Beschreibung :

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gepulsten Flüssig- keitsabgabe mit einer Zuführleitung, mit einer Abgabeeinheit und mit einer Fördervorrichtung, wobei die Abgabeeinheit eine formsteife Lanze mit einem Ausgaberohr aufweist, sowie die Verwendung dieser Vorrichtung zur gepulsten Flüssigkeitsab- gabe .

Aus der DE 20018 682 Ul ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein körniger Grundstoff mittels eines von einer Pumpe ge- förderten Flüssigkeitsstroms aufgeschlämmt wird. Dieses Mate- rial wird in mehreren Teilstrahlen in den Magen eines Nutztie- res gefördert. Das Fördern eines vorgegebenen Volumens ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich. Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge zu fördern, ohne den Bedie- ner abzulenken.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru- ches gelöst. Dazu ist die Zuführleitung mit einer Eingangs- seite der Fördervorrichtung verbunden. Ein Ausgangsanschluss der Fördervorrichtung ist mit der Ausgabeeinheit verbunden. Die Abgabeeinheit umfasst ein Griffteil und ein manuell betä- tigbares Freigabeventil. Die Fördervorrichtung ist eine Memb- ranpumpe, sodass nach dem Öffnen des Freigabeventils die An- zahl der Pumpentakte mit dem Volumen der abgegebenen Flüssig- keit korreliert.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird die Membranpumpe mit einer Energiequelle oder mit einem Energiespeicher verbunden. Bei laufender Membranpumpe wird das Freigabeventil geöffnet. Die- ses Freigabeventil wird nach Vollendung einer vorgegebenen An- zahl von Pumpentakten der Membranpumpe geschlossen.

Das Fördern einer Flüssigkeit erfolgt mittels einer Membran- pumpe. Diese Membranpumpe ist eine Verdrängerpumpe, deren För- derstrom erst mit dem Öffnen eines Freigabeventils einsetzt. Der Förderstrom ist gepulst ausgebildet, sodass die Ausgabe des Flüssigkeitsvolumens aus der Abgabeeinheit in einzelnen Stößen gleichen Volumens erfolgt. Zum Erreichen eines vorgege- benen Volumens der Flüssigkeit wird nach einer entsprechenden Anzahl von Impulsen das Freigabeventil manuell oder automa- tisch gesperrt. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar- gestellter Ausführungsformen.

Figur 1: Vorrichtung zur gepulsten Flüssigkeitsabgabe.

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung (10) zur druckarmen Abgabe eines geringen Volumens einer Flüssigkeit. Derartige Vorrich- tungen (10) werden eingesetzt, um eine definierte Mengen an Flüssigkeit zu übertragen. Hierbei dient die Vorrichtung (10) beispielsweise dazu, Nutztieren Flüssigkeit zuzuführen oder Nutztieren Flüssigkeit zu entnehmen.

Die in der Figur 1 dargestellte Vorrichtung (10) umfasst einen Transportwagen (11). Dieser Transportwagen (11) ist im Ausfüh- rungsbeispiel eine Sackkarre (11). Diese Sackkarre (11) hat zwei Laufräder (12), die beispielsweise tangential zu einer Bodenaufstellplatte (13) angeordnet sind. Zwischen der Boden- aufstellplatte (13) und den Rädern (12) ragt ein Griffge- stänge (14) heraus. Am oberen Ende des Griffgestänges (14) sind zwei in Richtung der Laufräder (12) orientierte Griffstü- cke (15) angeordnet. Der Transportwagen (11) kann auch als drei- oder vierrädriger Wagen ausgebildet sein. Beispielsweise kann er eine Kupplung zum Anhängen an ein angetriebenes Fahr- zeug aufweisen.

Oberhalb der Bodenaufstellplatte (13) ist auf der Vorder- seite (16) der Sackkarre (11) eine Tragplatte (17) am Griffge- stänge (14) angeordnet. Diese Tragplatte (17) liegt parallel zur Bodenaufstellplatte (13). Beispielsweise ist sie halb so groß wie die Bodenaufstellplatte (13) ausgebildet. Auf der Rückseite (18) des Griffgestänges (14) ist oberhalb der Laufräder (12) eine Pumpenplatte (19) befestigt. Bei- spielsweise beträgt am Griffgestänge (14) die Höhendifferenz der Pumpenplatte (19) zur Bodenaufstellplatte (13) die Hälfte der Höhendifferenz der Tragplatte (17) zur Bodenaufstell- platte (13).

