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Dokumentenidentifikation DE69728129T4 18.08.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000855206
Titel Entlüftungsvorrichtung und -verfahren für visköse oder dickflüssige Substanzen
Anmelder Hormec Technic S.A., Nidau, CH
Erfinder Reich, Leon, 2560 Nidau, CH
Vertreter Dr. Forstmeyer und Kollegen, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69728129
Vertragsstaaten CH, DE, FR, LI
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 22.01.1997
EP-Aktenzeichen 978100329
EP-Offenlegungsdatum 29.07.1998
EP date of grant 17.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.08.2005
IPC-Hauptklasse B01D 19/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entgasungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Entgasen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 20. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Entgasungsvorrichtung zum Entgasen von Fett, von Schmiermitteln oder beliebigen anderen viskosen oder dickflüssigen Substanzen.

Insbesondere auf dem Gebiet der Elektronik und der Mikrotechnik ist es oft erforderlich, Schmiermittel aufzubringen, zuweilen in sehr kleinen Mengen, jedoch perfekt dosiert. Ein Schmiermittel, insbesondere Fett, welches Blasen oder Einschlüsse von Luft oder einem anderen Gas enthält, ist schwierig zu dosieren und zu verteilen und muss demgemäss entgast werden. Im Stand der Technik sind mehrere Entgasungstechniken für Schmiermittel bekannt. Gemäss einer ersten Arbeitsweise wird das Entgasen in einem geschlossenen System ausgeführt, d. h. chargenweise. Die Behälter mit Fett werden nacheinander entgast, beispielsweise mittels eines besonderen Rührers, der das Fett derart umwälzt, dass die Blasen entfernt werden können. Diese Arbeitsweise ist langsam und in den Fabrikationsstrassen wenig wirksam zu verwirklichen, da sie wiederholte Eingriffe einer Bedienungsperson erfordert, um die Fettbehälter zu wechseln.

Es sind weiterhin Verfahren zum Entgasen von Schmiermitteln im kontinuierlichen Betrieb bekannt. Das Patentdokument DE 39 21 482 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung, bei der die zu entgasende Substanz in eine Entgasungskammer durch mehrere kreisförmige Öffnungen eingeleitet wird, die in den Seitenwänden der Kammer verteilt sind. Eine Vorrichtung erlaubt die Evakuierung der Luft in der Entgasungskammer. Die Einsatzöffnungen gestatten eine Laminierung der zu entgasenden Substanz und demnach eine beträchtliche Erhöhung der wirksamen Oberfläche. Die in der Substanz eingeschlossenen Luftblasen treten aus der Substanz aus und füllen das Vakuum in der Entgasungskammer. Ein Kolben ist vorgesehen, der dazu dient, die entgaste Substanz zu komprimieren und sie periodisch aus der Entgasungskammer auszutragen.

Die zu entgasende Substanz, die unter Atmosphärendruck steht, tritt in die Entgasungskammer ein. Der Druckunterschied &Dgr;p zwischen der Substanz und dem Inneren der Entgasungskammer beträgt demgemäss ungefähr eine Atmosphäre. Wenn das zu entgasende Schmiermittel sehr viskos ist, besitzt es eine hohe Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen Schmiermittel und Vakuum, und die Luftblasen im Schmiermittel können nicht entweichen. Die Entgasung ist demgemäss nicht vollständig, und der Durchsatz des entgasten Schmiermittels ist wegen dieses kleinen Druckunterschiedes nur begrenzt.

Die europäische Patentanmeldung Nr. 93'810'657.2 im Namen der Anmelderin beschreibt eine andere, ähnliche Vorrichtung zum Entgasen. Diese Vorrichtung arbeitet in zwei getrennten Takten. Im ersten Takt tritt die zu entgasende Substanz durch viele Eintrittsöffnungen mit einem kleinen Durchmesser in die Entgasungskammer ein, wobei in dieser Kammer ein Vakuum herrscht. In einem zweiten Takt wird der Druck in der Entgasungskammer wieder hergestellt, und die entgaste Substanz wird durch einen Kolben ausgestossen. Das Ausstossen geschieht demnach unter Atmosphärendruck, und es können sich keine Luftblasen erneut in der entgasten Substanz bilden. Im übrigen ist der Druckunterschied zwischen der eingebrachten Substanz und dem Inneren der Entgasungskammer nicht ausreichend, um eine schnelle und wirksame Entgasung zu bewirken.

