 gegen das obere Ende des Behälters 17 vorspannt.
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In dem Behälter 17 ist ein flexibles Druckglied angeordnet,
das
es ermöglicht, in den Behälter Wasser einzuleiten, um einen Druck aufzubringen,
damit Zusatzflüssigkeit aus dem Behälter herausgedrückt wird, wobei das Wasser von
der Zusatzflüssigkeit getrennt gehalten wird. Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist das flexible Druckglied als flexibler Beutel 75 ausgebildet, der mit dem Abdichtungsabschnitt
61 des Verschlußteils 59 verbunden ist und aus einem beliebigen flexiblen Material
bestehen kann, jedoch im vorliegenden Fall vorzugsweise aus Polyäthylen besteht.
Zwar kann der Beutel 75 aus Polyäthylen mit dem Verschlußteil 59 auf beliebige Weise
verbunden sein, doch hat es sich gezeigt, daß man eine besonders zweckmäßige Verbindung
erhält, wenn man das obere Ende des Beutels mit einem Hals bzw. einer Öffnung versieht,
die einen etwas kleineren Durchmesser hat als der Abdichtungsabschnitt 61 des Verschlußteils
59. Es wurde festgestellt, daß die elastische Kraft, die auftritt, wenn man den
Beutel mit seiner engeren Öffnung unter Kraftaufwand auf das Verschlußteil aufsetzt,
genügt, um den Beutel auf dem Verschlußteil 59 festzuhalten, Im Teil 49 des Halsabschnitts
47 ist eine Dosierplatte 77 in Anlage an der Schulter 55 angeordnet; die Dosierplatte
kann z.B. aus einem Kunststoff hergestellt sein. In den meisten Fällen ist die Dosierplatte
fest mit der Schulter 55 verbunden, doch können sich Fälle ergeben, in denen es
erwünscht ist, die Dosierplatte auszuwechseln, damit sich eine andere Konzentration
der Zusatzflüssigkeit bei dem erzeugten Gemisch ergibt. Gemäß der Erfindung ist
es möglich, eine solche auswechselbare Dosierplatte vorzusehen.
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Die Dosierplatte 77 weist in der Mitte eine Düsenöffnung 79 mit einem
vorbestimmten Querschnitt auf. Ein Ansatz 80 an der Oberseite des Kopfes 67 des
Sperrabschnitts 63 des Verschlußteils 59 verschließt die Düsenöffnung 79, wenn sich
das
Verschlußteil 59 in seiner obersten Stellung oder in ihrer
Nähe befindet, wie es in Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Die Düsenöffnung 79 bildet zusammen
mit einer oder mehreren Öffnungen 81 des Teils 53 des Halsabschnitts 47 und einer
oder mehreren Öffnungen 83 in der Basis des Verschlußteils 59 einen Strömungsweg
zum Einleiten von Wasser in den flexiblen Beutel 75.
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Beim Zuführen von Wasser zu dem Beutel bläht sich der Beutel auf,
so daß Zusatzflüssigkeit, die sich außerhalb des Beutels in dem Behälter 17 befindet,
über die Austrittsöffnungen 57 von dem Behälter abgegeben wird.
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In manchen Fällen hat die Zusatzflüssigkeit ein höheres spezifisches
Gewicht als Wasser, so daß das Wasser in dem Beutel 75 auf der Zusatzflüssigkeit
schwimmen würde. Beim Einleiten von weiterem Wasser in den Beutel 75 könnte sich
der Beutel so weit aufblähen, daß er zur Anlage an der Innenwand des Behälters 17
kommt und das Entweichen der Zusatzflüssigkeit aus dem Behälter verhindert. Um dies
zu vermeiden, müssen daher entsprechende Maßnahmen getroffen sein. Eine Möglichkeit
hierfür würde darin bestehen, die Innenwand des Behälters mit senkrechten Leisten
zu versehen, so daß Strömungswege für die Zusatzflüssigkeit offen gehalten werden.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird jedoch eine einem Meßstab ähnelnde
Einrichtung verwendet, zu der eine Verlängerung 85 des einen kleineren Durchmesser
aufweisenden Teils 72 des Sperrabschnitts 63 gehört, die gegenüber der Basis 65
des Abdichtungsabschnitts 61 nach unten ragt und so lang ist, daß sie zur Anlage
am Boden des flexiblen Beutels 75 kommt, bevor sich der Beutel in seitlicher Richtung
so weit aufblähen kann, daß er sich an die Innenwand des Behälters anlegt.
