Druckgasbetriebene Ausgabevorrichtung für Flüssingkeiten

Abstract

 Zur gleichmäßigen und kontinuierlichen Versorgung eines Verbrauchers mit unter Druck stehender Flüssigkeit sind zwei Behälter (10,17) vorgesehen, die tandemartig zusammenwirken. Der erste Behälter (10) ist während des Betriebs ständig an eine Druckluftquelle (16) angeschlossen, die die Flüssigkeit über eine Auslaßleitung (11) austreibt. Wenn der erste Behälter (10) leergelaufen ist, erfolgt ein Nachfüllen durch einen auf einem höheren Niveau angeordneten zweiten Behälter (17), ohne daß die Flüssigkeitsausgabe unterbrochen wird. Der zweite Behälter (17) kann zum Nachfüllen mit seiner Gasleitung (22) an eine Entlüftungsleitung (26) angeschlossen werden, während seine Flüssig- keitsleitung (18) von derjenigen des ersten Behälters (10) abgekoppelt ist.

Beschreibung

[0001] Druckgasbetriebene Ausgabevorrichtung für Flüssigkeiten

[0002] Die Erfindung betrifft eine druckgasbetriebene Ausgabevorrichtung für Flüssigkeiten, mit einem ersten Behälter, der über eine erste Gasleitung mit einer Druckgasquelle verbindbar ist und dessen Auslaß an eine Auslaßleitung angeschlossen ist, und einem über eine zweite Gasleitung und über ein erstes Ventil ebenfalls mit der Druckgasquelle verbindbaren zweiten Behälter, der über eine Flüssigkeitsleitung mit einer Flüssigkeitsquelle verbindbar ist.

[0003] Zum Austreiben von Flüssigkeit aus einem Behälter, z.B. zum Zwecke des Versprühens der Flüssigkeit auf einem zu behandelnden Material, ist es bekannt, Dosierpumpen anzuwenden, mit denen der zum Austreiben der Flüssigkeit erforderliche Druck erzeugt wird. Dosierpumpen, die als Kolbenpumpen ausgebildet sind, haben den Nachteil, daß Druckstöße und Schwingungen entstehen, so daß keine gleichmäßige Dosierung sondern eine Stoßdosierung erfolgt. Verwendet man als Dosierpumpen Spindelpumpen o.dgl., so entstehen hochfrequente stochastische Schwingungen, so daß ein kontinuierliches gleichmäßiges Ausgeben der Flüssigkeit zum Zwecke der Zerstäubung auch hiermit erschwert ist. Eine kontinuierliche Zerstäubung benötigt man beispielsweise beim Besprühen von Tabak mit Aromastoffen, beim Besprühen von Textilien und bei ähnlichen Anwendungen.

[0004] Es ist ferner bekannt, Flüssigkeiten unter Druck aus einem Druckkessel auszugeben. Hierbei wird wegen der zeitlichen Konstanz des Druckes eine gleichmäßige Flüssigkeitsausgabe erzielt, jedoch besteht der Nachteil, daß der Druckkessel periodisch beschickt werden muß, um Flüssigkeit nachzufüllen. Während des Beschickens kann keine Flüssigkeitsausgabe erfolgen. Bei dieser chargenweisen Füllung des Druckkessels mit Flüssigkeit muß dafür gesorgt werden, daß sich im Druckkessel exakt die benötigte Flüssigkeitsmenge befindet, weil anderenfalls der Ausgabevorgang vorzeitig unterbrochen werden muß oder sich im Druckkessel nach Ausgabe der vorgesehenen Flüssigkeitsmenge noch eine Restmenge befindet, die wieder entleert werden muß. Druckkessel haben darüber hinaus den Nachteil, daß sie wegen der hohen Drücke strengen Sicherheitsanforderungen unterliegen und eine ständige Gefahrenquelle bilden.

