DE3401265A1 - Vorrichtung zum einmischen eines fluiden additivs in einen in einer leitung stroemenden stoffstrom - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Einmischen eines fluiden Additivs
• in einen in einer Leitung strömende Stoff strom Häufig stellt sich die Aufgabe, strömende Gase oder Flüssigkeiten mit Additiven zu mischen, So müssen beispielsweise in technischen WaSChaIllagen Reinigungsmittel und Konservierungsmittel in Wasserströme eingemischt werden. In Duschwasser sollen kosmetische oder medizirlische Additive eingemischt werden.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach handhabbare Vorrichtung zu schaffen, mit der fluide Additive in Stoffströme eingemischt werden können.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfinduxlgsgemäß vorgesehen, daß das Additiv in die Leitung aufgrund einer Druckdiffereiiz des Stoffstromes gefördert wird, welche über eine bewegliche Wand auf einen das Additiv enthaltenden und mit der Leitung verbindbaren Hubraum wirkt.
• Die Druckdifferenz kann wahlweise oder gemeinsam durch Beschleunigen des Stoffstroms iII einer unveränderbaren oder einstellbaren Verengung der Leitung oder durch Wandreibung in der Leitung erzeugt werden.
• Vorteilhaft ist vorgesehen, daß der in Strömungsrichtung gesehen vor dem Ort des Druckabfalls bestehende höhere Druck des Stoffstromes auf die eine Seite der beweglichen Wand wirkt und daß das auf der anderes1 Seite der beweglichen Wand befindliche Additiv aus dem Hubraum iii den Stoffstrom über eie vorzugsweise verengten Kanal hinter den Ort des Druckabfalls gefördert wird.
• Zweckmäßig ist der Fluß des Additivs in den Stoff strom ganz oder teilweise absperrbar, beispielsweise durch einen üblichen Absperrschieber in dem Kanal zwischen Hubraum und Leitung.
• Um wahlweise mehrere Additive getrennt oder gemeinsam in den Stoff strom einmischeii zu können, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß mehrere Hubräume jeweils mit eigener Druckzuleitung, beweglicher Wand und Zuleitung zum Stoffstrom versehen und parallel zueinander an die Leitung angeschlossen sind.
• Es kann auch zweckmäßig sein, den Druck zum Fördern des Additivs stufenweise zu erhöhen. Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß mehrere Hubräume jeweils mit eigener Druckzuleitung und beweglicher Wand in Reihe geschaltet sind, wobei nur der letzte Hubraum der Reihe mit dem fluiden Additiv gefüllt und über eine Zuleitung mit dem Stoff strom verbindbar ist, und die übrigen Hubräume mit der Druckseite des jeweils nachgeschaltetetlHubraumes kommunizierexl.
• An den oder jeden Hubraum kann ein Vorratsbehälter für Additive insbesondere über ein Rückschlagventil angeschlossen sein.
• Es ist zweckmäßig, wenn der Stoff strom selbsttätig absperrbar ist, sobald der Hubraum vo Additiv entleert ist. Dies ist beispielsweise bei einer Ailwendung in einer Dusche von Vorteil. Es wurde dort ein körperfreundliches Additiv wieder abgewaschen, wenig das Additiv versiegt ist und der Wasserstrom ungehindert weiterläuft.
• Um dem Benutzer das baldige Versiegen des Additivs zu signalisieren, kann der Stoffstrom vorzugsweise kurz vor dem vollständigen Entleeren des Hubraums absperrbar sein.
• Das Absperren des Stoffstromes kann durch eiii Element erfolgen, das mit der beweglichen Wand fest verbunden ist.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Konstruktion einer ersten Ausführung der Erfindurlg im LängsschIlitt; Fig. 2 eine zweite Ausführung der Erfindung in einem stark schematisierteii Längsschnitt; Fig. 3 eine dritte Ausführung der Erfindung ebenfalls iii einem stark schematisierten LängsschIlitt; Fig. 4 eine Anordiung mit mehreren, prinzipiell wie Fig. 1 auf gebauten Vorrichtungen gemäß der Erfindung in Parallelschaltung und Fig. 5 eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtuiig.
• Die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion ist für den Einbau in eine Duschwasserleitung 20 gedacht, in welcher das Wasser in Pfeilrichtung strömt.
• Quer zur Duschwasserleitung 20 ist ein Zylinder 3 angeordnet, in welchem ein Kolben 2 gleitbeweglich ist. Der Kolben 2 ist auf seiner Unterseite dem Druck des Duschwassers ausgesetzt und begrenzt mit seinem oben liegenden Boden einen Hubraum 19, in welchen ein fluides kosmetisches oder medizinisches Additiv eingefüllt ist. Der Kolben 4 ist durch zwei O-Ringe im Zylinder 3 abgedichtet. Der Hubraum 19 ist oben durch einen ebenfalls mit einem O-Ring 6 abgedichteten Schraubdeckel 5 abgedichtet. Im Boden des Schraubdeckels ist eine Flachdichtung 7 befestigt welche in angezogenem Zustand des Schraubdeckels 5 dichtend auf der oberen Stirnfläche des Zylinders 3 aufsitzt. Auf der stromabwärts bezüglich der Duschwasserleitung 20 gelegenen Seite des Zylinders 3 ist in diesen eine Bohrung 8 eingebracht, in der ein Kapillarrohr 18 sitzt. Das Kapillarrohr 18 kommuniziert mit dem hinter einer Blende 1 gelegenen stromabwärtigen Ende 22 der Duschwasserleitung. Das obere Ende des Kapillarrohres 18 ist in angezogenem Zustand des Schraubdeckels 5 durch die Flachdichtung 7 verschlossen.
