DE19628249A1 - Spendersystem und Verfahren zur Abgabe eines konzentrierten Produkts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spendersystem und einen Behälter, sowie ein Verfahren zur Abgabe eines konzentrierten Produkts.

Chemische Produkte werden als Zusätze bei einer Reihe von Anwendungen einge­ setzt, z. B. zur Behandlung von Kühlwasser, das im Kühlsystem normaler Heiz-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) umgewälzt wird. Kühlwasser enthält normaler­ weise Mineralien, die zu Kalkablagerungen oder Korrosion in den Bauteilen des Kühlsystems führen können, wenn das Wasser während des Kühlvorgangs verdun­ stet. Außerdem kann mit der Zeit im Kühlwasser unerwünschtes Mikrobenwachs­ tum auftreten. Um diesen Befürchtungen zu begegnen, werden dem Kühlwasser normalerweise chemische Zusätze zugesetzt, die die Bildung von Kalkablagerungen, die Korrosion und/oder das Mikrobenwachstum hemmen.

Für herkömmliche Kühlsysteme für Heiz-, Lüftungs- und Klimaanlagen wird norma­ lerweise ein gebrauchsfertiges flüssiges Behandlungsprodukt als Zusatz verwendet. Dieses Produkt wird typischerweise in großen Trommeln oder Transportbehältern geliefert und dem Kühlwasser über ein Spendersystem in abgemessenen Mengen zugesetzt. Flüssige Produkte sind jedoch im allgemeinen teuer und schwierig zu gebrauchen und zu transportieren. Insbesondere ein gebrauchsfertiges Produkt muß in großen Mengen gekauft, transportiert und gelagert werden, um den Bedarf der üblichen Kühlsysteme für Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen zu decken. Das zu lagernde große Produktvolumen beansprucht viel Platz und stellt wegen der schlechten Handhabbarkeit großer Mengen flüssiger Produkte außerdem ein Sicherheitsrisiko dar.

Andererseits hat sich herausgestellt, daß durch die Verwendung eines rekonstitu­ ierbaren konzentrierten Produkts anstelle üblicher gebrauchsfertiger flüssiger Behandlungsprodukte wesentliche Verbesserungen erzielt werden können. Bei­ spielsweise ist das bei Ecolab Inc. erhältliche feste konzentrierte Produkt Water Care 9575 ein Konzentrat in Granulat- oder Pulverform, das zu einer entsprechen­ den Menge Wasser hinzugegeben und in einem Tank für 60 bis 110 Gallonen/Tag gelagert werden kann, aus dem das gebildete verdünnte Produkt abgegeben wird. Um von Anfang an eine homogene Lösung des gelösten Produkts zu erhalten, wird ein Rührer verwendet.

Unter "konzentriertes Produkt" ist ein konzentriertes Material (z. B. in fester, halbfester oder flüssiger Form usw.) zu verstehen, das typischerweise mit einem Verdünnungsmittel wie Wasser vermischt wird, um eine gebrauchsfertige Ver­ dünnung zu erhalten, die eine Lösung, eine Suspension, eine Emulsion usw. sein kann. Die gebrauchsfertige Verdünnung kann direkt verwendet oder weiter ver­ dünnt werden (z. B. in einem Kühlsystem für Heiz-, Lüftungs- und Klimaanlagen, wo der Zusatz im Sammelbehälter verdünnt wird); sie kann auch mit anderen Sub­ stanzen vermischt werden.

Die Verwendung eines rekonstituierbaren konzentrierten Produkts bietet mehrere Vorteile, vor allem Kosteneinsparungen bei Transport und Lagerung, weil weniger konzentriertes Produkt erforderlich und dessen Transport billiger ist und weil das Produkt und die dafür verwendete Lager/Abgabe-Einrichtung weniger Platz bean­ sprucht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es schwierig ist, die Konzentration eines konzentrierten Produkts in einem Tagestank zuverlässig zu steuern, weil man sich darauf verlassen muß, daß die Anwender die richtige Menge an konzentriertem Produkt in den Tank füllen. Wird zuviel von dem konzentrierten Produkt verwendet, bedeutet dies eine Verschwendung, wird dagegen zuwenig verwendet, kann die sich ergebende Mischung nicht wirksam genug sein. Außerdem sind die Kosten für die Einrichtung immer noch relativ hoch, weil ein Tagestank erforderlich ist sowie ein Rührer, damit im Tank eine gleichmäßige Konzentration aufrechterhalten wird. Darüberhinaus benötigt auch der Tagestank noch eine größere Stellfläche.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Spendersystem und ein Verfahren zur Abgabe eines konzentrierten chemischen Produkts in Kühlwasser und sonstige Anwendun­ gen zur Verfügung zu stellen, die sicher, kostengünstig und leicht anzuwenden und gut steuerbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Spendersystem gemäß Anspruch 1, einem Behälter gemäß Anspruch 21 und einem Verfahren gemäß Anspruch 12.

Die Erfindung begegnet den Problemen des Standes der Technik, indem sie ein Spendersystem und ein Abgabeverfahren zur Verfügung stellt, bei denen ein Behälter, der ein konzentriertes Produkt enthält, mit einem Verdünnungsmittel gefüllt wird, um eine gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden, und anschließend in einen Spender eingesetzt wird, der eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen des Behälters hat, so daß der Spender Zugang zur gebrauchsfertigen Verdünnung hat. Zusätzlich ist für ein derartiges System ein Behälter vorgesehen, der mit einem Deckel mit einem durchbohrbaren Teil versehen ist, welches nach dem Durchbohren Zugang zum Innenraum des Behälters gewährt.