[0005] Eine bekannte Ausgabevorrichtung der eingangs genannten Art (US-A-1 460 389) weist zwei Behälter auf, von denen jeweils einer an einen Expansionstank und der andere an einen Drucktank angeschlossen ist. Wenn der eine Behälter mit Flüssigkeit gefüllt wird, entweicht das Gas, das aus diesem Behälter verdrängt wird, in den Expansionstank hinein. Der Drucktank liefert an den anderen Behälter Druckgas zum Austreiben von Flüssigkeit aus diesem Behälter. Auf diese Weise kann der eine Behälter gefüllt werden, wenn der andere geleert wird, und umgekehrt. Die bekannte Ausgabevorrichtung erfordert außer dem Drucktank ein Expansionstank und einen Kompressor, der Gas aus dem Expansionstank abzieht, dieses Gas verdichtet und es dem Drucktank zuführt. Jeder der beiden Behälter muß mit mindestens drei Leitungen verbunden sein. Außerdem ist ein großer Aufwand an Ventilen erforderlich.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgabevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einer einfachen Druckgasquelle, z.B. einer üblicherweise vorhandenen Druckluftleitung, auskommt und die einfach und mit geringem technischen Aufwand realisiert werden kann.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Flüssigkeitsleitung durch ein zweites Ventil zugleich mit der Auslaßleitung und mit dem ersten Behälter verbindbar ist und daß die zweite Gasleitung mit einer Entlüftungsleitung verbindbar ist, wenn das erste Ventil diese zweite Gasleitung von der Druckgasquelle trennt.

[0008] Hierbei dient der zweite Behälter als Reservebehälter. Aus diesem Reservebehälter wird Flüssigkeit in den ersten Behälter bzw. in die aus dem ersten Behälter herausführende Flüssigkeitsleitung hineingedrückt, wenn der erste Behälter nahezu leergelaufen ist. Bei dieser Flüssigkeitsübertragung vom zweiten Behälter in den ersten Behälter sind beide Behälter an die Druckgasquelle angeschlossen, so daß sie unter gleichem Druck stehen. Dadurch wird das Entstehen von Druckschwankungen in der aus dem ersten Behälter herausführenden Flüssigkeitsleitung vermieden. Das Umfüllen der Flüssigkeit von dem zweiten Behälter in den ersten Behälter erfolgt also während des Ausgabevorgangs und ohne daß dieser unterbrochen oder verändert würde. Wenn der erste Behälter aus dem zweiten Behälter gefüllt worden ist, wird der zweite Behälter wieder nachgefüllt. Hierbei wird die Gasleitung des zweiten Behälters an die Entlüftungsleitung angeschlossen und der Flüssigkeitsweg vom zweiten Behälter zum ersten Behälter wird abgesperrt. Der zweite Behälter kann nun aus der externen Flüssigkeitsquelle nachgespeist werden, bis er gefüllt ist, während aus dem ersten Behälter weiterhin kontinuierlich Flüssigkeit herausgedrückt wird. Die beiden Behälter bilden also gewissermaßen eine Tandemanordnung, wobei der erste Behälter beim Füllen des zweiten Behälters entleert wird und wobei der erste Behälter während der Entleerung des zweiten Behälters gefüllt wird. Beide Behälter haben vorzugsweise mindestens annähernd das gleiche Volumen. Die Behälter können relativ klein ausgeführt sein, so daß beim Abschalten der Ausgabevorrichtung nur geringe Restmengen an Flüssigkeit in ihnen verbleiben. Wegen des ständigen Umfüllens der Behälter kommt man mit kleinen Behältervolumen aus.

[0009] Als Druckgasquelle kann das überlicherweise in Fabriken vorhandene Druckluftnetz benutzt werden, das Druckluft mit einem Druck von ca. 6 bar liefert.

[0010] Zum Umfüllen der Flüssigkeit von dem zweiten Behälter in dem ersten Behälter ist es erforderlich, daß im zweiten Behälter der Druck etwas höher ist als im ersten Behälter. Diese Druckdifferenz kann z.B. dadurch erzeugt werden, daß in die Gasleitung, die von der Gasdruckquelle zum ersten Behälter führt, eine Drosselstelle vorgesehen ist, während in der zum zweiten Behälter führende Leitung eine solche Drosselstelle nicht vorgesehen ist.