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Um anzuzeigen, daß der Vorrat an Zusatzflüssigkeit in dem Behälter
17 verbraucht worden ist, kann man in dem Behälter eine Metallkugel 87 anordnen.
Befindet sich Zusatzflüssigkeit in dem Behälter, kann sich die Kugel 87 ungehindert
bewegen,
und wenn man den Behälter schüttelt, erzeugt die Kugel
ein hörbares Signal, das anzeigt, daß sich noch Zusatzflüssigkeit in dem Behälter
befindet. Wird dagegen der gesamte Vorrat an Zusatzflüssigkeit verbraucht, bläht
sich der Beutel 75 so weit auf, daß er die Kugel 87 festhält, und daß die Kugel
daher beim Schütteln des Behälters kein Geräusch erzeugt.
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Gehäuses 15, das
z.B. aus Metall oder einem kräftigen Kunststoff besteht.
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Die Durchflußregelstange 33, deren Stellung durch den Griff 25 bestimmt
wird, ist mit einer Vorspannfeder 89 versehen, welche die Stange 33 gemäß Fig. 3
nach links vorspannt.
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Die Durchflußregelstange 33 trägt einen' Ventilkörper 91, der mit
einem an dem Gehäuse 15 ausgebildeten Ventilsitz 93 zusammenarbeitet und hierdurch
die dem Gehäuse 15 je Zeiteinheit zugeführte Wassermenge bestimmt.
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An der Stange 33 ist in einem Abstand von dem Ventilkörper 91 eine
Strömungssteuereinrichtung in Form einer Verdickung bzw. eines Schiebers 95 ausgebildet,
der bestimmt, ob das an dem Ventilsitz 93 vorbei einströmende Wasser durch einen
Kanal 97 oder einen Kanal 99 geleitet wird.
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Gemäß Fig. 3 weist die Stange 33 an ihrem linken Ende eine Verdickung
bzw. einen Stopfen 101 auf, der unter bestimmten Betriebsbedingungen verhindert,
daß Wasser durch die Öffnung 103 strömt. Der Stopfen 101 ist mit dem Schieber 95
durch einen Abschnitt 105 der Stange 33 verbunden, der einen kleineren Durchmesser
hat, während der Schieber 95 mit dem Ventilkörper 91 durch einen Stangenabschnitt
107 von kleinerem Durchmesser verbunden ist. Der Ventilkörper 91, der Schieber 95
und der Stopfen 101 bestehen vorzugsweise aus einem etwas
elastischen
Material, um einen engen Sitz zu gewährleisten und Freßerscheinungen zu verhindern.
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Von einem zentralen Kanal 111 aus, in dem die Stange 33 gelagert ist,
erstreckt sich eine Offnung 109 zu einer Druckkammer 113, die einen Kolben mit einer
Kolbenscheibe 115 und einer Kolbenstange 117 enthält. Wasser, das über die Öffnung
109 zugeführt wird, erzeugt einen Druck in der Druckkammer 113, die eine Druckfühlstelle
bildet, um den Kolben 115 nach unten in eine einen größeren Durchmesser aufweisende
zweite Kammer 119 hinein zu bewegen, die unter der Druckkammer 113 angeordnet ist.
Wenn das zugeführte Wasser über den Rand des Scheibenkolbens 115 hinwegströmt, während
sich der Kolben in der zweiten Kammer 119 befindet, verkleinert sich die nach unten
wirkende Kraft, um die entgegengesetzt wirkenden Kräfte auszugleichen, wobei sich
der Kolben 115 in einer Stellung unterhalb des Bodens der Druckkammer 113 stabilisiert.
In der zweiten Kammer 119 sind Führungen 121 vorhanden, die den Kolben 115 in der
richtigen Lage halten, damit er wieder in die Druckkammer 113 eintreten kann, ohne
das Strömen von Wasser über seinen Rand und durch die zweite Kammer 119 zu behindern.