Die Kombination aus dem verbesserten Spendersystem und dem verbesserten Verfahren und dem dafür zu verwendenden Behälter ermöglicht es, ein Verdün­ nungsmittel in den Behälter zu füllen, um ein konzentriertes Produkt auf eine exakt steuerbare Konzentration zu bringen. Der Behälter kann dann in einen Spender so eingesetzt werden, daß sich der Behälter beim Einsetzen automatisch öffnet, wodurch der Anwender weniger mit dem Produkt in Berührung kommt und die zusätzlich erforderlichen Handgriffe des Anwenders minimiert werden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird somit ein Spendersystem zur Verfügung gestellt, das einen Behälter aufweist, welcher eine bestimmte Menge an konzen­ triertem Produkt enthält und so bemessen ist, daß zu dem konzentrierten Produkt eine bestimmte Menge an Verdünnungsmittel hinzugegeben werden kann, um eine gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden. Ferner werden ein Spender mit einer Öff­ nungsvorrichtung, die in dem Behälter automatisch eine Öffnung herstellt, wenn dieser in den Spender eingesetzt wird, und eine Abgabeeinrichtung zur Abgabe der gebrauchsfertigen Verdünnung an der Anwendungsstelle zur Verfügung gestellt.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Abgabe eines konzentrierten Produkts, das im Inneren eines Behälters untergebracht ist, zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Befüllen des Innenraums des Behälters mit dem Verdünnungsmittel, um das konzentrierte Produkt zu verdünnen, und Einsetzen des Behälters in einen Spender, der eine Öffnungsvorrichtung aufweist, die in dem Behälter automatisch eine Öffnung bildet, wenn dieser in den Spender eingesetzt wird, um zwischen dem Innenraum des Behälters und dem Spender eine Fluidverbindung herzustellen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Behälter zur Verfügung gestellt, der ein Gehäuse mit einem Innenhohlraum aufweist, der von außen über eine Öffnung zugänglich ist, sowie ein Deckel, der abnehmbar mit dem Gehäuse verbunden ist, um die Öffnung auf Wunsch zu verschließen. Der Deckel weist ein durchbohrbares Teil auf, welches von außen Zugang zum Innenhohlraum des Gehäuses gewährt, wenn es durchstoßen wird. Außerdem kann der Deckel vor dem Durchstoßen des durchstoßbaren Teils abgenommen werden, um von außen Zugang zum Innenhohlraum des Gehäuses zu erhalten.

Die genannten und weitere Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der Erfindung sind in den beiliegenden Ansprüchen niedergelegt. Weitere Vorteile, Anwendungs­ möglichkeiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und den beigefügten Erläuterungen, mit denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.

Fig. 1 ist ein Funktions-Blockdiagramm einer normalen Wasserkühlanlage mit Kühlturm für eine HLK. Das Diagramm zeigt ein bevorzugtes Spendersystem, das entsprechend den Grundsätzen der Erfindung ausgestaltet ist.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung - teilweise in Explosionszeichnung - des bevorzugten Spendersystems von Fig. 1, wobei Teile ausgeschnitten sind.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das bevorzugte Spendersystem vor dem Einsetzen eines Behälters entlang der Linie 3-3 von Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch das bevorzugte Spendersystem nach dem Ein­ setzen eines Behälters entlang der Linie 4-4 von Fig. 1.

Fig. 5 ist eine Explosionszeichnung eines bevorzugten Behälters, der für das bevorzugte Spendersystem von Fig. 1 geeignet ist.

Von den Zeichnungen, in denen gleiche Teile durchweg mit demselben Bezugs­ zeichen bezeichnet sind, zeigt Fig. 1 eine typische HLK-Kühlanlage 10, bei der das erfindungsgemäße bevorzugte Spendersystem 40 zum Einsatz kommt. Die Kühl­ anlage 10 entspricht im wesentlichen der gängigen Ausführung, wobei statt eines der bekannten Zusatzmittelspenders das bevorzugte Spendersystem zum Einsatz kommt.

Die Kühlanlage 10 weist im wesentlichen auf: einen Kühlturm 20 zum Kühlen des Wassers, das von einer Pumpe 22 durch die Kühlschlangen 24 eines HLK-Kompres­ sors umgewälzt wird. In einem Sammelbehälter 28 sammelt sich das im Kühlturm 20 gekühlte Wasser, so daß das Wasser erneut durch die Kühlschlangen 24 umgewälzt werden kann. HLK-Kühlanlagen bzw. Teile dafür sind bei vielen Firmen erhältlich, u. a. beispielsweise bei Carrier, Trane und Marley.

Eine Steuerung bzw. Regelung 30 steuert bzw. regelt die Konzentration gelöster Feststoffe im Sammelbehälter und die Behandlung des Kühlwassers, indem er die Konzentration eines in das Kühlwasser abgegebenen Zusatzstoffes überwacht und steuert bzw. regelt. Ein Beispiel für eine für diese Anwendung geeignete Steuerung ist der Pulsatrol-Controller, der bei Pulsafeeder, Inc., einem Unternehmen der IDEX Corporation, bezogen werden kann. Bei dieser Steuerung sind zwei Konzentrations­ sensoren 32, 34, vorzugsweise Leitfähigkeitssensoren, in einer Entnahmeleitung angeordnet, um die Konzentration von Feststoffen im Kühlwasser auf bekannte Weise zu überwachen.

Die Kühlanlage weist ferner Wassereinlaß- und Wasserauslaß-Magnetventile 36, 38 auf, die mit einer Quelle für Nachfüllwasser bzw. mit einer Ablaßeinrichtung verbunden sind. Durch wahlweises Öffnen und Schließen der Ventile 36, 38 kann die Steuerung 30 Frischwasser zuführen und "Schmutzwasser" ablassen, um die gewünschte Feststoffkonzentration im Kühlwasser aufrechtzuerhalten.

