Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Dosierung eines
flüssigen Produkts in einen Flüssigkeitsstrom, und genauer gesagt, Vorrichtungen,
die dafür vorgesehen sind, in Systemen mit intermittierendem Flüssigkeitsstrom
verwendet zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform behandelt die Erfindung
das Dosieren eines flüssigen Produkts in einen Sammelbehälter, wie z.B.
ein Wasserklosett oder ein Harnbecken, in Verbindung mit dem Spülen des Behälters.
Die Erfindung verfügt aber über einen breiteren Anwendungsbereich.
Stand der Technik
Obwohl bereits erwähnt, wird der Stand der Technik der vorliegenden
Erfindung anhand der bevorzugten Anwendung in Form eines WC-Erfrischers dargelegt,
und wie aus dem weiter unten Beschriebenen hervorgeht, weist die Erfindung eine
viel breitere Anwendung als diese auf.
Die Bereitstellung von so genannten WC-Ertrischern in Form eines festen
oder halbfesten Produkts, "WC-Steinen", die im inneren Rand eines WC-Beckens angebracht
werden, wo das Spülwasser über das Produkt gespült und dadurch aufgelöst
oder abgespült wird, um aktive Bestandteile in den Wasserstrom freizusetzen,
ist seit langem bekannt.
Vor kurzem wurde vorgeschlagen, einen flüssigen WC-Erfrischer
auf ähnliche Weise zu verwenden. In der EP-A-0.538.957 ist beispielsweise eine
Vorrichtung beschrieben, die im inneren Rand eines WC-Beckens angebracht werden
kann, um einen flüssigen Erfrischer in das Spülwasser zu dosieren.
In dieser Vorrichtung wird das flüssige Produkt aus einem porösen
Substrat, das im Weg des Spülwassers angeordnet ist, in das Spülwasser
dosiert. Das poröse Substrat wird mit dem flüssigen Produkt aus einem
oberhalb des Substrats angebrachten Vorratsbehälter versorgt, wobei eine Mündung
der Vorratsbehälter-Öffnung zur oberen Oberfläche des Substrats hin
geöffnet ist. Obwohl diese Anordnung einen einfachen Aufbau aufweist, besteht
ihr Nachteil darin, dass das Volumen des flüssigen Produkts, das zwischen den
Spülungen in das Substrat fließt, zumindest teilweise von der Säulenhöhe
der Flüssigkeit im Vorratsbehälter abhängig ist, da dies die Fließgeschwindigkeit
aus dem Vorratsbehälter auf die Oberfläche des Substrats direkt beeinflusst.
Daraus ergibt sich mit der Zeit eine Unbeständigkeit bei der Dosierung des
flüssigen Produkts in das WC-Becken.
In der EP-A-0.785.315 ist die Weiterbildung der oben behandelten Vorrichtung
beschrieben. Dabei wird das gleiche Grundprinzip des Dosierens eines flüssigen
Produkts aus einem porösen Substrat in einen Wasserstrom angewandt. Das flüssige
Produkt aus einem Vorratsbehälter wird auf die obere Oberfläche des Substrats
jedoch mittels eines Regulierungskanals abgeschieden. Die Flüssigkeit wird
durch eine Öffnung in den Kanal abgegeben, und es ist eine getrennte Luftöffnung
in das Innere des Vorratsbehälters bereitgestellt. Die Größen der
Dosieröffnung und der Luftöffnung sind eng mit der Viskosität der
zu dosierenden Flüssigkeit verknüpft. Dadurch wird bewirkt, dass eine
im Wesentlichen konstante Säulenhöhe der Flüssigkeit oberhalb des
Substrats, unabhängig vom Stand im Vorratsbehälter, bereitgestellt wird.
Obwohl diese Anordnung eine gleichmäßige Fließgeschwindigkeit des
flüssigen Produkts zum absorbierenden Substrat bereitstellt, kann es dennoch
zu einer ungleichmäßigen Dosierung des Spülwassers kommen, was zumindest
teilweise von der Zeit, die zwischen den Spülungen vergeht, abhängt. Es
wird davon ausgegangen, dass dies auf die Verlässlichkeit der Vorrichtung bei
der Koagulation des flüssigen Produkts zurückzuführen ist, um dessen
Stromfluss auf das Substrat zu hemmen; ein Mechanismus, der sehr stark von der Umgebung,
in der die Vorrichtung betrieben wird, abhängt. Es wird auch angenommen, dass
die Säulenhöhe der Flüssigkeit, die auf das Substrat drückt,
zur "Übersättigung" des Substrats führen kann, wodurch dieses eine
zu starke Beladung mit dem Produkt erfährt.