Auf der Tragplatte (17) steht ein Tankbehälter (21). Dieser Tankbehälter (21) ist an der Tragplatte (17) und/oder am Griffgestänge (14) verliersicher befestigt. Der Tankbehäl- ter (21) ist im Ausführungsbeispiel ein z.B. transparenter Ka- nister (21). Er hat einen obenliegenden Verschluss (22). Au- ßerdem hat der Tankbehälter (21) in diesem Ausführungsbeispiel eine obenliegende Entnahmeöffnung (23). Die Entnahmeöff- nung (23) kann auch im unteren Bereich oder am Boden des Tank- behälters (21) angeordnet sein. An der Oberseite des Tankbe- hälters (21) kann außerdem eine Belüftungsöffnung vorgesehen sein. Diese kann zum Schutz gegen Verschmutzungen mittels ei- nes Filters abgedeckt sein. Beispielsweise kann diese Entlüf- tungsöffnung in den Verschluss (22) integriert sein.

Auf der Bodenaufstellplatte (13) steht im Ausführungsbeispiel ein Energiespeicher (31) in der Bauform eines Druckluftspei- chers (31). Der Druckluftspeicher (31) ist an der Sack- karre (11) z.B. mittels Spannbändern befestigt. Der Druckluft- speicher (31) ist z.B. ein Druckluftkessel mit einem Volumen von 80 Litern und einem Nenndruck von 12,5 bar. Er ist bei- spielsweise aus einem austenitischem Stahl hergestellt. Der Durchmesser des Druckluftspeichers (31) beträgt z.B. 400 Mil- limeter. Seine in der Querrichtung der Sackkarre (11) orien- tierte Länge beträgt beispielsweise 750 Millimeter. Der Druck- luftspeicher (31) hat beispielsweise zwei Gewindean- schlüsse (32). Beide Gewindeanschlüsse (32) sind speichersei- tig mit Innengewinden M 22 x 1,5 ausgebildet. Zusätzlich hat der Druckluftspeicher (31) einen untenliegenden Entwässerungs- anschluss .

Eingangsseitig hat der Druckluftspeicher (31) beispielsweise einen Absperrhahn (33) und eine Sehne11kupplung (34). An diese Sehne11kupplung (34) kann zum Füllen des Druckluftspei- chers (31) eine Druckluftleitung (35) angeschlossen werden. Damit kann der Druckluftspeicher (31) aus einem Druckluftnetz gespeist werden. Dieses stellt beispielsweise einen Druck von 10 bar zur Verfügung. Gegebenenfalls kann diese Speiselei- tung (35) nach dem Füllen des Druckluftspeichers (31) ange- schlossen bleiben. Der Druckluftspeicher (31) arbeitet dann im Pufferbetrieb. Anstatt mit Druckluft kann der Druckluftspei- cher (31) auch mit Stickstoff oder einem anderen Gas betrieben werden. Auch ist es denkbar, am Druckluftspeicher (31) einen z.B. elektrisch betriebenen Kompressor zur Erhöhung des Innen- drucks des Druckluftspeichers (31) anzuordnen.

Der Energiespeicher (31) kann - je nach Aufbau der Vorrich- tung (10) - auch ein elektrischer Energiespeicher sein. Bei- spielsweise ist er dann als Batterie oder als Akkumulator aus- gebildet. Die Vorrichtung (10) kann jedoch auch an eine z.B. pneumatische oder elektrische Energiequelle anschließbar sein. In diesem Fall kann gegebenenfalls der Energiespeicher (31) entfallen .