Die Steuerung 30 leitet auch einen Zusatzstoff in den Sammelbehälter, um das Kühlwasser zu behandeln, wobei ein erfindungsgemäßes bevorzugtes Spendersy­ stem 40 verwendet wird. Regler wie der Pulsatrol-Controller sind dazu vorgesehen, mit bekannten Zusatzstoff-Spendersystemen zusammenzuwirken, bei denen beispielsweise eine Pumpe verwendet wird, um gebrauchsfertige flüssige Produkte aus großen Trommeln oder Transportbehältern abzuziehen und entweder direkt in den Sammelbehälter zu leiten oder aber in die Entnahmeleitung oder zu anderen ge­ eigneten Stellen der Umwälzanlage. Das bevorzugte Spendersystem 40 jedoch ersetzt derartige bekannte Zusatzstoff-Spendersysteme, um in Reaktion auf ein Aktivierungssignal der Steuerung 30 eine Zusatzstoffquelle für das Kühlwasser bereitzustellen. Das bevorzugte Spendersystem kann in der gleichen Weise gesteu­ ert werden wie ein herkömmlicher Zusatzstoffspender, wobei die Steuerung, wenn überhaupt, nur in der Weise modifiziert ist, daß er eine Einrichtung zum Ausgleichen unterschiedlicher Zusatzstoffkonzentrationen aufweist.

Die vorgenannte HLK-Kühlanlage 10 ist der bevorzugte Einsatzbereich für das Spendersystem 40. Es ist jedoch davon auszugehen, daß erfindungsgemäße Spendersysteme praktisch überall eingesetzt werden können, wo ein konzentriertes Produkt verdünnt und an einem Anwendungsort abgegeben wird, beispielsweise in Reinigungs- und Waschbereichen, in Wasserbehandlungsbereichen usw. Die Erfindung ist also nicht so zu verstehen, als sei sie auf die hier offenbarten speziel­ len Anwendungsbereiche beschränkt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Spendersystems 40 ist in Fig. 2 gezeigt, wobei ein Spender 50 eine bestimmte Menge gebrauchsfertiger Verdünnung (Zusatzstoff), die in einem oder mehreren Behältern 90 bereitgehalten wird, auf­ nimmt. Der Spender 50 hat ein Gehäuse, das vorzugsweise zweiteilig ist, wobei die untere Hälfte 54 einen Sammelbehälter bildet und die obere Hälfte 52 als Deckel dient und Öffnungen 56 für die Aufnahme von einem oder mehreren Behältern 90 aufweist. Die untere Hälfte 54 hat vorzugsweise ein Fassungsvermögen von etwa 2,5 Gallonen (9,5 Litern), wobei etwa 1,6 Gallonen (6,1 Liter) das normale Arbeits­ volumen der im Spender 50 untergebrachten gebrauchsfertigen Verdünnung sind. Die untere Hälfte 54 trägt auch einen oder mehrere Stechkegel 70, die dazu dienen, in den Behältern 90 bei deren Einsetzen in den Spender 50 eine Öffnung zu bilden, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.

Die Hälften 52, 54 sind vorzugsweise aus Polyethylen oder einem ähnlichen Kunst­ stoff geformt und werden zusammengesteckt, so daß die obere Hälfte 52 von der unteren Hälfte 54 abgenommen werden kann. Jedoch können auch andere Mate­ rialien, beispielsweise andere Kunststoffe, Metalle, Verbundwerkstoffe usw. verwendet werden. Außerdem können die Hälften durch verschiedene bekannte Mittel auseinandernehmbar oder dauerhaft miteinander verbunden oder auf Wunsch auch in einem Stück geformt sein.

In der Oberseite 53 des Spenders 50 sind mehrere Öffnungen oder Behälterhalte­ rungen 56 ausgebildet. Die Öffnungen 56 beinhalten mehrere Wände 58, 60, 62, 64, die der Form der Behälter 90 entsprechen, wobei die entsprechenden Ober­ flächen der Behälter an den Wänden 58-64 anliegen. Der Spender 50 weist vorzugsweise zwei Öffnungen für die Aufnahme von zwei Behältern auf, jedoch kann auch eine beliebige Anzahl von Behältern verwendet werden. Die Behälter und die Öffnungen können zusätzlich mit einander entsprechenden Nuten und Leisten versehen sein, so daß die Behälter zum Einsetzen in eine Öffnung in eine bestimmte Ausrichtung gedreht werden müssen (z. B. so, daß die Etiketten auf den Behältern nach vorne zeigen).

Unter jeder Öffnung 56 im Spender 50 ist ein Stechkegel bzw. Stechdorn 70 angeordnet, der als Öffnungselement dient und beim Einsetzen eines Behälters in den Spender im Behälter automatisch eine Öffnung anbringt. Jeder Kegel 70 stellt zwischen dem Innenraum eines Behälters 90 und dem Sammelbehälter des Spenders eine Fluidverbindung her, wenn der Behälter eingesetzt wird. Jeder Kegel ist vorzugsweise auf der unteren Hälfte 54 montiert oder ausgebildet und aus Polyvinylchlorid hergestellt, wenngleich auch andere Kunststoffe, Metalle oder Kombinationen davon verwendet werden können. Die Stechkegel 70 sollten generell ausreichend steif sein, so daß sie der zum Öffnen eines Behälters erforderlichen Kraft standhalten, wenn dieser in der unten beschriebenen Weise in den Spender eingesetzt wird.

Zum Spender 50 gehört auch eine Pumpe 80, die als Abgabemittel zur Abgabe der gebrauchsfertigen Verdünnung, die im Spender untergebracht ist, am Verbrauchsort dient; der Verbrauchsort bei der bevorzugten Anwendung ist der Sammelbehälter eines Kühlturms. Die Pumpe 80 ist vorzugsweise eine Dosierpumpe wie die elektronische Dosierpumpe Pulsatron der Baureihe A Plus der Firma Pulsafeeder. Diese Art Pumpe ist eine steuerbare Diaphragmapumpe mit geringem Volumen, die bei den meisten Anwendungen normalerweise täglich etwa 0,1 bis 1,5 Gallonen (0,4 bis 5,8 Liter) gebrauchsfertige Verdünnung bei einem Arbeitsdruck von etwa 100 psi in den Sammelbehälter fördert. Natürlich kann die pro Tag abgegebene Menge gebrauchsfertiger Verdünnung je nach den Systemanforderungen ganz unterschiedlich sein.