In der WO-A-0.049.238 ist eine Verteilervorrichtung zur Freisetzung
einer Substanz in ein WC-Becken als ein perforiertes oder geschlitztes Rohr ausgebildet,
das im Spülwasserweg um das Becken herum eingepasst ist. Feststoffe oder Flüssigkeiten
im Rohr werden mit dem Spülwasser herausgewaschen. Das Rohr kann aus Umleerbehältern
(19–22) befüllt werden. Angaben darüber,
wie eine Flüssigkeit im Rohr zurückgehalten werden kann, wenn die Spülung
nicht getätigt wird, liegen keine vor.
In der WO-A-9.220.876 enthält eine Einkammervorrichtung, die
im Spülwasserweg aufzuhängen ist, einen Feststoff oder ein Gel in der
Kammer, in die Wasser von oben durch einen perforierten oder porösen Boden
gelangt. Das Gel oder der Feststoff wird aufgelöst und tropft aus dem Behälter.
Ein spezifischer Lufteinlass ist nicht offenbart. Der Vorgang entspricht nicht unbedingt
der Menge des Spülwassers, und wird aufgrund von dessen Langsamkeit nach erfolgter
Spülung eine gewisse Zeit lang fortgesetzt. Der Erfinder offenbarte nicht,
dass Flüssigkeiten verwendet werden könnten.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht demgegenüber,
dass ein flüssiges Material oder ein flüssiges Gel (z.B. eines, das unter
Einwirkung von Schwerkraft fließt), wie z.B. ein Deodorant, Parfum, Desinfektionsmittel
oder Bleichmittel, verlässlich in der Vorrichtung zurückgehalten wird,
bis die Vorrichtung mit Wasser kontaktiert wird, und aufgrund der Fließfähigkeit,
unmittelbar, verlässlich und proportional in das Wasser fließt und anschließend
den Stromfluss verringert, wenn der Wasserstrom abnimmt. Das Wasser ist üblicherweise
Spülwasser eines WC-Beckens oder eines Urinals, wobei es sich auch um Bade-
oder Waschbeckenwasser handeln kann.
In der EP-A-1.046.755 wird eine Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter
durch eine begrenzte Öffnung abgegeben, was zusammen mit der Viskosität
der Flüssigkeit bekannterweise zur Ausübung eines Drucks auf eine poröse
Platte führt, der vom Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter unabhängig
ist. Die poröse Platte wird gegenüber der Öffnung von einer nichtporösen
Wand einer Kammer getragen und Flüssigkeit von der Seite in die Platte zu Abschnitten
davon transportiert, die außerhalb der Kammer Spülwasser ausgesetzt sind.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Dosieren eines
Produkts in einen Flüssigkeitsstrom bereit, wobei die Vorrichtung eine Kammer
für das flüssige Produkt umfasst, wobei die Kammer eine poröse Wand
aufweist, durch welche das flüssige Produkt transportiert wird, wenn sich eine
Außenoberfläche der porösen Wand innerhalb des Flüssigkeitsstroms
befindet, die aber das Produkt in der Kammer zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom
abnimmt.
Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Produkt ein fließendes
Medium ist (Flüssigkeit oder flüssiges Gel), und ist ferner durch die
Bereitstellung einer hydraulischen Höhe in der Kammer, die im Wesentlichen
konstant gehalten wird, unabhängig von der Höhe des Produkts im Vorratsbehälter,
durch Luftzufuhr aus der Atmosphäre, die den Druck in der Kammer mit Atmosphärendruck
ausgleicht, gekennzeichnet.