Auf der Pumpenplatte (19) steht eine Fördervorrichtung (41). Die Fördervorrichtung (41) ist eine Verdrängerpumpe in der Bauform einer Membranpumpe (41). Sie hat beispielsweise vier Fußplatten (42), die mit der Pumpenplatte (19) verschraubt sind. Die Membranpumpe (41) hat mindestens einen Antriebsraum und mindestens eine mittels einer Membran vom Antriebsraum ge- trennte Medienförderkammer. Die jeweilige Medienförderkammer ist gegen ein Rückströmen z.B. mittels einlaufseitiger und auslaufseitiger Rückschlagventile gesichert. Beim Betrieb der Membranpumpe (41) wird z.B. durch eine Druckbeaufschlagung des Antriebsraums die Membran verdrängt, wobei die Medienförder- kammer komprimiert wird. Hierbei wird das zu fördernde Medium aus der Medienförderkammer herausgepresst. Bei einer nachfol- genden Verringerung des Drucks im Antriebsraum wird die Memb- ran in die Gegenrichtung verschoben, wobei die Medienförder- kammer zum Ansaugen des zu fördernden Mediums expandiert wird.

Die in der Figur 1 dargestellte Membranpumpe (41) ist als Dop- pel-Membranpumpe (41) ausgebildet. Diese Doppel-Membran- pumpe (41) hat zwei Arbeitsräume und zwei Medienförderkammern. Die beiden Membranen sind z.B. miteinander gekoppelt. Sie kön- nen auch einzeln angetrieben sein. Beispielsweise steuert ein Umsteuerventil die Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume, so- dass diese alternativ mit dem Antriebsmedium, z.B. Druckluft, beaufschlagt werden. Die Medienförderung erfolgt dann alterna- tiv mittels der ersten Medienförderkammer und der zweiten Me- dienförderkammer. Ein kompletter Hubzyklus der Doppelmembran- pumpe umfasst damit einen Doppelhub. Das bei einem Doppelhub geförderte Flüssigkeitsvolumen beträgt beispielsweise 75 Mil- liliter .

Bei einem elektrischen Antrieb der Membranpumpe (41) wird bei- spielsweise jeweils ein Kolben zum Antrieb einer Membran ein- gesetzt. Die Vorgänge in der jeweiligen Medienförderkammer er- folgen, wie oben beschrieben.

Die in der Figur 1 dargestellte Membranpumpe (41) hat z.B. eine Standfläche von 180 Millimetern mal 200 Millimetern. Ihre Bauhöhe beträgt beispielsweise 250 Millimeter. Die Membran- pumpe (41) hat im Ausführungsbeispiel eine Masse von 3,5 Kilo- gramm. Der Druckluftanschluss (43) ist beispielsweise als 1/2- Zoll-Anschluss ausgebildet. Der Eingangsanschluss (44) und der Ausgangsanschluss (45) des zu fördernden Mediums haben bei- spielsweise den gleichen Durchmesser. Die maximale Ansaughöhe der Membranpumpe (41) beträgt beispielsweise 2,5 Meter. Das Gehäuse (46) der Membranpumpe (41) ist aus Aluminium herge- stellt. Die Membranen und die Sitze der Rückschlagventile be- stehen im Ausführungsbeispiel aus Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Die Kugeln der Rückschlagventile sind z.B. aus Polytet- raflourethylen (PTFE) hergestellt.

Der Tankbehälter (21) ist im Ausführungsbeispiel mit einer Propylenglykollösung, z.B. 1,2 Propandiol, befüllt. Diese Lö- sung kann beispielsweise als Nahrungsergänzungsmittel einge- setzt werden. Auch eine Befüllung des Tankbehälters (21) mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit ist denkbar. In der Ent- nahmeöffnung (23) des Tankbehälters (21) steckt in der Dar- stellung der Figur 1 ein Ansaugrohr (51). Dieses Ansaug- rohr (51) ragt in die Lösung hinein. Am Ansaugrohr (51) ist eine Ansaugleitung (52) angeschlossen, die in den Eingangsan- schluss (44) der Membranpumpe (41) mündet. Diese Ansauglei- tung (52) ist eine Zuführleitung (52) der Membranpumpe (41).