Die Patentschrift BE-657805 beschreibt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung, die insbesondere auf ein Entgasen von Benzin in Tankstellen angepasst ist. Das Benzin muss durch ein engmaschiges Netz laufen. Diese Vorrichtung eignet sich nicht zum Entgasen viskoser Substanzen oder von Schmiermitteln, die nicht in der Lage sind, das Netz zu durchdringen.

Die Patentschrift CH 2'525'746 bezieht sich auf eine Entgasungsvorrichtung, die aufweist:

  • – eine Entgasungskammer mit mindestens einer Öffnung zum Einlassen der zu entgasenden Substanz und mindestens einer Öffnung zum Ableiten der entgasten Substanz,
  • – Komprimierungsmittel zum Komprimieren der zu entgasenden Substanz vor dem Eintritt in die Entgasungskammer,
  • – eine Vorrichtung zum Herstellen eines Luftvakuums in der Entgasungskammer,
  • – Mittel zum Ausstossen der entgasten Substanz aus der Entgasungskammer durch mindestens eine der Austrittsöffnungen, wobei die genannten Mittel zum Ausstossen
  • – das Austreiben der entgasten Substanz unter Aufrechterhaltung des Vakuums im Inneren der Entgasungskammer bewirken,
  • – mit mindestens einem Zylinder und mindestens einem Kolben im Inneren der Entgasungskammer, wobei die Austrittsöffnung oder die Austrittsöffnungen am Boden des oder der Zylinder angebracht sind, die zu entgasende Substanz in die Zylinder gelangt, wenn der entsprechende Kolben zurückgezogen ist, und wobei die Substanz aus den Zylindern der Entgasungskammer durch die entsprechende Austrittsöffnung oder Austrittsöffnungen ausgetrieben wird, wenn der entsprechende Kolben abgesenkt wird.

Bei dieser Vorrichtung ist das Austreibungsmittel in der Mitte und im unteren Teil eines Behälters angebracht, dessen oberer Teil die Entgasungskammer darstellt.

Die Flüssigkeit wird in die Entgasungskammer eingeführt und fällt im Verlaufe ihrer Entgasung in den Behälter und um die Austreibungsmittel herum, in die sie schliesslich hineinläuft, indem sie durch eine seitliche Öffnung hindurchtritt.

Mit dieser Vorrichtung, bei der die entgaste Flüssigkeit indirekt in die Austreibungsmittel hineinfliesst, ist es nicht möglich, die Entgasung einer dickflüssigen Substanz oder einer Flüssigkeit, deren Ablauf ausserordentlich langsam bzw. unmöglich ist, unter industriell annehmbaren Bedingungen durchzuführen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäss, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Entgasung vorzuschlagen, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, welche die oben genannten Nachteile nicht aufweisen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dank einer Entgasungsvorrichtung erfüllt, welche die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 aufweist, und durch ein Entgasungsverfahren mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 20. Bevorzugte Merkmale werden im übrigen in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die Erfindung wird durch die als Beispiel gegebene nachfolgende Beschreibung und die Darstellung in den Figuren der Zeichnung besser verständlich. Es zeigen;

1 einen Querschnitt der Entgasungsvorrichtung nach einer ersten Variante der Erfindung.

2A eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante der Einlassöffnung der zu entgasenden Substanz in die Entgasungskammer.

2B bis 2E vier weitere Varianten der Einlassöffnung der Entgasungssubstanz in die Entgasungskammer.

3 einen Querschnitt der Entgasungsvorrichtung nach einer zweiten Variante der Erfindung.

4 in Draufsicht eine Einzelheit der Einlassnadeln der zu entgasenden Substanz und einer perforierten Platte in der Vorrichtung gemäss 3.

5 einen Querschnitt der Entgasungsvorrichtung nach einer dritten Variante der Erfindung.

Die Entgasungsvorrichtung nach der in 1 dargestellten Variante der Erfindung weist hauptsächlich eine Entgasungskammer 2 auf. Mittel 5, hier dargestellt durch ein Ventil 50 und ein Manometer 51, gestatten die Erzeugung eines hohen Vakuums im Inneren der Entgasungskammer 2. Die Mittel 5 können aus einer üblichen Vakuumpumpe oder einer Venturi-Vorrichtung bestehen, die ein stärkeres Vakuum erzeugt, jedoch um den Preis eines hohen Verbrauches an Druckluft. Die Wandungen 20 der Entgasungskammer bestehen vorzugsweise aus Stahl oder aus Aluminium, deren Dicke ausreicht, um den starken Unterdruck im Inneren der Kammer auszuhalten. Die Stirnwandung der Entgasungskammer kann transparent sein, damit man den Ablauf des Verfahren im Inneren der Kammer überwachen kann, und sie kann zwecks Reinigung oder Auswechseln der Bauteile im Inneren geöffnet werden. Geeignete Dichtungen sind vorgesehen, um den Eintritt von Luft durch die Stirnwandung zu vermeiden.