Auf diese Weise kann die gewünschte "Ein-Aus"-Wirkung durch geeignete
Auswahl des Widerstands der porösen Kammerwand gegenüber der durch sie
erfolgenden Bewegung des flüssigen Produkts, beispielsweise durch Auswahl der
Porengröße der Wand, bezogen auf die Rheologie des flüssigen Produkts,
insbesondere hinsichtlich Viskosität, erzielt werden, wobei die Dosierung im
Wesentlichen nicht von der Menge des im Vorratsbehälter zurückbleibenden
Produkts beeinflusst wird. Insbesondere wird der Widerstand der Wand so gewählt,
dass er ausreicht, um jeglichem Fließen des Produkts aus der Kammer im Wesentlichen
standzuhalten, wenn die Kammeraußenwand Umgebungsdruck ausgesetzt ist, da dessen
hydrostatischer Druck einen bestimmten Wert nicht übersteigen kann. Während
jedoch die Flüssigkeit, in welche das Produkt dosiert wird, über die poröse
Wand der Dosierungskammer strömt, kommt es an der Außenwand zu einem daraus
resultierenden Abfall des statischen Drucks. Der Widerstand der porösen Wand
ist so gewählt, dass der resultierende Druckunterschied durch die Wand hindurch,
dass das flüssige Produkt durch die Wand nach außen hin in den Flüssigkeitsstrom
fließt. Wenn der Flüssigkeitsstrom aufhört oder die Kammer aus der
Strömung entfernt wird, wird der Druckausgleich durch die Wand der Kammer hindurch
fast augenblicklich wiederhergestellt und das flüssige Produkt hört auf,
sich durch die Wand zu bewegen.
Es versteht sich, dass die Erfindung somit eine Vorrichtung mit relativ
einfachem Aufbau bereitstellt, die dennoch eine sehr gute Dosierungssteuerung des
flüssigen Produkts in jene Flüssigkeit, die über die Kammer fließt,
bieten kann. Als solche verfügt sie über eine breite Anwendbarkeit. Beispiele
für bevorzugte Anwendungen umfassen das Dosieren eines Schaumbadprodukts oder
dergleichen in Badewasser zusammen mit dem Leitungswasser sowie das Dosieren eines
desodorierenden und/oder desinfizierenden flüssigen Produkts in ein WC-Becken
oder ein Urinal in Verbindung mit Spülwasser.
Folglich gibt es Mittel zum Aufhängen der Dosierkammer innerhalb
des Sammelbehälters im Flüssigkeitsstromweg.
Der Sammelbehälter kann beispielsweise ein Wasserklosett oder
ein Urinal sein.
In beiden der obigen Aspekte weist der Vorratsbehälter oder Behälter,
aus welchem das Produkt zur Kammer zugeführt werden kann, ein geschlossenes
oberes Ende auf und wird mittels Schwerkraft zur Kammer geleitet. Bei einer solchen
Anordnung würde es sich als problematisch herausstellen, wenn die gesamte Höhe
der Flüssigkeit im Vorratsbehälter in der Dosierungskammer wirkt. Der
resultierende statische Druck könnte beispielsweise ein Durchsickern des flüssigen
Produkts durch die poröse Wand der Kammer führen, wenn der Vorratsbehälter
voll ist. Wenn der Widerstand der Wand ausreichend hoch eingestellt ist, um ein
solches Durchsickern zu verhindern, wenn die Höhe im Vorratsbehälter mit
dem Gebrauch des Produkts abnimmt, reicht, alternativ dazu, der statische Druck
in der Dosierungskammer mitunter nicht aus, um das Strömen von Flüssigkeit
durch die Wand zu bewirken, wenn Flüssigkeit durch die Wand hindurch fließt.
Daher ist die Dosierungsvorrichtung so angeordnet, dass der hydrostatische
Druck in der Kammer im Wesentlichen unabhängig vom Flüssigkeitsstand im
Vorratsbehälter gehalten wird.
Dies wird mittels einer Anordnung erreicht, in welcher die Vorrichtung
eine Luftzufuhr umfasst, durch welche Luft in das untere Ende des Vorratsbehälters
oder der Kammer eintreten kann. Der Boden des Vorratsbehälters ist bis auf
einen Auslass zur Dosierungskammer ebenfalls geschlossen.
Wie bei einem gewöhnlichen "Hühnerversorgungsautomaten"
wird diese Anordnung in einen Gleichgewichtszustand geführt, bei welchem die
Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter aufgrund einer Druckminderung
in einem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit im Vorratsbehälter an dessen
geschlossenem oberem Ende vom Atmosphärendruck gehalten wird, der über
die Luftzufuhr, wie nachstehend detaillierter erläutert, auf das Produkt in
der Dosierungskammer einwirkt.
Es ist darüber hinaus erwünscht, einen Ausgleich für
Temperaturabweichungen, die, wie herausgefunden wurde, zu einer signifikanten Volumenausdehnung
des am oberen Ende der Kammer eingeschlossenen Lufteinschlusses führen und
in der Folge das erzielte Druckgleichgewicht stören können, bereitzustellen.