Der Druckluftspeicher (31) ist mittels einer Druckleitung (61) mit dem Druckluftanschluss (43) der Membranpumpe (41) verbun- den. In dieser Druckleitung (61) ist ein Steuerglied (62) der Membranpumpe (41) angeordnet. Deses Steuerglied (62) ist ein einstellbares Druckminderventil (62). Beispielsweise wird mit- tels des Druckminderventils (62) der Ausgangsdruck des Druck- luftspeichers (31) auf einen Druck zwischen 0,5 bar und 1 bar reduziert. Das Druckminderventil (62) ist im Ausführungsbei- spiel mit einem integrierten Absperrventil (64) ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, ein vom Druckminderventil (62) ge- trenntes Absperrventil (64) in der Druckleitung (61) einzuset- zen. Dieses Absperrventil (64) kann in Strömungsrichtung (63) vor oder hinter dem Druckminderventil (62) eingesetzt werden. Das Absperrventil (64) hat dann eine offene und eine geschlos- sene Ruhestellung. Beispielsweise ist es als 2/2-Wegwventil mit Handbetätigung ausgebildet.

Am Ausgangsanschluss (45) der Membranpumpe (41) ist eine Abga- beeinheit (71) angeschlossen. Die Abgabeeinheit (71) umfasst einen Schlauch (72), ein Griffteil (73) und eine Lanze (74). Der Schlauch (72) hat im Ausführungsbeispiel eine Länge von drei Metern. Dieser Schlauch (72) kann auch länger oder kürzer ausgebildet sein. Der Schlauch (72) endet im Griffteil (73). Dieses Griffteil (73) hat ein z.B. integriertes, manuell betä- tigbares Freigabeventil (75). Beispielsweise kann das Frei- gabeventil (75) mittels der das Griffteil (73) haltenden Hand des Bedieners geschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel ist das Freigabeventil (75) ein manuell betätigbares 2/2-Wegeven- til mit Federrückstellung in die sperrende Stellung. Beim Los- lassen des Freigabeventils (75) wird damit der Medienstrom un- terbrochen und blockiert.

Das Freigabeventil (75) kann auch einen Impulszähler aufwei- sen, der nach einer vorgegebenen, z.B. einstellbaren Anzahl von Druckstößen der Membranpumpe (41) das Freigabeventil (75) sperrt. Auch der Einsatz eines Zeitgliedes ist denkbar. Beim Einsatz eines Impulszählers kann dieser einen Beschleunigungs- sensor umfassen, der mit einem Zählwerk verbunden ist. Beim manuellen Betätigen des z.B. tasterartigen Freigabeven- tils (75) wird der Mediendurchlauf freigeschaltet. Hierbei kann beispielsweise ein mit dem Zählwerk gekoppelter Strom- kreis eingeschaltet werden, der einen am Freigabeventil ange- ordneten Elektromagneten bestromt. Das Freigabeventil (75) wird mittels des Elektromagneten solange in der geöffneten Stellung gehalten, bis der Stromkreis mittels des Zählwerks o- der aufgrund des Zeitglieds abgeschaltet wird. Das Freigabe- ventil (75) wird dann wieder federbelastet geschlossen. Das Freigabeventil (75) kann auch in der geöffneten Stellung mechanisch verrastet werden, bis die Raste aufgrund eines Sig- nals des Zählwerks oder des Zeitablaufs geöffnet wird. Auch in diesem Fall wird das Freigabeventil (75) beispielsweise nach Wegfall des Betriebssignals des Zählwerks oder des Zeitglieds z.B. federbelastet in die geschlossene Stellung umgestellt.

Die Freigabe einer mechanischen Verrastung des Freigabeven- tils (75) in der Durchflussstellung kann auch mechanisch er- folgen. So können z.B. beim Betätigen des Freigabeventils (75) nacheinander ratschenartig vier Einzelrasten betätigt werden. Jeder Impuls der Membranpumpe (41) gibt dann eine Raste frei, bis nach der Freigabe aller Rasten das Freigabeventil (75) in die geschlossene Ausgangsstellung übergeht.