Die Pumpe 80 ist vorzugsweise über eine Aktivierungsleitung mit der Steuerung 30 sowie außerdem mit einer geeigneten Stromquelle verbunden. Die Pumpe weist auch ein Entlüftungsventil 82 auf, über welches die Pumpe in Fluidverbindung mit dem Sammelbehälter 28 des Kühlturms oder einem anderen Punkt der Umwälz­ anlage steht. Das Entlüftungsventil wird typischerweise beim Einschalten benutzt, um Luft aus der Förderleitung zu entfernen, indem durch das Ventil Material umgewälzt wird, bis ein durchgehender Fluß erzielt und die Luft aus der Leitung abgelassen ist. Ein Tauchrohr oder Produktaufnehmer 84 führt von der Befestigung 82 bis zum Boden des Spenders 50, um gebrauchsfertige Verdünnung aus dem Spender abzusaugen und zum Sammelbehälter des Kühlturms zu leiten. Das Tauchrohr 84 weist vorzugsweise ein Ventil 86 auf, beispielsweise ein Kugelrück­ schlagventil mit Siebfilter.

Alternativ können auch andere Pumpen, beispielsweise eine Schlauchpumpe, eine Zahnradpumpe usw. verwendet werden. Zur Einleitung der gebrauchsfertigen Verdünnung, oder des Zusatzes, in den Sammelbehälter des Kühlturms können auch andere Abgabeeinrichtungen, beispielsweise Vakuum- oder Schwerkraftzufüh­ rungseinrichtungen, verwendet werden.

Fig. 5 zeigt einen bevorzugten Behälter 90 für den Spender 50. Der Behälter 90 weist einen Hauptteil/ein Hauptgehäuse 91 auf, in dem ein Innenhohlraum ausge­ bildet ist und der durch Seitenwände 92 und 94 umschrieben ist, die zu einem mit Gewinde versehenen Hals 95 zusammenlaufen. Der mit Gewinde versehene Hals 95 hat eine Öffnung, damit von außen her Zugang zum Innenhohlraum besteht. Zusätzlich kann eine Einfüllmarkierung 93 entweder in den Hauptteil eingeprägt oder auf ein Etikett aufgedruckt sein, um anzuzeigen, bis zu welcher Höhe Ver­ dünnungsmittel einzufüllen ist, um das konzentrierte Produkt auf eine gewünschte gebrauchsfertige Konzentration zu bringen.

Der Hauptteil 91 ist vorzugsweise aus Polyethylen oder einem anderen geeigneten Material gebildet und ist vorzugsweise durchsichtig oder durchscheinend, damit der Anwender den Füllstand des im Behälter untergebrachten Produkts erkennen kann. Jedoch kann der Behälter auch aus einem anderen geeigneten undurchlässigen Material gebildet und auf Wunsch auch undurchsichtig sein. Der Behälter 90 hat vorzugsweise ein Fassungsvermögen von ca. 0,8 Gallonen (3,0 Litern), jedoch können je nach Anwendungsfall auch Behälter anderer Größe und Form verwendet werden.

Der Behälter 90 weist auch einen Deckel 100 auf, mit dem die Öffnung und damit der Behälter verschlossen werden kann. Der Deckel 100 hat vorzugsweise ein zum Hals 95 passendes Gewinde, um mit diesem eine dichte Verbindung herzustellen.

Es kommen auch andere Verbindungsmöglichkeiten zwischen Deckel und Behälter in Frage, beispielsweise ein Schnappverschluß. Der Deckel 100 kann aus Poly­ ethylen oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein und je nach der Ausgestaltung des Behälters 90 unterschiedliche Abmessungen aufweisen.

Der Deckel 100 weist ein durchstoßbares Teil 106 auf, das auf seiner Oberseite 102 gebildet ist. Das bevorzugte durchstoßbare Teil 106 wird von einer ge­ schwächten Bruchlinie 104 umschrieben, die um den Umfang des durchstoßbaren Teils herumläuft, so daß das durchstoßbare Teil sich teilweise oder vollständig vom Deckel 100 trennt, wenn eine ausreichend große Kraft darauf ausgeübt wird. Die Bruchlinie wird vorzugsweise dadurch gebildet, daß der Deckel eingestanzt wird, jedoch kann ein geschwächter Bereich in der Deckeloberfläche auch auf andere Weise erzeugt werden, beispielsweise indem die Bruchlinie zusammen mit dem Deckel ausgebildet wird. Das durchstoßbare Teil ist vorzugsweise in der Mitte der Deckeloberseite angeordnet, wenngleich es von unterschiedlicher Größe, Anord­ nung und Form sein kann, je nach Größe und Form des Deckels sowie der ge­ wünschten Größe, Form und Durchflußcharakteristik der bei Entfernung des durchstoßbaren Teils im Deckel gebildeten Öffnung.

Unter "durchstoßbares Teil" ist ein Teil zu verstehen, das im Deckel eine Öffnung bilden kann, wenn auf das Teil beim Einsetzen des Behälters eine Kraft ausgeübt wird. Ein solches Teil kann beispielsweise durch eine geschwächte Bruchlinie, die um seinen Umfang herum oder im Teil gebildet ist, gekennzeichnet sein, so daß es sich teilweise oder vollständig vom Deckel trennt, wenn Kraft darauf ausgeübt wird (wie bei der bevorzugten Ausführungsform), oder es kann sich um ganze Bereiche des Deckels handeln, die geschwächt sind, um ein Durchstoßen zu erleichtern, das Teil zu verformen und eine Öffnung darin zu bilden. Ist der Deckel aus einem durchstoßbaren Material hergestellt, muß das durchstoßbare Teil nicht gesondert durch einen geschwächten Bereich des Deckels umschrieben sein. Ein durchstoß­ bares Teil kann also mit einem scharfen Gegenstand durchstoßen werden oder auch einfach nur mit einem stumpferen Gegenstand vom Deckel getrennt werden, wie beim bevorzugten Behälter vorgesehen.