Daher sind vorzugsweise Mittel bereitgestellt, um Flüssigkeit aufzunehmen,
die aufgrund einer solchen Ausdehnung verdrängt wird.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Dosierungsverschluss
für einen Behälter, beispielsweise eine Flasche mit einer verschlossenen
Oberseite, wenn diese umgedreht wird, bereit, wobei der Verschluss eine Kammer umfasst,
die mit einer Flüssigkeit oder einem flüssigen Gel befüllt ist und
aufgrund der Schwerkraft vom Behälter in die Kammer fließt, wenn diese
mit dem Behälter verbunden ist, wobei die Kammer eine poröse Wand aufweist,
durch welche das Produkt transportiert wird, wenn die Außenoberfläche
der porösen Wand innerhalb eines Flüssigkeitsstroms angeordnet ist, jedoch
das Produkt zurückhält, wenn der Flüssigkeitsstrom durch die Wand
hindurch abnimmt, sowie Mittel zur Aufrechterhaltung eines konstanten hydrostatischen
Drucks in der Kammer (wenn diese mit einem umgedrehten Produktbehälter verbunden
ist) mittels Luftzufuhr von der Umgebung in die Kammer umfasst, um den Druck an
der Produkt-Luft-Grenzfläche mit dem atmosphärischen auszugleichen.
Wenn der Verschluss beispielsweise in einer oberen Öffnung eines
Behälters eingebaut ist, kann die Dosierungskammer zum Inneren des Behälters
hin offen sein, sodass sie einfach durch Umdrehen des Behälters befüllt
werden kann. Der umgedrehte Behälter kann anschließend mit der Dosierungskammer
unter einen Flüssigkeitsstrom, beispielsweise fließendes Leitungswasser,
gehalten werden, wenn es sich beim dosierten Produkt beispielsweise um ein Schaumbad
handelt, damit das flüssige Produkt in die fließende Flüssigkeit
dosiert wird.
Die flüssigen Produkte, die mit jedem der verschiedenen Aspekte
der Erfindung verwendet werden, umfassen vorzugsweise eine Komponente, die eine
Affinität für die Strömungsflüssigkeit aufweist, in die sie
eingeleitet werden sollen. Wenn die Strömungsflüssigkeit beispielsweise
Wasser ist, kann das flüssige Produkt eine Komponente mit hydrophilen Eigenschaften,
wie z.B. ein Tensid, umfassen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend
detaillierter anhand von Beispielen bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, worin:
1 eine Seitenschnittansicht einer Dosierungsvorrichtung
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von
1 ist;
3 eine Seitenschnittansicht einer weiteren Dosierungsvorrichtung
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 eine Vorder-Teilschnittansicht der Vorrichtung von
3 ist, die den Vorratsbehälter im Wesentlichen
in angefülltem Zustand zeigt;
5 eine Vorderansicht der Vorrichtung der
3 ist, die den Vorratsbehälter in entleertem Zustand
zeigt; und
6 einen Dosierungsverschluss gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt, der in der Dosierungsöffnung
eines Behälters eingebaut ist.
Die Dosierungsvorrichtungen 2, 2' der
1 bis 2 und
3 bis 5 sind angepasst,
um ein flüssiges Produkt, wie z.B. ein Reinigungs- und/oder Desodorierungsprodukt
in das Becken B eines Wasserklosetts zusammen mit der Wasserströmung F, die
bei Spülen des Wasserklosetts erzeugt wird, zu dosieren. Die Dosierungsvorrichtungen
2, 2' umfassen jeweils eine Dosierungskammer mit einer porösen
Wand 6, 6' in zylindrischer Form, die mittels Bügel
8, 8' vom Rand R des WC-Beckens B im Weg des Spülwassers
F hängt. Ein flüssiges Produkt P wird aufgrund der Schwerkraft aus einem
Vorratsbehälter 10, 10', der oberhalb der Kammer
6, 6' angebracht ist, zur Dosierungskammer 6,
6' zugeführt.
Eine Haltevorrichtung 12, 12', an welche der Bügel
8, 8' angebracht ist, dient als Halterung für sowohl die
Dosierungskammer 6, 6' als auch den Vorratsbehälter
10, 10'. Ein Hohlraum 14, 14' innerhalb der
Haltervorrichtung 12, 12' dient als Leitung zwischen einem Vorratsbehälterauslass
16, 16' und einem zentral angeordnetem Einlass
18, 18' zur Dosierungskammer 6, 6'.