Am Griffteil (73) ist eine z.B. austauschbare Lanze (74) be- festigt. Die Lanze (74) ist rohrförmig ausgebildet und hat über ihre Länge einen zumindest annähernd konstanten Quer- schnitt. Beispielsweise entspricht der Querschnitt des offenen Auslaufrohrs (76) der Lanze (74) diesem Querschnitt. In dem an das Griffteil (73) angrenzenden Bereich ist die Lanze (74) ge- bogen ausgebildet. Die Lanze (74) ist beispielsweise aus einem armierten Werkstoff, z.B. einem armierten Kunststoff, herge- stellt. Auch der Einsatz einer Lanze (74) aus einem z.B. aus- tenitischen Stahl ist denkbar.

Um den Einsatz der Vorrichtung (10) vorzubereiten, wird zum Füllen des Druckluftbehälters (31) eine Druckluftleitung (35) an den Druckluftbehälter (31) angeschlossen. Nach Beendigung des Füllvorgangs kann die Druckluftleitung (35) nach dem Sper- ren des Absperrhahns (33) vom Druckluftspeicher (31) getrennt werden. Der Tankbehälter (21) wird beispielsweise mit der oben genannten Lösung befüllt. Der Bediener kann nun die Vorrich- tung (10) mittels der Sackkarre (11) z.B. auf eine Weide oder zu einer Stallposition verfahren.

Hier wird das Absperrventil (64) des Druckminderventils (62) geöffnet. Der Druck am Druckminderventil (62) kann z.B. auf den oben genannten Druck eingestellt werden. Beispielsweise ist die obengenannte Flüssigkeit im kalten Zustand zähflüssi- ger als im warmen Zustand, sodass das Druckminderventil (62) bei warmer Flüssigkeit auf einen niedrigeren Druck eingestellt werden kann als bei kalter Flüssigkeit. Gegebenenfalls kann die Anpassung des Drucks an die Temperatur und/oder an die mo- mentane Viskosität der Flüssigkeit und/oder an die Außentempe- ratur automatisiert erfolgen. Mit der Druckbeaufschlagung startet die Membranpumpe (41). In der Membranpumpe (41) wird die Druckluft zwischen den Druckkammern hin und her bewegt. Da das Freigabeventil (75) jedoch zunächst geschlossen ist, kann die Membranpumpe (41) nicht fördern.

Beispielsweise bei einer Kuh kann aufgrund einer verminderten Flüssigkeitsaufnahme im Zeitraum der Kalbung die Energiever- sorgung beeinträchtigt sein. Der Bediener fährt die Sack- karre (11) mit der Vorrichtung (10) beispielsweise zu einer derartigen Kuh. Hier führt er die Lanze (74) oral ein. Hierbei wird die Vorrichtung (10) nicht betätigt. Der Bediener kann sich damit vollständig auf seine Arbeit am Tier konzentrieren. Nach dem Einführen der Lanze (74) betätigt der Bediener das Freigabeventil (75). Die Abgabeeinheit (71) wird freigegeben. Die Membranpumpe (41) fördert nun die Flüssigkeit aus dem Tankbehälter (21) in der Förderrichtung (47) in die Abgabeein- heit (71). Hierbei wird die Flüssigkeit von der Membran- pumpe (41) stoßweise in die Lanze (74) gefördert. Der Förder- druck der geförderten Flüssigkeit entspricht dem am Druckmin- derventil (62) eingestellten Druck des Arbeitsmediums. Aus der Lanze (74) fließt die Flüssigkeit mit geringem Druck in den Pansen der Kuh. Bei jedem Doppeltakt der Membranpumpe (41) wird beispielsweise das obengenannte Flüssigkeitsvolumen aus- gebracht. Der Bediener kann weiterhin das Tier beruhigen. Die Kuh wird nicht durch Bewegungen des Bedieners verunsichert. Beispielsweise nach vier Doppeltakten der Membranpumpe (41) lässt der Bediener das Freigabeventil (75) los. Das Freigabe- ventil (75) springt z.B. federbelastet in seine geschlossene Ausgangsstellung zurück. Bei einer Vorrichtung (10) mit einem Impulszähler wird das Freigabeventil (75) beispielsweise auto- matisch nach einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen nach der manuellen Freigabe gesperrt. Bei einem Freigabeventil (75) mit einem Zeitglied erfolgt die Ventilsperrung nach dem Ablauf ei- nes Zeitintervalls, das einer vorgegebenen Anzahl von Pumpen- takten entspricht. Der Förderstrom wird unterbrochen. Die Kuh hat jetzt beispielsweise das vorgesehene Flüssigkeitsvolumen erhalten .