Das Einsetzen eines Behälters 90 in den Spender 50 wird in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Öffnungen 56 im Spender 50 von Wänden 58, 60, 62 und 63 umschrieben, die einen Behälter in Arbeitsstellung halten. Die Seitenwände 58 und 60 entsprechen weitgehend den Seitenwänden 92 und 94 des Behälters 90. Die Seitenwand 62 entspricht weitgehend dem Umfang des Deckels 100 auf dem Behälter 90, und die Wand 64 trägt im wesentlichen die Oberseite 102 des Deckels 100. Die Abmessungen der Wände 58 bis 64 sind vorzugsweise etwas größer als die entsprechenden Abmessungen des Behälters 90, so daß beim Einsetzen eines Behälters in den Spender sowie bei seiner Entfernung nur minimaler Widerstand geleistet wird.

Ein Stechkegel 70 ragt durch eine Öffnung 65 in der Wand 64 nach oben. Der Kegel 70 beinhaltet vorzugsweise ein weitgehend konisches Durchstoßteil 72, dessen maximaler Durchmesser gleich groß oder kleiner als der Durchmesser des durchstoßbaren Teils 106 ist. Das Teil 72 verjüngt sich zu einer geneigten Kante 73 hin, die einen Kontaktpunkt 75 bildet, um die beim Einsetzen des Behälters aufgewendete Kraft auf einen relativ kleinen Bereich des durchstoßbaren Teils 106 zu konzentrieren, so daß die für die Ortsverschiebung des durchstoßbaren Teils 106 erforderliche Kraft verringert wird. Das Teil 72 weist auch Seiten 74 mit Aus­ sparungen auf, die sich vom konischen Profil des Teils 72 nach innen erstrecken, um Durchtrittswege zu schaffen, durch die gebrauchsfertige Verdünnung aus dem Behälter in den Spender 50 fließen kann. Die Seiten 74 sind vorzugsweise ein Paar weitgehend plane Oberflächen, jedoch können auch Oberflächen in anderer Zahl und mit anderem Profil verwendet werden, um die erforderlichen Durchtrittswege zu bilden. Außerdem kann das Durchstoßteil 72 auch andere Abmessungen und eine andere Form haben.

Das bevorzugte Durchstoßteil 72 ist relativ stumpf, so daß das durchstoßbare Teil 1 06 beim Einsetzen des Behälters aus dem Deckel "herausspringt" und nicht eigentlich verformt oder perforiert wird. Alternativ kann das Durchstoßteil 72 auf Wunsch auch scharfkantig sein, um das Material im Deckel tatsächlich zu ver­ formen oder einzuschneiden und die Öffnung im Deckelmaterial zu bilden.

Zum Einsetzen eines Behälters in den Spender 50 wird der Behälter vorzugsweise über einer der Öffnungen 56 auf den Kopf gestellt (z. B. wie mit dem linken Behälter von Fig. 2 gezeigt). Nachdem der Behälter so ausgerichtet ist, wird er in die Öffnung 56 gedrückt, so daß der Stechkegel 70 mit dem durchstoßbaren Teil 106 des Deckels 100 in Berührung kommt. Wird auf den Behälter weiterhin eine nach unten gerichtete Kraft ausgeübt, wird das durchstoßbare Teil 106 nach oben in den Behälter hinein weggedrückt, wobei das Durchstoßteil 72 des Kegels 70 durch die damit gebildete Öffnung ragt, wie in Fig. 4 gezeigt. Typischerweise bleibt das durchstoßbare Teil 106 an einer Kante hängen (z. B. an der Kante gegenüber von Punkt 75, wie in Fig. 4 gezeigt). Gelegentlich kann das durchstoßbare Teil 106 jedoch auch vollständig vom Deckel 100 abgetrennt werden. Da jedoch das Durchstoßteil in die im Deckel 100 gebildete Öffnung hineinragt, wird verhindert, daß das durchstoßbare Teil 106 die Öffnung stärker blockiert, so daß die ge­ brauchsfertige Verdünnung durch die Öffnung im Deckel und den Raum oder Kanal, der zwischen dem Deckel und dem Durchstoßteil 72 gebildet worden ist, ausfließen kann (hauptsächlich entlang der Oberflächen 74).

Ist ein Behälter eingesetzt, wie in Fig. 4 gezeigt, fließt sein Inhalt in den vom unteren Abschnitt 54 des Spenders 50 gebildeten Sammelbehälter. War der Sammelbehälter leer oder sein Füllstand zumindest wesentlich unter der normalen Betriebsmenge, kann sich der Inhalt des Behälters vollständig in den Sammelbehäl­ ter entleeren. Ist jedoch eine nennenswerte Menge an gebrauchsfertiger Verdün­ nung im Sammelbehälter vorhanden, wenn der Behälter eingesetzt wird, wird die anfangs in den Spender fließende Menge an gebrauchsfertiger Verdünnung durch den Luftdruck automatisch so gesteuert, daß der Füllstand der gebrauchsfertigen Verdünnung im Spender in Höhe der Deckelöffnung bleibt (z. B. in Höhe "A"), so daß ein Teil des Behälterinhalts im Behälter verbleibt. Wie zu erkennen ist, bewirkt das Druckgefälle im Spender 50 aufgrund bekannter Grundsätze der Fluiddynamik, daß der Füllstand im Sammelbehälter auf dieser Höhe bleibt. Wie außerdem zu erkennen ist, fließt Flüssigkeit aus den Behältern 90 in den Spender nach, um den Flüssigkeitsstand im Spender auf dieser Marke zu halten, wenn gebrauchsfertige Verdünnung aus dem Spender 50 in den Sammelbehälter des Kühlturms abgegeben wird. Durch geeignete Gestaltung des Gehäuses und seiner Behälterauflagen kann die im Gehäuse enthaltene Flüssigkeitsmenge zuverlässig gesteuert werden.