Der Vorratsbehälter 10, 10' ist abnehmbar innerhalb
eines entsprechend geformten Sitzes 20, 20' in der Haltevorrichtung
aufgenommen, was die Entfernung und Ersetzung oder Wiederbefüllung des Vorratsbehälters
ermöglicht, sobald das von ihm gehaltene flüssige Produkt aufgebraucht
ist. Es ist vorgesehen, die Vorratsbehälter in einer anfangs versiegelten Anordnung
bereitzustellen. Eine Versiegelung 22, 22' entlang des Auslasses
des Vorratsbehälters kann mit einem spitzigen Mittel 20,
20' durchdrungen werden, das in diesen Beispielen einstückig mit der
Haltevorrichtung ausgebildet ist, wodurch die Versiegelung durchbrochen wird, wenn
der Vorratsbehälter 10, 10' auf dessen Sitzen 20,
20' eingebaut wird.
Bei Gebrauch fließt das Spülwasser F über die poröse
Wand 26, 26' der Dosierungskammer 6, 6', wodurch
an dessen Außenoberfläche eine Druckminderung erzeugt wird, die ausreicht,
um einen ausreichend starken Druckunterschied durch die Wand 26,
26' hindurch zu bewirken, damit das flüssige Produkt P nach außen
hin durch die Wand fließt. Die Dosierung des Produkts P in den Wasserstrom
F erfolgt daher auf gesteuerte Weise in Form von mikrofeinen Filamenten, die aus
den Poren der Wand abgegeben werden. Dadurch wird die Löslichkeit des Produkts
P im fließenden Wasser F stark verbessert, was beispielsweise zu verbessertem
Schäumen des Produkts führt, wenn dies gewünscht wird.
Sobald der Wasserstrom F aufhört, fällt der Druck an der
Außenseite der porösen Wand 26, 26' fast augenblicklich
auf Umgebungsdruck zurück und die Strömung des flüssigen Produkts
durch die Wand hört auf. Die flüchtigeren Parfumkomponenten des flüssigen
Produkts, können, wenn sie vorliegen, jedoch sogar in Abwesenheit eines Wasserstroms
durch die Wand dringen, wodurch eine kontinuierliche desodorierende Wirkung erzielt
wird.
Es ist darüber hinaus zu beachten, dass sofern die Dosierungskammer
eine Kapazität aufweist, die größer als die Dosis des Produkts pro
Betätigung der Spülung des Wasserklosetts ist, und/oder die Schwerkraftzufuhr
aus dem Vorratsbehälter ausreichend schnell erfolgt, die Dosiszufuhr fast konstant
bleibt, sodass ungeachtet dessen, wie rasch die Spülungen des Wasserklosetts
aufeinander folgen, immer die gewünschte Dosis des Produkts zum Wasserstrom
F zugeführt wird.
Die Vorrichtung kann zum Dosieren einer Reihe von flüssigen Produkten
in einen Flüssigkeitsstrom verwendet werden. Üblicherweise umfasst das
Produkt für die beschriebene, als Beispiel angeführte Anwendung –
Reinigung und Desodorierung eines WC-Beckens – sowohl Tenside als auch Parfumkomponenten.
Das rheologische Verhalten des Materials, insbesondere dessen Viskosität, können
in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften der porösen Wand der Dosierungskammer
6, 6' ausgewählt werden, die üblicherweise Poren mit
einer Größe von 50 bis 120 &mgr;m oder umgekehrt aufweist, um zu gewährleisten,
dass das flüssige Produkt P im Spülwasser F geeignet dosiert ist. Normalerweise
ist das flüssige Produkt P viskoser als die Strömungsflüssigkeit
F.
Damit der Druckunterschied durch die Wand 26, 26'
der Dosierungskammer 6, 6' hindurch von Spülung zu Spülung
im Wesentlichen konstant gehalten werden kann, um eine regelmäßige Dosierung
zu gewährleisten, kann es wichtig sein, sicherzugehen, dass der hydrostatische
Druck des flüssigen Produkts P innerhalb der Kammer 6, 6'
im Wesentlichen konstant gehalten wird, auch wenn sich die Höhe der Flüssigkeit
im Vorratsbehälter 10, 10' im Laufe der Zeit durch das Aufbrauchen
des Produkts P verringert. Die 1 und 3
zeigen zwei alternative Anordnungen, die zur Erreichung dieses Ziels verwendet werden.