Nach dem Unterbrechen des Förderstroms der Flüssigkeit ist es nicht erforderlich, die Membranpumpe (41) abzustellen. Der Aufbau der Membranpumpe (41) verhindert eine Beschädigung der Membranpumpe (41) bei blockiertem Medienförderstrom. Der Be- diener kann weiterhin beim Tier verbleiben. Nun kann der Be- diener die Lanze (74) wieder entfernen und die Vorrich- tung (10) mittels der Sackkarre (11) zu einer nächsten Kuh verfahren. Nach Beendigung der Tätigkeit sperrt der Bediener das Absperrventil (64) am Druckminderventil (62). Die Membran- pumpe (41) bleibt sofort stehen. Der Einsatz einer elektrisch betriebenen Membranpumpe (41) verläuft analog.

Die Vorrichtung (10) kann auch eingesetzt werden, um z.B. aus dem Pansen einer Kuh Flüssigkeit zu entnehmen. Hierbei wird an die Zuführleitung (52) anstatt des Tankbehälters (21) eine rohrförmige Ansauglanze angeschlossen. An dieser kann bei- spielsweise eine Pansenentnahmesonde angeschlossen sein. Die Abgabeeinheit (71) kann beispielsweise eine kurz ausgebildete Lanze (74) aufweisen. Das Griffteil (73) und das Freigabeven- til (75) sind beispielsweise so ausgebildet, wie oben be- schrieben. Das Freigabeventil (75) kann auch als vom Griff- teil (73) beabstandeter Absperrhahn ausgebildet sein. Auch in diesem Fall korreliert die Anzahl der hörbaren Pumpentakte der Membranpumpe (41) mit dem Volumen der entnommenen Flüssigkeit. Der Bediener kann sich damit während der Arbeit gut auf die Kuh konzentrieren.

Die Vorrichtung (10) kann auch angewandt werden, um Flüssig- keit zur Anmischung begrenzter Mengen von Mörtel, Beton, Gips, etc. bereitzustellen. Hierbei wird beispielsweise der Tankbe- hälter (21) mit Wasser befüllt. Die mittels der Sackkarre (11) verfahrbare Vorrichtung (10) ist auch außerhalb von Fahrwegen einsetzbar. Beim Betrieb wird das Wasser mittels der Membran- pumpe (41) und der Abgabeeinheit (71) z.B. dem Trockenmörtel zugeführt. Die Dosierung erfolgt beispielsweise, wie oben be- schrieben. Auch andere Einsatzmöglichkeiten sind denkbar.

Die einzelnen genannten Ausführungsbeispiele können auch mit- einander kombiniert werden.

Bezugszeichenliste :

10 Vorrichtung

11 Transportwagen, Sackkarre

12 Laufräder

13 Bodenaufstellplatte

14 Griffgestänge

15 Griffstücke

16 Vorderseite von (11)

17 Tragplatte

18 Rückseite

19 Pumpenplatte

21 Tankbehälter, Kanister

22 Verschluss

23 Entnahmeöffnung

31 Energiespeicher, Druckluftspeicher, Druckluftbehälter

32 Gewindeanschlüsse

33 Absperrhahn

34 Schnellkupplung

35 Druckluftleitung

41 Fördervorrichtung, Membranpumpe, Doppel-Membranpumpe

42 Fußplatten

43 Druckluftanschluss

44 Eingangsanschluss

45 Ausgangsanschluss

46 Gehäuse

47 Förderrichtung

51 Ansaugrohr

52 Ansaugleitung, Zuführleitung 61 Druckleitung

62 Druckminderventil, Steuerglied

63 Strömungsrichtung 64 Absperrventil

71 Abgabeeinheit, Ausgabeeinheit

72 Schlauch

73 Griffteil 74 Lanze

75 Freigabeventil

76 Auslauf von (74), Auslaufrohr