Die zu entgasende Substanz 8, beispielsweise ein Schmiermittel, ist in einem Fass oder einem anderen Behälter 1 gelagert. Beim dargestellten Beispiel lagert die zu entgasende Substanz 8 in einem Fass 1, das mit einer Fasspumpe 10 versehen ist. Eine Leitung 11 erlaubt die Zufuhr der zu entgasenden und komprimierten Substanz in die Entgasungskammer. Der Druck der zu entgasenden Substanz 8 am Ausgang der Fasspumpe 10 ist sehr hoch, vorzugsweise in der Grössenordnung von 50 bis 60 bar. Das Rohr 11 besitzt vorzugsweise ein Absperrventil 12, das den Eintritt der zu entgasenden Substanz anhalten kann. Auch andere Arten vom Pumpen und Kompressionsmitteln, beispielsweise Schneckenförderer oder Zahnradpumpen, können natürlich zum Komprimieren der zu entgasenden Substanz 8 verwendet werden.

Die Leitung 11 durchsetzt eine der Wandungen 20 der Entgasungskammer 2, und es sind an dieser Stelle geeignete Dichtungen vorgesehen, um den Eintritt von Luft zu verhindern. Die unter Druck stehende, zu entgasende Substanz 8 tritt auf diese Weise durch die Leitung 11 und ein Knie 30 in die Entgasungskammer 2 ein. Das Ende dieser Leitung ist mit mindestens einer Öffnung 3 versehen, beispielsweise einem Schlitz, der ein Laminieren der zu entgasenden Substanz und demgemäss eine beträchtliche Erhöhung der wirksamen Oberfläche bewirkt. Verschiedene Varianten der Formen, die die Öffnung 3 annehmen kann, werden weiter unten unter Bezugnahme auf die 2A bis 2E besprochen.

Die unter Druck stehende zu entgasende Substanz 8 tritt demgemäss in Form eines dünnen Films oder eines feinen Regens, welche aus der Öffnung 3 austreten, in die Entgasungskammer 2 ein und fällt durch die Schwerkraft in den Zylinder 7', der unterhalb der jeweiligen Position der Öffnung 3 angeordnet ist. Wegen des sehr hohen Druckes der komprimierten Substanz 8, der durch die verkleinerte Dimension der Öffnung 3 noch erhöht wird, werden die Blasen oder Einschlüsse des Gases, welche sich in der zu entgasenden Substanz 8 befinden, freigesetzt, indem sie praktisch in das Vakuum hinein explodieren. Die Substanz 8', die sich auf dem Grunde des Zylinders 7' ansammelt, wird auf diese Weise sehr wirksam entgast.

Ein optischer Fühler 9 für die Höhe der zu entgasenden Substanz, der in der Nähe der Öffnung 3 angebracht ist, überwacht laufend die Höhe, welche die zu entgasende Substanz im Inneren des Zylinders 7' erreicht. Der optische Fühler 9 kann beispielsweise einen Lichtstrahl 90 aussenden, der schräg in Richtung der reflektierenden Oberfläche der zu entgasenden Substanz 8 verläuft. Wenn das Fett 8' eine vorbestimmte Höhe im Zylinder erreicht hat, trifft der von der Oberfläche der entgasten Substanz 8' reflektierte Lichtstrahl 90' (siehe 2A) auf eine Fotozelle 91, die sich im Fühler 9 befindet. Andere Arten von Fühlern oder Detektoren können vorgesehen werden, um die Höhe und/oder das Volumen zu überwachen, die von der Substanz 8' im Zylinder 7' erreicht werden, beispielsweise elektrische Fühler, Widerstandsfühler, Berührungsdetektoren oder Wiegesysteme. Diese Mittel können übrigens auch an anderer Stelle angeordnet werden, beispielsweise an den Seiten oder auf dem Rand jedes Zylinders 7, 7'.