Zuerst auf 1 bezugnehmend, ist ersichtlich,
dass sich ein Luftzufuhrrohr 30 an seinem unteren Ende 32 in den
Hohlraum 14 der Haltevorrichtung 12 hin öffnet. Das obere
Ende 34 dieses Rohrs ist zur Atmosphäre hin offen. Wenn der Vorratsbehälter
10 anfangs an der Haltevorrichtung 12 angebracht wird, wird dessen
Auslass 16 mittels der Spitze 24 geöffnet und das Produkt
P strömt aus dem Vorratsbehälter 10 durch den Hohlraum
14 in die Dosierungskammer 6 hinunter. Die aus dem Vorratsbehälter
10 entweichende Flüssigkeit wird durch Luft ersetzt, die über
das Luftzufuhrrohr 30 in den Vorratsbehälter gelangt. Sobald die Flüssigkeit
im Hohlraum 14 das untere Ende 32 des Zufuhrrohrs 30
bedeckt, wird der Luftzustrom zum Vorratsbehälter 10 abgeschnitten.
Dies führt wiederum zu einem Druckabfall im freien Raum 36 oberhalb
des flüssigen Produkts im Vorratsbehälter 10. Ein Gleichgewichtszustand
wird rasch erreicht, bei dem die flüssige Säule im Vorratsbehälter
10 und der Hohlraum 14 oberhalb des unteren Endes 32
des Luftzufuhrrohrs 30 angesichts der Druckminderung im Raum
36 durch Atmosphärendruck an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche
38 am untere Ende des Luftzufuhrrohrs 30 getragen werden.
Während das Produkt in das Spülwasser F dosiert wird, sinkt
der Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter 10 weiter. Dies führt
zum Volumenanstieg des geschlossenen Luftraums 36 und in der Folge zu einem
Luftdruckabfall in diesem Raum 36. Dadurch wird wiederum bewirkt, dass
Luft durch das Luftrohr 30 in den Hohlraum 14 strömt, die
Luft am unteren Ende 32 des Rohrs 30 eine Reihe von Bläschen
40 bildet, um durch den Vorratsbehälter zum Luftraum 36 nach
oben hin zu sprudeln, was den Druck in jenem Raum erhöht, bis der Druckausgleich
erneut hergestellt ist. Nach Erlangung des Druckausgleichs entspricht
der hydrostatische Druck der Flüssigkeit am Niveau des unteren Endes des Luftrohrs
30 erneut Atmosphärendruck.
Da Atmosphärendruck auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche
38 am unteren Ende des Luftrohrs 30 wirkt, entspricht anschließend
der hydrostatische Druck der Flüssigkeit am Niveau dieser Grenzfläche
38 im gezeigten Druckausgleichszustand signifikanterweise Atmosphärendruck.
Somit wird der hydrostatische Druck an diesem Niveau im Hohlraum 14 und
folglich der hydrostatische Druck innerhalb der Dosierungskammer 6, ungeachtet
des Flüssigkeitsstands im Vorratsbehälter 10, im Wesentlichen
konstant gehalten.
3 zeigt eine alternative Anordnung, die auf ähnliche
Weise funktioniert, um den gewünschten, im Wesentlichen konstanten Druck innerhalb
der Dosierungskammer 6' zu erzielen. Der Hauptunterschied zwischen der
Vorrichtung der 1 und jener, die in 3
veranschaulicht wird, liegt darin, dass die Letztere spezifisch angepasst ist, um
gegen ein Durchsickern des Produkts aus der Dosierungskammer 6' aufgrund
von Umgebungstemperaturabweichungen zu schützen.
In der Vorrichtung der 3 erstreckt sich
ein Zufuhrrohr 50 vom Vorratsbehälterauslass 16 nach unten
hin in den Hohlraum 14 der Haltevorrichtung. Das flüssige Produkt
P tritt durch dieses Rohr 50, das im vorliegenden Beispiel am Vorratsbehälter
10' angebracht ist, jedoch gleichermaßen einstückig mit dem Sitz
20' der Haltevorrichtung 12' ausgebildet sein könnte, aus
dem Hohlraum 14 aus. Ansonsten gleicht die Struktur der Vorrichtung stark
der in 1 gezeigten, mit der Ausnahme, dass das Luftzufuhrrohr
30' nicht so weit in den Hohlraum 14 hineinragt.