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Der Kolben 115 weist eine Druckentlastungsöffnung 123 auf, die so
bemessen ist, daß ein in der Druckkammer 113 vorhandenes Gas die Öffnung durchströmen
kann, ohne auf den Kolben 115 eine Kraft auszuüben, die genügt, um den Kolben zu
betätigen. Andererseits ist die Öffnung 123 so klein, daß sie keine bemerkbare Wirkung
auf die Kraft ausübt, welche auf den Kolben 115 durch den Wasserdruck aufgebracht
wird, welcher in der Druckkammer 113 entsteht. Die Öffnung 123 ermöglicht ferner
eine Druckentlastung der Kammer 113 nach der Beendigung des Gebrauchs der Abgabevorrichtung,
um zu verhindern, daß in der Kammer 113 infolge einer Saugwirkung Wasser zurückgehalten
wird, nachdem der Behälter 17 von dem Gehäuse 15 getrennt worden ist.
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Der Kolben 115 weist an seinem äußeren Rand einen nach oben ragenden
ringförmigen Ansatz 125 auf, so daß an der Oberseite des Kolbens ein Becher vorhanden
ist, und daß der Wasserstrom am Rand des Kolbens unterbrochen wird, um die Erzeugung
einer größeren auf den Kolben wirkenden Kraft zu gewährleisten. Normalerweise ist
der ringförmige Ansatz 125 nicht erforderlich, denn die auf den flachen Kolben wirkende
Kraft genügt, um den Kolben in die zweite Kammer 119 hinein zu bewegen Wie im folgenden
erläutert, gibt es jedoch Fälle, in denen auf den Kolben 115 eine größere Kraft
aufgebracht werden muß, so daß das Vorhandensein des ringförmigen Ansatzes 125 von
Bedeutung ist.
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Ein nach unten ragender Mantelabschnitt 127 des Gehäuses 15 ist mit
einem Innengewinde 129 versehen, das sich auf das Außengewinde 45 des Behälters
17 aufschrauben läßt, um das Gehäuse mit dem Behälter zu verbinden. Am oberen Ende
der Innenwand des Mantelabschnitts 127 ist eine Dichtung 131 oder dgl. angeordnet,
um das obere Ende des Behälters 17 abzudichten, wenn dieser mit dem Gehäuse 15 verbunden
wird.
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Konzentrisch mit dem Mantelabschnitt 127 ist eine allgemein ringförmige
Hülse 133 angeordnet, deren Außenfläche durch einen Abstand von der Innenwand des
Mantelabschnitts 127 getrennt ist, so daß der Ansatz 45 des Behälters 17 dazwischen
angeordnet werden kann. Die Hülse 133 wird in den Teil 51 des Halsabschnitts 47
des Behälters 17 eingeführt, wobei eine Schulter 134 des Behälters 17 bestimmt,
wie weit die Hülse 133 in den Halsabschnitt 47 eingeführt werden kann. Wird das
Gehäuse 15 in der beschriebenen Weise mit dem Behälter 17 verbunden, wird die Kolbenstange
117 so ausgerichtet, daß sie mit Hilfe einer Führungsöffnung 136 der nach innen
ragenden Lippe 137 der Hülse 133 durch die Düsenöffnung 79 geführt wird. Durch die
Berührung zwischen dem unteren Ende des Mantelabschnitts 127 und der Schulter 134
des Behälters 17 wird gemäß Fig. 4 ein gewünschter Abstand
138
zwischen der Lippe 137 und der Dosierplatte 77 eingehalten.
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Der Betätigung des Kolbens 115 wirkt eine Druckfeder 135 entgegen,
die auf die Kolbenstange 117 zwischen dem Kolben 115 und der nach innen ragenden
Lippe 137 am unteren Ende der Hülse 133 aufgeschoben ist. Die Lippe 137 der Hülse
133 weist eine oder mehrere Öffnungen 139 auf, so daß über die Öffnung 109 in die
Druckkammer 113 eingeleitetes Wasser den Kolben 115 entgegen der Kraft der Feder
135 nach unten drückt, sobald der Druck in der Druckkammer 113 einen vorbestimmten
Mindestwert überschreitet, welcher bei gegebenen Abmessungen der Druckkammer 113,
des Kolbens 115 und der Druckentlastung 123 usw. in erster Linie durch die Feder
135 bestimmt wird.