• Durch leichtes Aufdrehen des Schraubdeckels um beispielsweise eine Viertel-Drehung wird eine Verbindung zwischen dem Hubraum 19 und dem stromabwärts gelegenen Ende 22 der Duschwasserleitung hergestellt. Der Druckabfall an der Blende 1 bewirkt einen Differenzdruck am Kolben 2, so daß sich der Kolben 2 im Zylinder 3 nach oben bewegt und Additiv aus dem Hubraum 19 über das Kapillarrohr 18 in die Duschwasserleitung 20 fördert.
• Die zweite Ausführung nach Fig. 2, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, unterscheidet sich lediglich dadurch, daß die Blende 1 fehlt und ein Kanal 28 in Form eines Röhrchens in einem Abstand x vo dem Zylinder 3 stromabwärts in die Leitung 20 mündet. Hier wird der alleiii durch die Waridreiburig entstehende Druckabfall in der Leitung 20 dazu ausgenutzt, eine den Kolben 2 im Zylinder 3 nach oben bewegende Druckdifferenz zu schaffen.
• Ein weiterer Unterschied bei der Ausführung nach Fig.
• 2 ist, daß der den Hubraum 19 mit der Leitung 20 verbindende Kanal 28 über ein Absperrventil 29 absperrbar ist Ein solches Absperrventil könnte selbstverständlich auch bei der Ausführung nach Fig. 1 vorgesehen sein.
• Die dritte Ausführung gemäß Fig. 3+ist gegenüber Fig.
• 1 lediglich hinsichtlich der Gestaltung des Kolbens 2 abgewandelt. Der Kolben 2 hat auf seiner stromabwärts benachbart der Blende 1 gelegenen Seite eiii Hemd 31, das sich bis über die Blende 1, jedoch nur über einen kleinen Teil des Umfangs erstreckt. Das Hemd 31 hat eine Öffnung 32, die etwa der Größe der Blendenöffnung entspricht und in der in Fig. 3 gezeigten Lage, in welcher der Hubraum 19 vollständig mit Additiv gefüllt ist, mit der Blendenöffnung fluchtet. Ferner hat das Hemd 31 einen unteren Abschnitt 33 einer solchen Abmessung, daß er die Blendenöffnung voll abdecken kann.
• Gelangt der Kolben 2 in seine obere Totpunktlage, so deckt der Abschnitt 33 die Blendenöffnwig zu und sperrt damit den Strom in der Leitung 20 ab. Sobald der Hubraum 19 also entleert ist, wird bei der Vorrichtung nach Fig. 3 auch der Hauptstrom gesperrt, was insbesondere bei Anwendung in einer Duschwasserleitung von Vorteil ist. Es kann hier nämlich nicht passieren, daß nach Versiegen des Additivs das Duschwasser weiterläuft und das nunmehr additivfreie Duschwasser das Additiv vom Körper wieder abwäscht.
• Bei der Ausführung nach Fig. 4 sind mehrere Vorrichtungen gemäß Fig. 1 parallel zueinander an die Leitung 20 angeschlossen. Jede Vorrichtung hat dabei eine eigene Druckzultung zur Unterseite des Kolbens 2 und einen eigenen Kanal 8, welcher den jeweiligen Hubraum 19 mit einer stromabwärts hinter der Blende 1 gelegenen Stelle in der Leitung 20 verbindet. Der Schraubdeckel 5 nach Fig. 1 ist durch einen abgewandelten Schraubdeckel 9 mit einem euifederbelastetes Rückschlagventil 11 aufnehmenden Ansatz 12 versehen. In diesem Ansatz 12 ist ein Vorratsbehälter 10 für Additiv mittels eines hohlen Gewindezapfens 13 eingeschraubt. In die verschiedenen Vorratsbehälter 10 können unterschiedliche Additive eingefüllt werden, so daß gleichzeitig oder zeitlich nacheinaiider unterschiedliche Additive i den Strom in der Leitung 20 eingemischt werden können.