Bei Gebrauch strömt das flüssige Produkt P, wie bei der
Vorrichtung von 1, wenn der Vorratsbehälter
10' an der Haltevorrichtung 12' angebracht wird, in den Hohlraum
14' und von dort aus in die Dosierungskammer 6'. Im Gegensatz
zur Vorrichtung von 1, bei welcher der Druckausgleichszustand
erst erreicht wird, wenn der Hohlraum 14 und die Dosierungskammer
6 mit dem flüssigen Produkt vollständig befüllt sind, bewirkt
die Gegenwart des Zufuhrrohrs 50 einen Druckausgleichszustand, der erhalten
wird, während ein im Allgemeinen ringförmiger Luftraum innerhalb des Hohlraums
14 um dieses Rohr 50 herum erhalten bleibt. Der daraus resultierende
freie Flüssigkeitsstand L im Hohlraum 14' ist über das Luftrohr
30' zur Atmosphäre hin offen. In diesem Zustand wird die Höhe
der Flüssigkeit oberhalb des unteren Endes 52 des Zufuhrrohrs
50 durch den negativen Druck im Luftraum 36' am oberen Ende des
Vorratsbehälters 10' aufgehoben.
Bei Aufbrauchen des flüssigen Produkts während des Betreibens
der Vorrichtung, wenn der Flüssigkeitsstand im Hohlraum 14' unter
das untere Ende 52 des Zufuhrrohrs 50 fällt, fließt
das Produkt erneut aus dem Vorratsbehälter 10 in den Hohlraum, wodurch
das untere Ende 52 des Rohrs wieder in seinen Gleichgewichtszustand gebracht
wird, um die Vorrichtung in den Druckausgleichszustand zurückzuführen.
Auf diese Weise wird der freie Flüssigkeitsstand im Hohlraum 14 am
untersten Ende des Zufuhrrohrs 50 oder um dieses herum im Wesentlichen
konstant gehalten. Da diese Oberfläche zur Atmosphäre hin offen ist, bedeutet
dies wiederum, dass der hydrostatische Druck in der Dosierungskammer 6'
ebenfalls, wie gewünscht, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
Ein Anstieg der Umgebungstemperatur führt zur Ausdehnung der
im Raum 36' oberhalb des flüssigen Produkts im Vorratsbehälter
10' eingeschlossenen Luft. Diese Ausdehnung verdrängt das flüssige
Produkt aus dem Vorratsbehälter 10' in den Hohlraum 14',
wodurch der Flüssigkeitsstand im Hohlraum steigt. Bei einer wie in
i zu sehenden Anordnung würde dies das flüssige Produkt
das Luftzufuhrrohr 30 hinauf treiben, wodurch die Höhe der Flüssigkeit
oberhalb der Dosierungskammer steigen würde, was aufgrund des erhöhten
hydrostatischen Drucks womöglich zum Durchsickern des Produkts durch die Wand
der Kammer führen könnte. Mit der Anordnung von 3,
bei welcher der Hohlraum 14 nicht angefüllt ist, muss jedoch ein viel
größeres Volumen des Produkts aus dem Vorratsbehälter 10'
in den Hohlraum 14' verdrängt werden bevor ein merklicher Anstieg
im Flüssigkeitsstand L zu sehen ist. Die Auswirkungen eines Umgebungstemperaturanstiegs
sind folglich signifikant geringer und mit dieser Anordnung höchstwahrscheinlich
unbedeutend.
Ein ähnlicher Ausgleich bezüglich Temperaturschwankungen
könnte in der Ausführungsform von 1 bereitgestellt
sein, indem einem Abschnitt des Luftzufuhrrohrs 30 an dessen unterem Ende
32 oder in der Nähe davon ein vergrößerter Querschnitt verliehen
wird, wodurch das Flächerrvolumen, in welches sich die Flüssigkeit ausdehnen
kann, vergrößert wird, ohne dabei eine signifikante Strecke durch das
Rohr 30 hinauf zurücklegen zu müssen.
Bezugnehmend auf 6, ist ein Behälter
60 mit einem Verschluss 62 gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, der sich beispielsweise dazu eignet,
ein Schaumbadprodukt P' bei geregelter Geschwindigkeit in ein Bad mit Wasser F',
das aus einer Leitung T einfließt, zu dosieren.
Der Verschluss 62 umfasst einen porösen, kuppelförmigen
Stöpsel 64, der innen hohl ist, um eine Dosierungskammer
66 zu definieren. Der Stöpsel 64 ist zum
Inneren des Behälters 60 hin offen, wobei dieses offene Ende des Stöpsels
64 mit dem Ring 68 versiegelt ist, der das Ende des Stöpsels
64 umgibt und in der Öffnung 70 des Behälters aufgenommen
ist, um diese zu verschließen.
Eine ringförmige Vertiefung 72, die von der Öffnung
70 des Behälters wegweist, ist im Ring 68 ausgebildet. Diese
Vertiefung 72 dient zur Aufnahme der Basis einer Abdeckung (nicht angeführt),
die zum Abdecken des Stöpsels 64 verwendet werden kann, wenn der Behälter
60 nicht gebraucht wird.