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Wird dieser vorbestimmte Mindestdruck in der Druckkammer 113 erreicht,
wird der Kolben 115 nach unten bewegt und in die zweite Kammer 119 eingeführt; nunmehr
kann Wasser von der Druckkammer 113 aus über den Rand des Kolbens 115 zu der zweiten
Kammer 119 sowie durch die Hülse 133 und die Öffnungen 139 zu der Dosierplatte 77
strömen.
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Gemäß Fig. 5 wird ein Mischkanal 141 durch die Außenfläche der Hülse
133 und die Innenfläche des Teils 51 des Halsabschnitts 47abgegrenzt. Der Mischkanal
141 setzt sich nach oben durch das Gehäuse 15 in einem Kanal 142 fort, von dem aus
das Gemisch über den Spritzkopf 39 abgegeben wird. Beim Einführen der Kolbenstange
117 in die Düsenöffnung 79 der Dosierplatte 77 begrenzen diese Teile einen Dosierkanal
143, dessen Abmessungen durch eine entsprechende Wahl des Durchmessers der Düsenöffnung
79 und des Durchmessers der Kolbenstange 117 bestimmt werden. Bei laminarer Strömung
wird die Dosierwirkung in erster Linie durch die geometrischen Verhältnisse des
Dosierkanals 143, des Kanals 141 und den Abstand 138 bestimmt. Durch Variieren dieser
Abmessungen läßt sich das gewünschte Dosierverhältnis erreichen, das dann bei
laminarer
Strömung unverändert bleibt.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anhand von Fig. 4 und 5 erläutert, wo die Strömungsrichtung der Fluide durch Pfeile
bezeichnet ist. In Fig. 4 ist die Durchflußregelstange 33 mit Hilfe des Griffs 25
in eine Spülstellung gebracht worden. Gegebenenfalls kann man die Abgabevorrichtung
bei dieser Stellung beliebig lange betätigen, z.B. dadurch, daß man die Einstelleinrichtung
35 so betätigt, daß sie die Stange 33 in ihrer in Fig. 4 gezeigten Stellung hält.
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Bei der Spülstellung nach Fig. 4 verhindert der Schieber 95 das Strömen
von Wasser durch den Kanal 97, läßt jedoch Wasser längs des Stangenabschnitts 107
und durch den Kanal 99 strömen. Daher wird der Kanal 99 hier als alternativ zu benutzender
Spülkanal bezeichnet, denn er verhindert, daß zur Betätigung dienendes Wasser zu
der Druckkammer 113 strömt.
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Zwar gelangt eine gewisse Wassermenge tatsächlich zu der Druckkammer
113, doch strömt dieses Wasser entgegen der Richtung, in der es strömen müßte, um
den Kolben 115 mit einem Druck zu beaufschlagen. Tatsächlich trägt diese Zufuhr
von Wasser zur Unterseite des Kolbens 115 dazu bei, den Behälter 17 nach dem Gebrauch
schnell zu schließen, denn der Zustand nach Fig. 4 ergibt sich auch beim Schließen,
wenn sich der Ventilkörper 91 dem Ventilsitz 93 nähert.
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Da der alternativ zu benutzende Spülkanal 99 das eintretende Wasser
direkt dem Mischkanal 141 zuführt, kann er dazu dienen, alle Zusatzflüssigkeit fortzuspülen,
die in dem Mischkanal oder dem verbleibenden Teil des Gehäuses zurückgeblieben sein
könnte, und zwar unmittelbar vor oder nach jeder Benutzung der Abgabevorrichtung.
Wenn es sich bei der Zusatzflüssigkeit um eine Substanz handelt, die schädliche
Wirkungen hervorrufen könnte, z.B. ein Insektizid, kann somit die
Abgabe
von Wasser mit einer zu starken Konzentration des Insektizids verhindert werden.
Außerdem kann man ggf. klares Wasser verspritzen, indem man die Vorrichtung in ihrer
Spülstellung hält.
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Während des Betriebs in der Spülstellung verhindert die Verlängerung
80 am Kopf 67 am Sperrabschnitt 63 des Verschlußteils 59, daß Wasser durch die Düsenöffnung
79 fließt. Jedoch kann das zugeführte Wasser in die Austrittsöffnungen 57 für die
Zusatzflüssigkeit eintreten und an der Dichtungslippe 144 vorbei und durch die Öffnungen
83 zu dem flexiblen Beutel 75 strömen. Dies bedeutet, daß der Beutel 75 unter Druck
gesetzt wird, bevor der Behälter 17 geöffnet wird, um die Zusatzflüssigkeit abzugeben.