Während sich der Zylinder 7' nach und nach füllt, wird die im anderen Zylinder 7 enthaltene entgaste Substanz mittels eines Kolben 6 wegbefördert, welcher durch elektrische oder pneumatische Mittel 61 angetrieben wird und die Substanz 8 durch die Austrittsöffnung 4 ausschiebt. Die Austrittsöffnung 4 ist beispielsweise mit einer Schmiermaschine oder einer Vorrichtung zum Abfüllen der Behälter mit der entgasten Substanz verbunden. Eine Fluidikdiode 4 bzw. 4', welche in diesem Beispiel eine Feder 401 bzw. 401' und eine Kugel 400 bzw. 400' aufweist, verhindert das Ansteigen der aus einem der Zylinder 7 und 7' ausgetriebenen Substanz im anderen Zylinder.

Wenn der Fühler 9 die vollständige Füllung des zu füllenden Zylinders 7' festgestellt hat, bewirken nicht dargestellte Steuermittel zunächst eine einstweilige Unterbrechung der Zufuhr der zu entgasenden Substanz 8, beispielsweise durch Einwirkung auf das Ventil 12. Nun ist eine Verzögerung erforderlich, damit die zu entgasende Substanz 8, die sich noch in der Leitung 11 befindet, durch die Eintrittsöffnung 3 austritt und damit der Film der zu entgasenden Substanz, der in der Nähe der Eintrittsöffnung 3 hängt, noch in den Zylinder 7' hineinfällt. Es können gegebenenfalls Mittel vorgesehen sein, um in diesem Augenblick die Öffnung 3 abzustreifen und zu reinigen. Der von den Mitteln 61 angetriebene Kolben 6 wird anschliessend nach oben aus dem Zylinder 7 ausgezogen, und danach wird das Kniestück 30 der Leitung 11 durch nicht dargestellte Mittel verschwenkt, beispielsweise durch einen Elektromotor oder einen Pneumatikkolben, bis sich die Einlassöffnung 3 über dem anderen Zylinder 7 befindet. Nun wird das Ventil 12 wieder geöffnet, wobei zu entgasende Substanz 8 schnell wieder an der Öffnung 3 erscheint und in den Zylinder 7 fällt. Während dieser Zeit wird der Kolben 6' über dem Zylinder 7' durch elektrische oder pneumatische Mittel 61' abgesenkt, so dass die entgaste Substanz 8' aus dem Behälter 7' ausgestossen wird. Der Zyklus von Füllung und Entleerung, der abwechselnd in den beiden Zylindern vor sich geht, wird auf diese Weise so lange wie erforderlich fortgesetzt. Demgemäss ist der Austritt der entgasten Substanz durch die Austrittsöffnungen 4, 4' nicht unterbrochen, und die entgaste Substanz 8' strömt kontinuierlich aus der Entgasungsvorrichtung ab, ohne dass ein Zwischenbehälter stromabwärts der Vorrichtung zwingend notwendig wäre.

Die 2A bis 2E zeigen als Beispiel verschiedene mögliche Varianten der Einlassöffnung 3. In 2A besteht die Einlassöffnung aus einem einfachen Spalt, dessen Länge dadurch eingestellt werden kann, dass man eine Platte 31, welche beispielsweise mit einer Schraube 310 befestigt ist, einstellt. Die Breite des Spaltes 3 wird abhängig von der zu entgasenden Substanz derart eingestellt, dass einerseits ein regelmässiger und ausreichender Durchsatz gewährleistet ist, ohne dass am Austritt Ansammlungen auftreten, und ein horizontaler Querschnitt des Films der Substanz 8 ausreichend gering ist, um den Einschluss von Gasbläschen in einer bedeutenden Menge an Fett zu verhindern.