Da einer oder beide der Behälter 90 sich mit der Zeit entleeren, können die Behälter einzeln oder zusammen ausgetauscht werden, indem sie entnommen werden und an ihrer Stelle in der oben beschriebenen Weise ein neuer Behälter eingesetzt wird.

Zwar ist die Verwendung des Stechkegels und des durchstoßbaren Teils im Deckel des Behälters 90 die bevorzugte Art und Weise, den Behälter beim Einsetzen automatisch zu öffnen, jedoch wird der Fachmann eine Vielzahl alternativer Mög­ lichkeiten erkennen. Beispielsweise kann das durchstoßbare Teil statt im Deckel in einem anderen Bereich des Behälters vorgesehen sein. Außerdem kann das durch­ stoßbare Teil in geeigneter Weise so gestaltet sein, daß der Behälter nach seiner Herausnahme aus dem Spender wieder verschlossen wird. Ferner kann im Behälter oder im Deckel eine Klappe oder eine sonstige Vorrichtung vorgesehen sein, um den Behälter zu öffnen, ohne ihn zu durchbohren oder eine bleibende Öffnung darin zu bilden und ohne daß der Anwender den Behälter in den Spender hineindrücken muß (z. B. Verwendung einer mechanischen Hebeleinrichtung).

Außerdem ist zu erkennen, daß die in den Behältern untergebrachte gebrauchs­ fertige Verdünnung nicht nur direkt vom Spender abgegeben werden, sondern vor der Abgabe auch weiter verdünnt oder mit anderen Substanzen vermischt werden kann. Es können auch unterschiedliche gebrauchsfertige Verdünnungen in unter­ schiedlichen Behältern vorgesehen sein und im Spender vermischt werden. Der Fachmann wird weitere Abwandlungsmöglichkeiten der bevorzugten Spendersyste­ me erkennen.

Zur Abgabe des konzentrierten Produkts mit dem Spendersystem 40 werden vorzugsweise ein oder mehrere Behälter bereitgestellt, die eine bestimmte Menge an konzentriertem Produkt enthalten. Die Behälter können teilweise mit konzen­ triertem Produkt gefüllt verkauft und verschickt werden, sie müssen jedoch so bemessen sein, daß sie eine geeignete Menge an Verdünnungsmittel aufnehmen können, um die richtige Konzentration der gebrauchsfertigen Verdünnung herzu­ stellen. Dadurch werden Transport und Lagerung erleichtert und die damit ver­ bundenen Gesamtkosten verringert.

Das bevorzugte konzentrierte Produkt für die bevorzugte Anwendung ist das bei Ecolab Inc. erhältliche konzentrierte Produkt Water Care 9575, das in Granulat- oder Pulverform bereitgestellt und mit einem Verdünnungsmittel, beispielsweise Wasser, verdünnt wird, um eine gebrauchsfertige Verdünnung zur Eindämmung von Kalkablagerungen und Korrosion in HKL-Kühleinrichtungen herzustellen. Es können auch andere konzentrierte Produkte verwendet werden, die zusätzlich zu den genannten Aufgaben oder an ihrer Stelle beispielsweise die Aufgabe haben, das Wachstum von Mikroorganismen einzudämmen. Die konzentrierten Produkte können auch in anderer Form verwendet werden, beispielsweise als Flüssigkeiten oder als Feststoffe in Form von Blöcken, Tabletten, Briketts, Pulver, Flocken usw. In anderen Anwendungsbereichen als der Kühlwasserbehandlung können natürlich eine Reihe von Produkten in beliebiger bekannter konzentrierter Form verwendet werden.

Bevorzugte Behälter enthalten vorzugsweise zwischen etwa 3 und 25 lbs (1,3 und 11,4 kg), stärker bevorzugt etwa 3,5 lbs (1,6 kg) Produkt, jedoch ist die Menge je nach Produkt, Behältergröße und gewünschter Konzentration der gebrauchsfertigen Verdünnung unterschiedlich. Das endgültige Gewichtsverhältnis zwischen konzen­ triertem Produkt und Wasser sollte vorzugsweise 1 : 1 betragen (d. h. eine 50prozen­ tige Konzentration), wenngleich die Konzentration natürlich je nach Produkt und für das jeweilige System erforderlicher Konzentration unterschiedlich sein kann.

Um das konzentrierte Produkt mit dem Spendersystem 40 abzugeben, ist in einem ersten Schritt ein Behälter mit einer vorgegebenen Menge von Wasser oder einem sonstigen Verdünnungsmittel zu füllen, um eine gebrauchsfertige Verdünnung in der gewünschten Konzentration zu bilden. Dies geschieht normalerweise dadurch, daß der Deckel des Behälters abgenommen und der Behälter mit der erforderlichen Menge an Wasser oder einem sonstigen Verdünnungsmittel gefüllt wird. Auf der Behälterwand ist vorzugsweise eine Einfüllmarke angebracht (z. B. die in Fig. 5 gezeigte Linie 93), um die für die gewünschte Konzentration erforderliche Menge Verdünnungsmittel anzuzeigen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Einfüllmarke so angebracht, daß ein leerer oder gebrauchter Behälter bis zur Marke gefüllt und so zum Abmessen der Wassermenge verwendet werden kann, die erforderlich ist, um exakt die gewünschte Konzentration herzustellen. Ist der leere oder gebrauchte Behälter mit der richtigen Menge befüllt, wird das Wasser im leeren Behälter in den offenen Behälter gegeben, der das konzentrierte Produkt enthält, um die gewünschte gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden. Alternativ kann auch ein gesonderter Meßbehälter verwendet werden. Außerdem kann die Einfüllmarke die Menge anzeigen, die unmittelbar in den offenen Behälter mit dem konzentrierten Produkt einzufüllen ist, so daß ein gesonderter Behälter nicht erforderlich ist.