Ferner bedeutet dies, daß dann, wenn das Verschlußteil 59 betätigt wird, um die
Austrittsöffnungen 57 zum Abgeben der Zusatzflüssigkeit freizugeben, die Zusatzflüssigkeit
bereits unter Druck steht, so daß kein Wasser in den Behälter eintreten kann, um
die Zusatzflüssigkeit zu verdünnen. Eine solche Verdünnung würde natürlich zu einer
Änderung der Konzentration des Gemisches führen, das danach beim Gebrauch der Abgabevorrichtung
erzeugt wird.
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Das Wasser strömt durch die Öffnungen 57 und 83 an der Dichtungslippe
144 vorbei, welch letztere hinreichend flexibel ist, um dieses Strömen von Wasser
zu ermöglichen, wenn der Beutel 75 unter Druck gesetzt oder vom Druck entlastet
wird, doch hat die Dichtungslippe eine ausreichende Steifigkeit, um das Hindurchströmen
von Wasser zu verhindern, wenn der Behälter 17 auf den Kopf gestellt wird, während
keine Beaufschlagung mit Druck bzw. keine Druckentlastung erfolgt.
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In Fig. 5 ist die Stange 33 vollständig zurückgezogen worden, so daß
der Betriebszustand besteht, bei dem die Zusatzflüssigkeit
dem
Wasserstrom beigemischt werden kann.
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Somit handelt es sich hierbei um die Mischstellung. Der zentrale Abschnitt
oder Schieber 95 verstärkt jetzt den Hilfsspülkanal 99, doch hat er den Kanal 97
geöffnet. Das über den Kanal 97 zugeführte Wasser wird durch den Stopfen 101 daran
gehindert, zu dem Spritzkopf 39 zu strömen, und daher strömt das Wasser längs des
Stangenabschnitts 105 und durch die Öffnung 109 zu der Druckkammer 113. Sobald der
Druck in der Druckkammer 113 den vorbestimmten Mindestdruck überschreitet, dessen
Höhe in erster Linie durch die Feder 135 bestimmt wird, wenn die betreffenden Teile
bestimmte Abmessungen haben, wird der Kolben 115 nach unten bewegt und in die zweite
Kammer 119 eingeführt, wobei die Kolbenstange 117 das Verschlußteil 59 dadurch betätigt,
daß sie zur Anlage an dem Ansatz 80 am Kopf 67 des Sperrabschnitts 63 kommt. Hierdurch
werden die Austrittsöffnungen 57 für die Zusatzflüssigkeit geöffnet, so daß Zusatzflüssigkeit
dem durch den Mischkanal 141 strömenden Wasser beigemischt wird. Hierbei richtet
sich die Menge der Zusatzflüssigkeit nach der Wassermenge, die durch den Dosierkanal
143 und durch die Öffnungen 81 und 83 zu dem Beutel 75 strömt. Da die Austrittsöffnungen
57 im Vergleich zu dem Dosierkanal 143 sehr groß sind, wird die Menge der dem Wasser
beigemischten Zusatzflüssigkeit nur durch die Wassermenge bestimmt, welche den Dosierkanal
143 durchströmt, und zwar in Verbindung mit den geometrischen Verhältnissen des
Abstandes 138, des Kanals 141 usw., wobei sich die Menge nach dem Wasserdurchsatz
des Gehäuses 15 richtet, jedoch von den Eigenschaften der Zusatzflüssigkeit praktisch
unabhängig ist. Somit bleibt das Gemisch aus Wasser und Zusatzflüssigkeit, das zu
dem Spritzkopf 39 gelangt, bei laminaren Strömungsbedingungen im wesentlichen unverändert.
Um die Konzentration des mit Hilfe eines bestimmten Dosierkanals 143 erzeugten Gemisches
zu ermitteln, muß man die Abmessungen der verschiedenen Öffnungen
und
Kanäle, z.B. des Abstandes 138 und des Kanals 141, berücksichtigen, wobei alle diese
Teile leicht zugänglich sind. Nimmt man jedoch an, daß diese Teile unverändert bleiben,
bestimmt der Dosierkanal 143 maßgeblich die Menge der dem Wasser beigemischten Zusatzflüssigkeit.