• Eine weitere, nicht dargestellte Alternative besteht darin, mehrere Zylinder 3 mit Kolben 2 und Hubraum 19 sowie Druckzuleitung 21 und Kanal 8 hintereinander zu schalten. Jeder Kanal 8 verbindet dabei den Hubraum 19 des in der Reihe davorliegenden Zylinders 3 mit der Druckseite unterhalb des Kolbens 2 im nachgeschaltete Zylinder 3 mit Ausnahme des letzten Zylinders bei welchem Kanal 8 wie in Fig. 4 gezeigt an die Leitung 20 angeschlossen ist. Nur der Hubraum 19 dieses letzten Zylinders 3 ist dabei mit einem Additiv gefüllt. Die vorgeschalteten Zylinder 3 haben lediglich die Aufgabe, jeweils für eine zusätzliche Druckerhöhung zu sorgen.
• Hierzu kann der Kolben 2 beispielsweise auch als Differentialkolben mit unterschiedlich großen wirksamen Flächen ausgebildet sein, um eine Druckübersetzung zu schaffen. Bei dieser zuletzt beschriebeiien Ausführung wird also die Druckdifferenz zum Fördern des Additivs mindestens überwiegend durch die geschilderte Hinterc?inanderschaltung mehrerer Zylinder 3 gewonnen.
• Bei der Abwandlung nach Fig. 5 sind wieder gleiche oder funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Fig. bezeichnet. Unterschiedlich ist, daß der Zylinder 3 eine Verlängerung 40 nach unten aufweist.
• Der hier in seiner oberen Totpunktlage gezeigte Kolben 2 weist auf seiner dem Hubraum abgewandten Seite eine Gewindestange 41 auf, welche mit einem Absperrelement 42 verschraubt ist. Das Absperrelement hat an einem unteren Ende ein tellerförmiges Absperrglied 43, welches Druckausgleichsbohrungen 44 und eine solche Breite aufweist, daß die Blendenöffnung 1 dadurch absperrbar ist.
• Das Absperrelement 42 ist in einem solchen Abstand vom Kolben 2 angeordnet, daß kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens 2 das tellerförmige Absperrglied 43 gerade die Blendenöffnung in der Blende 1 abdeckt und dadurch den Strom durch die Leitung 20 blockiert. Dies signalisiert dem Benutzer das baldige Versiegen des Additivs und damit die Notwendigkeit, wieder Additiv in den Hubraum einzuführen.

Claims (13)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtuiig zum Einmischen eines fluiden Additivs ill einen in einer Leitung strömenden Stoff strom, dadurch g e k e n n z e i c h ii e t, daß das Additiv in die Leitung (20) auf grund einer Druckdifferenz des Stoff stromes gefördert wird, welche über eiiie bewegliche Wand (2) auf einen das Additiv enthaltenden und mit der Leitung (20) verbindbaren Hubraum (19) wirkt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e I1 I1 -z e i c h n e t, daß die Druckdifferenz durch Beschleunigen des Stoffstromes in einer Verengung (1) der Leitung (20) erzeugt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n ii -z e i c h n e t, daß die Druckdifferenz durch Wandreibung in der Leitung (20) erzeugt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n II -z e i c h xi e t, daß die Druckdifferenz des Stoffstromes in einer verstellbaren Drossel erzeugt ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die bewegliche Wand (2) voii einem Kolben, einer Manschette, einem Faltenbalg oder einer Membran gebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e II n z e i c h n e t, daß der in Strömungsrichtung gesehen vor dem Ort des Druckabfalls bestehende höhere Druck des Stoffstromes auf die eine Seite der beweglichen Wand (2) wirkt und daß das auf der axlderen Seite der beweglichen Wand (2) befindliche Additiv aus dem Hubraum (19) in den Stoff strom über einer Kanal (8) hinter den Ort des Druckabfalls gefördert wird, wobei der Kanal beispielsweise durch auswechselbare Einsätze mit verschiedener Bohrung verengt ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Fluß des Additivs in den S.toffstrom ganz oder teilweise abgesperrt werden kann.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere Hubräume (19) jeweils mit eigener Druckzuleitung (21), beweglicher Wand (2) und Zuleitung (8) zum Stoff strom versehen und parallel zueinander an die Leitung (20) angeschlossen sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e ii n z e i c h n e t, daß mehrere Hubräume (19) jeweils mit eigener Druckzuleitung (21) und beweglicher Wand (2) in Reihe geschaltet sind, wobei nur der letzte Hubraum der Reihe mit dem fluiden Additiv gefüllt und über eine Zuleitung (8) mit dem Stoff strom verbindbar ist, und die übrigen Hubräume (19) mit der Druckseite des nachgeschalteten Hubraumes (19) kommunizieren.
10. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Vorratsbehälter (10) für Additive an den oder jeden Hubraum (19) insbesondere über ein Rückschlagventil (11) angeschlossen ist.
11. D. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e ii n z e i c h n e t, daß der Stoffstrom selbsttätig absperrbar ist, sobald der Hubraum vom Additiv entleert ist.
12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stoffstrom kurz vor dem vollständigen Entleeren des Hubraumes (19) kurzzeitig abgesperrt wird,
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Absperren des Stoffstromes durch ein Element (33,43) erfolgt, das mit der beweglichen Wand (2) fest verbunden ist.