[0011] Eine einfachere Möglichkeit zur Erzeugung der zum Umfüllen benötigten Druckdifferenz besteht darin, daß der zweite Behälter auf einem höheren Niveau angeordnet ist als der erste Behälter und daß die Gasleitungen beider Behälter untereinander verbindbar sind, wenn die Flüssigkeitsleitung des zweiten Behälters mit der Auslaßleitung verbunden ist. Hierbei sind während der Umfüllphase beide Behälter an denselben Gasdruck angeschlossen. Die erforderliche Druckdifferenz wird durch die Höhendifferenz der Behälter erzeugt. Die Bodenwand des zweiten Behälters befindet sich auf einem höheren Niveau als die Oberwand des ersten Behälters. Eine zusätzliche externe Druckquelle zur Erzeugung der Druckdifferenz zum Umfüllen ist nicht erforderlich.

[0012] Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung der Flüssigkeits- und Gasleitungen während der Bereitschaftsphase, in der der zweite Behälter gefüllt ist und auf das Leerlaufen des ersten Behälters wartet,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in der Umfüllphase und

Fig. 3 dieselbe Anordnung beim Nachfüllen des zweiten Behälters.

Die Ausgabevorrichtung für Flüssigkeiten weist einen ersten Behälter 10 auf, aus dessen Boden eine Auslaßleitung 11 herausführt. Die Auslaßleitung 11, in der ein Absperrventil 12 angeordnet ist, führt zu einem Flüssigkeitsverbraucher, z.B. zu einer Einrichtung zum gleichmäßigen Versprühen einer Flüssigkeit über ein zu behandelndes Gut. In den ersten Behälter 10 führt von oben her eine Gasleitung 13 hinein, die in dem Behälter 10 den für das Austreiben der Flüssigkeit erforderlichen Druck erzeugt. Die Gasleitung 13 ist über ein Umschaltventil 14 und über eine einstellbare Drosselstelle 15 an eine Druckgas-Versorgungsleitung 16 angeschlossen.

[0014] Der zweite Behälter 17 ist in gleicher Weise ausgebildet wie der erste Behälter 10. Seine aus der Bodenwand herausführende Flüssigkeitsleitung 18 ist einerseits über ein Ventil 19 mit einer von einer (nicht dargestellten) Flüssigkeitsquelle kommenden Versorgungsleitung 20 und andererseits über ein weiteres Ventil 21 mit der Auslaßleitung 11 des ersten Behälters 10 verbunden. Die Gasleitung 22 des zweiten Behälters 17 ist über ein Umschaltventil 23 und eine einstellbare Drosselstelle 24 mit der Druckluft-Versorgungsleitung 16 verbindbar.

[0015] Die Ventile 14,19,21 und 23 können entweder durch einen Zeitgeber gesteuert sein oder durch eine Niveausteuerung in Abhängigkeit von den in den Behältern 10 und 17 herrschenden Flüssigkeitsniveaus.

[0016] Die Steuerung der Ventile erfolgt folgendermaßen:

In der in Fig. 1 dargestellten Bereitschaftsphase sind die Gasleitungen 13 und 22 über die Umschaltventile 14 . und 23 mit der Druckluft-Versorgungsleitung 16 verbunden. Daher stehen beide Behälter 10 und 17 unter Druck. Die Ventile 19 und 21 sind geschlossen. Das Ventil 12 ist während der Flüssigkeitsausgabe ständig geöffnet. In der Phase ist die Flüssigkeitsleitung 18 des Behälters 17 abgesperrt, so daß dieser Behälter zwar unter Druck steht, aber keine Flüssigkeit aus ihm ausgedrückt wird. Aus dem Behälter 10 wird dagegen die Flüssigkeit unter konstantem Druck ständig über die Leitung 11 ausgedrückt.

[0017] Wenn das Flüssigkeitsniveau in dem Behälter 10 auf einen unteren Flüssigkeitsstand abgesunken ist, wird das Ventil 21 geöffnet und das Umschaltventil 14 wird umgeschaltet, so daß letzteres nunmehr die Gasleitung 13 nicht direkt mit der Druckluft-Versorgungsleitung 16, sondern mit einer an die Gasleitung 22 angeschlossenen ungedrosselten Leitung 25 verbindet (Fig. 2). In dieser Umfüllphase gelangt der Druck über das Umschaltventil 23 auf die Gasleitungen 13 und 22, so daß beide Behälter 10 und 17 unter gleichem Druck stehen.