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Nach der Beendigung der Zufuhr von Wasser zu der Druckkammer 113 wird
erneut ein Spülvorgang der anhand von Fig. 4 beschriebenen Art eingeleitet. Wenn
die Zufuhr von Wasser versagen sollte, würde das Gehäuse 15 immer noch durchgespült,
da bei der Druckentlastung des Beutels 75 Wasser aus dem Beutel über die Öffnungen
83 an der Lippe 144 und durch die Öffnungen 57 entweicht, da sich der unter Druck
stehende Behälter 17 zusammenzieht.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, dem Wasser nur eine sehr kleine
Menge der Zusatzflüssigkeit beizumischen; als Beispiel sei die kontinuierliche Düngung
einer Rasenfläche, eines Golfplatzes o.dgl. genannt. Die Konzentration der Zusatzflüssigkeit
in dem Wasserstrom kann in einem solchen Fall bis herab zu einem Teil auf 10 000
Teile oder sogar noch weniger betragen. Es ist ziemlich schwierig, bei einer so
geringen Konzentration eine genaue Dosierung zu erzielen, und in solchen Fällen
kann man die in Fig. 6 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung benutzen.
Der Einfachheit halber sind in Fig. 6 dargestellte Teile, die bereits beschriebenen
Teilen entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 bis 5, jedoch unter
Beifügung eines Kennstrichs, bezeichnet.
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Gemäß Fig. 6 wird bei dieser Ausführungsform einer Verbindung 145
zu einer Wasserquelle, z.B. einem Wasserschlauch, benutzt, um das Wasser der Druckkammer
113' über ein Filtersieb 146 in einem Kanal 147 zuzuführen. Der scheibenförmige
Kolben 115' und die Kolbenstange 117' arbeiten im wesentlichen
in
der bezüglich der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 5 beschriebenen Weise, doch ist
unter der zweiten Kammer 119' eine dritte Kammer 149 angeordnet, deren Wand 151
eine solche Form hat, daß das Wasser ungehindert zu der Kammer 149 strömen kann.
Zwar könnte zu diesem Zweck eine einzige große Öffnung vorhanden sein, doch bei
der bevorzugten Ausführungsform ist die Wand 151 mit einer großen Zahl von Öffnungen
153 versehen, so daß diese Wand nach Art einer Hülse zur Wirkung kommt.
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Die Hülse 133' erstreckt sich vom Boden 155 der Kammer 149 aus nach
unten. Zwar entweicht der größte Teil des in die Kammer 149 einströmenden Wassers
über die Öffnungen 153, doch strömt ein bestimmter Teil auch durch die Hülse 133'.
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Bei geeigneter Wahl der Konstruktionsmerkmale ist das Verhältnis zwischen
diesen Wassermengen bekannt, und es kann dazu dienen, die Dosierung zu bestimmen.
Das Wasser, dem die dosierte Zusatzflüssigkeit beigemischt worden ist, wird durch
einen Kanal 157 einem Auslaßkanal 159 zugeführt, wo das mit der Zusatzflüssigkeit
gemischte Wasser mit dem starken Wasserstrom vereinigt wird, der durch die Öffnungen
153 direkt zu dem Auslaßkanal 159 strömt. Auf diese Weise läßt sich auch bei einer
niedrigen Konzentration eine genaue Dosierung der Zusatzflüssigkeit erzielen.
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Es gibt noch weitere Fälle, in denen es erwünscht ist, nach oder vor
jeder Abgabe eines Gemisches aus Wasser und Zusatzflüssigkeit eine Spülung mit reinem
Wasser durchzuführen. Als Beispiel sei der Fall genannt, daß es sich bei der Zusatzflüssigkeit
um ein Detergens oder eine Seife handelt, und daß die Abgabevorrichtung bei der
Reinigung von Kraftfahrzeugen, Wohnungsfenstern, Haus wänden oder dgl. benutzt werden
soll. Zwar könnte man in einem solchen Fall die Ausführungsform nach Fig. 1 bis
5 verwenden, doch kann es auch erwünscht sein, daß verschiedene Formen von
Sprühstrahlen
zur Verfügung stehen. Zur Benutzung in einem solchen Fall ist die in Fig. 7 dargestellte
Ausführungsform geeignet. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind
Teile, die anhand von Fig. 1 bis 5 beschriebenen Teilen entsprechen, jeweils mit
den gleichen Bezugszahlen, jedoch unter Beifügung von zwei Kennstrichen, bezeichnet.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 wird ein auf besondere Weise ausgebildetes
drehbares Durchflußregelteil 161 verwendet, das einen manuell betätigbaren Griff
163 aufweist, welcher dazu dient, das Bauteil 161 über eine Achse 165 zu drehen,
mit der das Bauteil durch eine Klemmschraube 166 verbunden ist. Der alternativ zu
benutzende Spülkanal 99" erstreckt sich durch den oberen Abschnitt des Bauteils
161 sowie darüber hinweg, um über den Einlaßkanal 167 zugeführtes Wasser weiterzuleiten.