Ein U-förmiges Luftzufuhrrohr 74 öffnet sich in
der Nähe des geschlossenen Endes des Stöpsels 64 an einem Ende
zur Dosierungskammer 66 hin und ist am anderen Ende zur ringförmigen
Vertiefung 72 hin geöffnet, wodurch eine Leitung für von außerhalb
des Behälters 60 in die Dosierungskammer 66 einströmende
Luft bereitgestellt wird. Günstigerweise wird das äußere Ende des
Luftrohrs 74 in der Vertiefung 72, wenn gegenwärtig, von
der Abdeckung (nicht angeführt) blockiert, um jegliches unvorhergesehenes Auslaufen
des flüssigen Produkts P' durch diese Röhre zu verhindern, wenn der Behälter
60 aufrecht steht.
Bei Gebrauch wird der Behälter 60 umgedreht (wie in
6 gezeigt). Das flüssige Produkt P', beispielsweise
ein Badeschaumprodukt, fließt in die Dosierungskammer 66 aus dem Inneren
des Behälters 60. Dabei wird der Druck der eingeschlossenen Luft im
Raum 76 oberhalb des Produkts P' an der Basis 78 des Behälters
60 verringert und, wie in den Vorrichtungen der 1
und 3, ein Druckausgleichszustand erreicht, bei dem
die Säule der Flüssigkeit P' im umgedrehten Behälter 60
von einer Kombination aus Teilvakuum, das im Raum 76 erzeugt wird, und
Atmosphärendruck, der an der Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche
80 am inneren Ende des Luftzufuhrrohrs 74 wirkt, getragen wird.
Die Porengröße der porösen Wand 65 der Dosierungskammer
66 wird, bezogen auf die Viskosität des flüssigen Produkts P',
ausgewählt, um sicherzustellen, dass bei diesem Druckausgleichszustand mit
umgedrehtem Behälter kein Produkt durch die Wand dringt.
Wenn der Behälter mit dem Stöpsel 64 in einem Wasserstrom
F', z.B. aus einer Wasserleitung T, angeordnet wird, erzeugt die durch das fließende
Wasser F' bewirkte Verringerung des statischen Drucks an der Außenseite der
porösen Wand 65 einen Druckunterschied durch die Wand hindurch, der
ausreicht, dass das flüssige Produkt P' durch die Wand dringt, um vom Wasserstrom
F' aufgenommen zu werden.
Ähnlich wie bei den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen,
sinkt das Niveau im Behälter 60, wenn das Produkt P' dispergiert wird,
was zu einer weiteren Verringerung des Luftdrucks im Raum 76 führt.
Das resultierende Ungleichgewicht des Druckzustands durch die flüssige Säule
hindurch bewirkt, dass Luft durch das Luftrohr 74 sprudelt bis erneut ein
Druckgleichgewicht erzielt wird. Das Ergebnis ist ein im Allgemeinen konstanter
hydrostatischer Druck innerhalb der Dosierungskammer 66 bei oder bei etwa
Atmosphärendruck (jener Druck, der auf die Flüssigkeits-Luft-Grenzfläche
80 innerhalb der Kammer 66 wirkt), ungeachtet der Höhe des
flüssigen Produkts P' im umgedrehten Behälter 60.
Wenn das Produkt P' beispielsweise ein Schaumbad ist, kann dessen
auf gleiche wie oben beschriebene Weise erfolgende Dosierung unter Verwendung des
Behälters 60von 6 sehr viel Schaum bei
geringem Aufwand für den Benutzer erzeugen, vor allem weil der Behälter
nicht gedrückt werden muss. Die Dosierung ist darüber hinaus leicht zu
steuern und hängt fast zur Gänze von der Zeitdauer ab, in welcher der
Stöpsel 64 unter die fließende Wasserleitung T gehalten wird.
Es können verschiedene Modifizierungen an den spezifisch beschriebenen
Ausführungsformen vorgenommen werden ohne von der in den Ansprüchen definierten
Erfindung abzuweichen. Obwohl beispielsweise die porösen Wände der Dosierungskammern
6, 66 in den beschriebenen Beispielen im Wesentlichen steif sind,
um formstabil zu bleiben, könnten sie beispielsweise durch eine halbdurchlässige
Membran oder dergleichen ersetzt werden, die, falls sie selbst nicht ausreichend
steif ist, um die Dosierungskammer zu bilden, durch andere Mittel getragen werden
kann.