[0018] Da der zweite Behälter 17 so hoch angeordnet ist, daß seine Bodenwand sich auf einem höheren Niveau befindet als die Oberwand des ersten Behälters 10, fließt die in dem zweiten Behälter 17 enthaltene Flüssigkeit über das geöffnete Ventil 21 zur Auslaßleitung 11. Ein Teil dieser Flüssigkeit wird über das geöffnete Ventil 12 abgeführt und der überschießende Teil steigt in dem ersten Behälter 10 auf, der auf diese Weise gefüllt wird. Die durch den Höhenunterschied der Behälter 10 und 17 hervorgerufene Druckdifferenz ist in bezug auf die Größe des Drucks der zugeführten Druckluft so gering, daß die Druckänderung in der Auslaßleitung 11 vernachlässigbar klein ist.

[0019] Wenn auf die beschriebene Weise die in dem Behälter 17 enthaltene Flüssigkeit ausgelaufen und der Behälter 10, mit der diese Flüssigkeit nachgefüllt worden ist, wird gemäß Fig. 3 das Ventil 21 geschlossen und die Umschaltventile 14 und 23 werden derart umgeschaltet, daß die Gasleitung 13 mit der Druckluft-Versorgungsleitung 16 verbunden wird, während die Gasleitung 22 mit einer in die Außenluft führenden Entlüftungsleitung 26 verbunden wird. Die Leitung 25 ist in dieser Phase des Nachfüllens des zweiten Tanks abgesperrt. Der zweite Behälter 17 ist nun drucklos, weil er über die Gasleitung 22 entlüftet ist, und über das geöffnete Ventil 19 fließt Flüssigkeit durch die Flüssigkeitsleitung 18 von unten her in den zweiten Behälter 17 hinein, der auf diese Weise nachgefüllt wird. Nach Beendigung des Nachfüllens wird das Ventil 19 geschlossen und das Umschaltventil 23 schließt die Gasleitung 22 wieder an die Druckluft-Versorgungsleitung 16 an, so daß die in Fig. 1 dargestellte Bereitschaftsphase wieder erreicht ist. Die (nicht dargestellte) Flüssigkeitsquelle braucht die Flüssigkeit nur unter geringem Druck bereitzustellen, der viel niedriger sein kann als der in dem ersten Behälter 10 herrschende Druck.

[0020] Bei der in Fig. 2 dargestellten Umfüllphase sind die Gasleitungen 13 und 22 beider Behälter ungedrosselt über die Leitung 25 miteinander verbunden. Daher kann unter Beibehaltung des vollen Luftdrucks eine Luftströmung von dem ersten Behälter 10 in den zweiten Behälter 17 fließen. Auf diese Weise wird ein gleiches Luftvolumen, wie dasjenige, das durch das Ansteigen des Flüssigkeitsstandes aus dem ersten Behälter 10 verdrängt wird, in den zweiten Behälter 17 nachgefüllt, in welchem der Flüssigkeitsstand ja annähernd in demselben Maße abnimmt, wie er in dem ersten Behälter 10 zunimmt.

Ansprüche

1. Druckgasbetriebene Ausgabevorrichtung für Flüssigkeiten, mit einem ersten Behälter (10), der über eine erste Gasleitung (13) mit einer Druckgasquelle verbindbar ist und dessen Auslaß an eine Auslaßleitung (11) angeschlossen ist, und einem über eine zweite Gasleitung (22) und über ein erstes Ventil (23) ebenfalls mit der Druckgasquelle verbindbaren zweiten Behälter (17), der über eine Flüssigkeitsleitung (18) mit einer Flüssigkeitsquelle verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Flüssigkeitsleitung (18) durch ein zweites Ventil (21) zugleich mit der Auslaßleitung (11) und mit dem ersten Behälter (10) verbindbar ist und daß die zweite Gasleitung (22) mit einer Entlüftungsleitung (26) verbindbar ist, wenn das erste Ventil (23) diese zweite Gasleitung (22) von der Druckgasquelle trennt.

2. Ausgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Behälter (17) auf einem höheren Niveau angeordnet ist als der erste Behälter (10) und daß die Gasleitungen (13,22) beider Behälter untereinander verbindbar sind, wenn die Flüssigkeitsleitung (18) des zweiten Behälters (17) mit der Auslaßleitung (11) verbunden ist.

Zeichnung