Das Wasser wird der Druckkammer 113" über eine Öffnung 169 zugeführt, die durch
einen Kanal 171 mit dem Einlaßkanal 167 verbunden ist. Das Wasser, dem die Zusatzflüssigkeit
beigemischt worden ist, strömt durch einen Kanal 173.
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Das drehbare Bauteil 161 weist mehrere seitliche Abgabeöffnungen für
das Gemisch aus Wasser und Zusatzflüssigkeit auf. Jede dieser Abgabeöffnungen ist
so ausgebildet, daß sie einen Sprühstrahl mit einer anderen Form erzeugt. Entsprechende
Öffnungen 175, 177, 179 und 181 zum Erzeugen von Sprühstrahlen unterschiedlicher
Form sind auf der entgegengesetzten Seite des drehbaren Bauteils 161 angeordnet,
damit klares Wasser abgegeben werden kann. Im vorliegenden Fall gibt die Öffnung
175 einen kräftigen Wasserstrom ab, die Öffnung 177 erzeugt mit Hilfe eines engen
senkrechten Schlitzes einen stark gerichteten Sprühstrahl, die Öffnung 179 erzeugt
einen stark gerichteten Sprühstrahl mittels eines schmalen waagerechten Schlitzes,
und die Öffnung 181
liefert einen verteilten Sprühstrahl, der durch
ein zentral angeordnetes Sperrteil geformt wird. Zwar sind im vorliegenden Fall
vier Arten von Strahlen vorgesehen, doch könnte man natürlich auch eine beliebige
andere Anzahl vorsehen.
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In Fig. 7 ist angenommen, daß das Steuerteil 163 so eingestellt worden
ist, daß über die Öffnung 175 ein kräftiger Strahl eines Gemisches aus Wasser und
Zusatzflüssigkeit abgegeben wird. Das Gemisch wird durch den Kanal 173 zu einer
Öffnung 185 gefördert, die mit der Abgabeöffnung 175 verbunden ist, und das Gemisch
wird durch die Strahlbildungseinrichtung geleitet, um über eine Öffnung 187 abgegeben
zu werden. Wäre es nunmehr erwünscht, einen Spülstrahl der gleichen Form zu erzeugen,
müßte man das Steuerteil 163 um 1800 drehen, wobei der einzige Unterschied darin
bestehen würde, daß nunmehr über den Spülkanal 99" klares Wasser abgegeben wird.
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Fig. 8 zeigt eine Weiterbildung des Behälters 17, die es ermöglicht,
die Abgabevorrichtung außer Betrieb zu setzen, wenn der Vorrat an Zusatzflüssigkeit
in dem Behälter 17 verbraucht worden ist. Gemäß Fig. 8 ist der Sperrabschnitt 63
mit dem Ansatz 85 in ein inneres Bauteil 189, an dem sich die Kolbenstange 117 abstützt,
und einen äußeren Abschnitt 191 unterteilt, in dem der innere Abschnitt 189 angeordnet
ist. Da der Stift 70 nach Fig. 2 bei dieser Konstruktion nicht verwendet werden
kann, ist er durch einen Haltering 190 ersetzt; jedoch könnte man auch eine beliebige
andere Befestigungseinrichtung verwenden, um das Sperrteil 63 an dem Verschlußteil
59 zu befestigen.
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Am Ende des inneren Abschnitts 189 ist in der Verlängerung 85 zwischen
dem inneren Abschnitt 189 und dem äußeren Abschnitt 191 ein spitz zulaufender Ansatz
193 ausgebildet.