Ist Wasser oder ein anderes Verdünnungsmittel in den Behälter eingefüllt, besteht der nächste Schritt darin, den Behälter mit dem Deckel zu verschließen und den Behälter bei Bedarf zu schwenken oder zu schütteln, um durch Verteilung des konzentrierten Produkts im Verdünnungsmittel die gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden (z. B. eine Lösung, eine Suspension, eine Emulsion usw.). Bei dem bevorzug­ ten konzentrierten Produkt wird der Behälter weniger als zwei Minuten geschüttelt, um das gesamte Produkt im Verdünnungsmittel zu lösen und eine homogene Lösung zu bilden.

Bei einigen Produkten, insbesondere bei höherer Konzentration, kann es vorteilhaft sein, das Verdünnungsmittel in zwei weiteren Schritten zuzugeben und jeweils einen Teil des Verdünnungsmittel in den Behälter zu geben, diesen zu verschließen und zu schütteln, bis das gesamte Verdünnungsmittel in den Behälter eingefüllt ist, um die gewünschte Endkonzentration zu erzielen. Insbesondere bei höheren Konzentrationen kann es schwierig sein, das gesamte Verdünnungsmittel auf einmal einzufüllen und so die gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden.

Sobald das konzentrierte Produkt im Behälter rekonstituiert und verdünnt ist, um eine gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden, wird der verschlossene Behälter in den Spender 50 eingesetzt, indem er auf den Kopf gestellt und in eine der Öffnungen 56 eingesetzt wird. Indem auf den Behälter ein nach unten gerichteter Druck ausgeübt wird, "katapultiert" der Stechkegel 70 das durchstoßbare Teil 106 aus dem Deckel 100, um eine Öffnung zu bilden, so daß der Inhalt des Behälters in den Spender 50 fließen kann. Das Öffnen des Behälters geschieht sozusagen "automatisch", weil es allein dadurch erfolgt, daß der Behälter in den Spender eingesetzt und in seine Einsatzposition gedrückt wird. Es sind keine gesonderten Schritte des Anwenders erforderlich, und der Behälter bleibt geschlossen, bis er in seine Einsatzposition gebracht wird. Der Anwender kommt nur für minimale Zeit mit der gebrauchsfertigen Verdünnung in Berührung, weil der Behälter bis zum Einsetzen geschlossen bleibt.

Beim ersten Einrichten des Spendersystems 40 werden vorzugsweise zwei Behälter in den Spender eingesetzt, um den Sammelbehälter in etwa bis zum normalen Betriebsstand zu füllen. Die ersten beiden Behälter können herausgenommen und durch zwei weitere Behälter ersetzt werden, um dem Sammelbehälter zusätzliche gebrauchsfertige Verdünnung zuzuführen und bei der Abgabe der gebrauchsfertigen Lösung einen konstanten Flüssigkeitsspiegel aufrechtzuerhalten. Wie vorstehend beschrieben, hält der Luftdruck im Spender den Flüssigkeitsspiegel im Sammelbe­ hälter in etwa auf Höhe "A". Anschließend können die Behälter je nach Bedarf einzeln oder zusammen ausgetauscht werden, was normalerweise dann geschieht, wenn ein oder beide Behälter leer sind. Vergißt der Anwender, die Behälter zu kontrollieren und auszutauschen, steht im Sammelbehälter immer noch eine bestimmte Menge gebrauchsfertiger Verdünnung zur Verfügung, die für einige Zeit reicht, bis der Vorrat erschöpft ist.

Claims (27)

1. Spendersystem (40), gekennzeichnet durch

• a) einen Behälter (90), der eine bestimmte Menge eines konzentrierten Produkts enthält und so bemessen ist, daß zu dem konzentrierten Produkt zum Herstellen einer gebrauchsfertigen Verdünnung eine bestimmte Menge Verdünnungsmittel hinzugegeben werden kann, und
• b) einen Spender (50) mit

b1. einer Öffnungsvorrichtung (70, 72) zum automatischen Bilden einer Öffnung im Behälter (90), wenn dieser in den Spender (50) eingesetzt wird, und
b2. einer Abgabevorrichtung (80) zur Abgabe der gebrauchs­ fertigen Verdünnung an einem Verbrauchsort aus dem Behälter (90).

2. Spendersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konzentrierte Produkt ein Zusatzmittel zur Behandlung von Kühlwasser in einer Kühleinrichtung für eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage (HLK) ist.

3. Spendersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtung eine Dosierpumpe (80) aufweist.

4. Spendersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung im Behälter (90) durch ein durchstoßbares Teil (106) vorgegeben ist und die Öffnungsvorrichtung ein Durchstoßteil (72) aufweist, mit dem das durchstoßbare Teil (106) des Behälters (90) aus seiner Position gebracht wird, um eine Öffnung zu bilden, wenn der Behälter (90) in seine Einsatzstellung im Spender (50) gebracht wird.

5. Spendersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spender (50) ein Gehäuse aufweist, das einen Sammelbehälter bildet, der eine bestimmte Menge gebrauchsfertige Verdünnung aufnimmt, wobei das Gehäuse eine Öffnung (56) aufweist, in der der Behälter (90) in umgedrehter Position gehalten wird.

6. Spendersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchstoßteil (72) auf einem Kegel (70) angeordnet ist, der im Sammelbe­ hälter unmittelbar unterhalb der Öffnung (56) im Behälter (90) nach oben ragt.

7. Spendersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durchstoßbare Teil (106) auf einem Deckel (100) angeordnet ist, der entfernbar mit dem Behälter (90) verbunden ist, wodurch der Behälter (90) vor dem Einsetzen in den Spender (50) mit Verdünnungsmittel gefüllt werden kann.

8. Spendersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchstoßteil (72) im wesentlichen konisch ist und zumindest teilweise in die Öffnung (56) im Behälter (90) hineinragt, wenn der Behälter (90) sich in Arbeitsstellung befindet.

9. Spendersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchstoßteil (72) zumindest eine Oberflächenaussparung aufweist, die durch die Öffnung (56) im Behälter (90) hindurch einen Kanal bildet.

10. Spendersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruck im Spender (50) den Füllstand der im Sammelbehälter unterge­ brachten gebrauchsfertigen Verdünnung in der Nähe der Öffnung (56) des Behälters (90) hält, wodurch ein Teil der gebrauchsfertigen Verdünnung im Behälter (90) in Arbeitsstellung verbleibt, wenn der Sammelbehälter voll ist.

11. Spendersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine zweite Öffnung (56) zur Aufnahme eines zweiten Behälters (90) mit gebrauchsfertiger Verdünnung aufweist.

12. Verfahren zur Abgabe eines konzentrierten Produkts, das im Innenhohlraum eines Behälters (90) untergebracht ist, gekennzeichnet durch die Schritte

• a) Einfüllen eines Verdünnungsmittels in den Innenhohlraum des Behälters (99), um das konzentrierte Produkt zu verdünnen, und
• b) Einsetzen des Behälters (90) in einen Spender (50), der eine Öffnungsvorrichtung (70, 72) aufweist, um in dem Behälter (90) automatisch eine Öffnung zu bilden, wenn dieser in den Spender (50) eingesetzt wird, so daß eine Fluidverbindung zwischen dem Innen­ hohlraum des Behälters (90) und dem Spender (50) geschaffen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, daß der Behälter (90) vor dem Einsetzen geschüttelt wird, um das konzen­ trierte Produkt mit dem Verdünnungsmittel im Behälter (90) zu vermischen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Teilmengen des Verdünnungsmittels schrittweise mit dem konzentrierten Produkt vermischt werden und die Schritte des Einfüllens und des Schüttelns mit jeder Teilmenge des Verdünnungsmittels ausgeführt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte, daß ein Deckel (100) am Behälter (90) geöffnet wird, bevor der Behälter (90) gefüllt wird, und daß der Behälter (90) mit dem Deckel (100) ge­ schlossen wird, bevor der Behälter (90) geschüttelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsvor­ richtung ein Durchstoßteil (72) aufweist, das in einem Gehäuse des Spenders (50) angeordnet ist, daß der Deckel (100) des Behälters (90) ein durchstoßbares Teil (106) aufweist und daß das Einsetzen die Schritte beinhaltet, daß der Behälter (90) umgedreht wird, so daß der Deckel (100) nach unten zeigt, und der Behälter (90) in eine Arbeitsstellung in den Spender (50) gedrückt wird, so daß das Durchstoßteil (72) das durchstoß­ bare Teil (106) aus seiner Position im Deckel (100) bringt, um die Öffnung im Behälter (90) zu bilden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte, daß ein Teil der gebrauchsfertigen Verdünnung aus dem Behälter (90) in ein Gehäuse des Spenders (50) gebracht wird und daß die gebrauchsfertige Verdünnung aus dem Gehäuse mittels einer Pumpe (80) an einem Ver­ brauchsort abgegeben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, daß der Füllstand der gebrauchsfertigen Verdünnung im Gehäuse in der Nähe der Öffnung (56) im Behälter (90) gehalten wird.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das konzen­ trierte Produkt ein körniges Pulver ist.

20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das konzen­ trierte Produkt ein Zusatzmittel zur Behandlung von Kühlwasser für ein Kühlsystem einer Heizungs-, Lüftungs-, Klimaanlage (HLK) ist.

21. Behälter (90), gekennzeichnet durch

• a) einen Hauptteil (91) mit Innenhohlraum, der von außen durch eine Öffnung zugänglich ist, und
• b) einen Deckel (100), der abnehmbar mit dem Hauptteil (91) ver­ bunden ist, um die Öffnung selektiv zu verschließen, wobei der Deckel (100) ein durchstoßbares Teil (106) aufweist, das den Zugang zum Innenhohlraum des Hauptteils (91) von außen er­ möglicht, wenn es durchstoßen wird, wodurch der Deckel (100) vor dem Durchstoßen des durchstoßbaren Teils (106) abgenommen werden kann, um den Zugang zum Innenhohlraum des Hauptteils (91) von außen zu ermöglichen.

22. Behälter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das durchstoß­ bare Teil (106) in Form einer geschwächten Bruchlinie (104) im Deckel (100) vorliegt.

23. Behälter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchlinie (104) mit einer Stanze gebildet ist.

24. Behälter nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (90) eine bestimmte Menge an konzentriertem Produkt enthält und so bemessen ist, daß zu dem konzentrierten Produkt eine bestimmte Menge Verdünnungs­ mittel hinzugegeben werden kann, um eine gebrauchsfertige Verdünnung zu bilden.

25. Behälter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil (91) eine Einfüllmarke (93) aufweist, bis zu der Verdünnungsmittel eingefüllt werden sollte, um mit der im Behälter (90) enthaltenen Menge an konzen­ triertem Produkt eine gebrauchsfertige Verdünnung mit einer gewünschten Konzentration zu bilden.

26. Behälter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das konzentrierte Produkt ein Zusatzmittel zur Behandlung von Kühlwasser für ein Kühlsystem einer Heizungs-, Lüftungs-, Klimaanlage (HLK) ist.