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Durch den äußeren Abschnitt 191 erstreckt sich ein Schlitz
195
vom Ende 192 des inneren Abschnitts 189 aus zum Ende 196 des äußeren Abschnitts
191. Der Schlitz 195 ermöglicht es dem Ende 196 des äußeren Abschnitts 191, sich
aufzuspreizen, damit sich der innere Abschnitt 189 durch den äußeren Abschnitt 191
hindurch bewegen kann, wenn auf den spitzen Ansatz 193 ein ausreichender, nach unten
wirkender Druck ausgeübt wird. Auf die Verlängerung 85 wird eine Kappe 197 aufgesetzt,
um normalerweise ein Aufspreizen des Endes 196 des äußeren Abschnitts 191 zu verhindern.
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Von der Kappe 197 aus erstreckt sich eine flexible, allgemein unelastische
Schnur 199 zum unteren Ende des Beutels 75.
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Wenn der Vorrat an Zusatzflüssigkeit in dem Behälter 17 verbraucht
worden ist, bläht sich der flexible Beutel 75 bis zum Boden des Behälters auf, und
hierbei wird die Kappe 197 von der Verlängerung 85 abgezogen. Nunmehr bewegt der
Druck in der Druckkammer 113 die Kolbenstange 117 mit einer solchen Kraft in Richtung
auf den inneren Abschnitt 189, daß das Ende 196 aufgespreizt wird, damit sich der
innere Abschnitt 189 durch den äußeren Abschnitt 191 des Sperrteils 63 hindurch
bewegen kann. Auf diese Weise wird der Kolben 115 zur Anlage am Boden der zweiten
Kammer 119 gebracht, um das Eintreten von Wasser in die Hülse 133 zu verhindern.
Auf diese Weise wird natürlich die Abgabe eines Gemisches aus Wasser und Zusatzflüssigkeit
aus der Vorrichtung verhindert.
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Der vorspringende Rand 125 des scheibenförmigen Kolbens 115 nach Fig.
4 gewährleistet, daß das der Druckkammer 113 zugeführte Wasser den Kolben veranlaßt,
die Hülse 133 zu verschließen. Wäre der vorspringende Rand 125 nicht vorhanden,
könnte in bestimmten Fällen das Wasser so über den Kolben 115 hinwegströmen, daß
der Kolben nicht an den Boden der zweiten Kammer 119 angedrückt wird. Bei der Ausführungsform
nach
Fig. 6 würde übrigens die Betätigung dieser Einrichtung dazu führen, daß die Zufuhr
von Wasser zu der dritten Kammer 149 statt direkt zu der Hülse 133' abgesperrt würde.
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Fig. 9 zeigt eine Kappe 201, die ein Aufreißen des Behälters 17 bzw.
das Ausstoßen von Wasser aus dem Behälter beim Gefrieren des Wassers in dem flexiblen
Beutel 75 verhindert.
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Im oberen Teil der Kappe 201 befindet sich ein Hohlraum 203 zum Aufnehmen
von Wasser, der mit einem unteren Teil der Kappe durch einen Kanal 205 verbunden
ist. Der untere Teil der Kappe 201 kann mit dem Behälter 17 z.B. durch ein Innengewinde
207 verbunden werden. Die Innenfläche des Halsabschnitts 47 des Behälters 17 arbeitet
mit einem Dichtungsring 209 zusammen. Eine Isolierung 211, die durch den Kunststoff
der Kappe gebildet sein kann, umschließt den Bereich, der von dem Ansatz 43 und
dem Halsabschnitt 47 des Behälters eingenommen würde, wenn die Kappe 201 daran befestigt
wäre.
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Die Isolierung 211 gewährleistet, daß sich das Einfrieren zuletzt
am oberen Ende des Behälters 17 abspielt, so daß beim Gefrieren von Wasser in dem
Beutel 75 das überschüssige Wasser durch die Düsenöffnung 79 strömt und über den
Kanal 205 in den Aufnahmeraum 203 der Kappe eintritt. Die Kappe 201 ist an ihrem
oberen Ende mit einer Entlüftungsöffnung 213 versehen, um zu verhindern, daß sich
in dem Hohlraum 203 ein Druck aufbaut, der Wasserveranlassen könnte, durch den Kanal
205 nach unten zu strömen.