2B bis 2E zeigen andere Varianten der Einlassöffnung 3. Diese Varianten entsprechen beispielsweise einem Satz abnehmbarer Platten, die am Ende der Leitung 11 angeschraubt oder anderweitig befestigt werden können, um die Entgasungsvorrichtung an die verschiedenen Arten von Fett oder an unterschiedliche Durchsätze oder erforderliche Entgasungsqualitäten anzupassen. In 2B ist die Platte mit einer einfachen länglichen Öffnung 3 mit bestimmter Breite versehen. Die Entgasungsvorrichtung kann beispielsweise mit einem Satz von Platten geliefert werden, die Schlitze unterschiedlicher Breite aufweisen und unterschiedlichen Arten zu entgasenden Substanzen entsprechen, oder mit einer einzigen Platte, die einstellbar ist, wie es in 2A gezeigt ist. In 2C weist die Platte mehrere Öffnungen 3 in Form paralleler Längsschlitze auf. Bei einer gegebenen Länge der Schlitze gestattet diese Platte einen höheren Durchsatz an Substanz 8 gegenüber der Platte gemäss 2B; es ist jedoch wichtig darauf zu achten, dass die Substanzfilme, die aus benachbarten Schlitzen austreten, nicht aneinander haften und auf diese Weise schlecht entgaste Fettansammlungen bilden, die als Block in einen der zwei Zylinder 7, 7' fallen. In 2D ist die Platte mit mehreren kreisförmigen Öffnungen 3 mit einem Durchmesser versehen, der an die zu entgasende Substanz angepasst ist. In diesem Fall fällt die Substanz 8 in die Entgasungskammer 1 als Regen von Fäden. Schliesslich wird in 2E die Substanz durch ein Gitter laminiert. Andere Formen, Anordnungen und Dimensionen der Öffnungen oder Düsen 3 können selbstverständlich in Abhängigkeit von bestimmten Eigenschaften einer zu entgasenden Substanz vorgesehen werden.

Diese Variante der Erfindung wurde für den besonderen Fall einer Ausführung mit zwei Zylindern und zwei Kolben beschrieben. Eine beliebige Anzahl von Zylindern und Kolben, grösser oder gleich 1 kann vorgesehen werden. In diesem Falle und abhängig von den höchsten Mengen an Füllung und Entleerung, die von der zu entgasenden Substanz 8 bestimmt werden, können einer oder mehrere Zylinder gleichzeitig gefüllt und/oder entleert werden. Weiterhin ist im dargestellten Beispiel ein Kolben 6 bzw. 6' über jedem Zylinder 7 bzw. 7' vorgesehen. Zu jedem Zeitpunkt wird jedoch einer der beiden Kolben angehoben und bleibt inaktiv. Gemäss einer nicht dargestellten Variante der Erfindung weist die Vorrichtung weniger Kolben 6 als Zylinder 7 auf, beispielsweise einen Kolben für zwei Zylinder. Am Ende eines Zyklus von Füllung und Entleerung werden die Zylinder derart bewegt, dass sie ihre Position unter dem Entleerungskolben und unter der Einlassöffnung 3 annehmen. Diese Variante erlaubt weiterhin die Einsparung der Vorrichtung zum Verschwenken des Knies 30. Die Vorrichtung kann ebenfalls n Zylinder aufweisen, die auf einem Drehteller montiert sind, und einen einzigen Kolben oberhalb einer Position der Zylinder. In jedem Augenblick werden demgemäss n – 1 Zylinder durch n – 1 Eintrittsöffnungen 3 gefüllt, während der letzte Zylinder durch den einzigen Kolben entleert wird. Wenn der letzte Zylinder leer ist, wird der Drehteller in Drehung versetzt, und die Zylinder werden um eine Arbeitsstellung bewegt, derart, dass ein anderer Zylinder entleert wird.

3 zeigt im Querschnitt eine zweite Variante der Erfindung, welche die Vorrichtung zum Verschwenken des Knies der Rohrleitung einspart und gleichzeitig den maximalen Durchsatz erhöht. Bauteile, die mit denen der 1 identisch sind, tragen die gleichen Bezugszeichen, und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt.

Im Gegensatz zur ersten Variante weist die Rohrleitung 11 eine Abzweigung 112 auf, deren Eintritt mit der Fasspumpe 1 verbunden ist, während die zwei Ausgänge 113, 113' jeweils mit einer Anordnung aus Kolben und Zylinder 6, 7 bzw. 6', 7' zusammenwirken. Die zu entgasende Substanz 8 wird demgemäss jetzt schon zwischen dem einen und dem anderen Zylinder aufgeteilt, bevor sie in die Entgasungskammer 2 eintritt. Die Steuerung der Verteilung zwischen den beiden Zylindern geschieht mittels Ventilen 110, 110', beispielsweise pneumatischen oder elektromagnetischen Ventilen, die unabhängig voneinander jede Rohrleitung 113, 113' schliessen oder öffnen und demgemäss die Speisung jeder Anordnung aus Kolben und Zylinder mit der zu entgasenden Substanz 8 steuern.

Die zu entgasende Substanz durchströmt anschliessend die Stangen 60, 60' der Kolben 6, 6', die in diesem Falle hohl sind. Im dargestellten Beispiel treten die Rohrleitungen 113, 113' in die Öffnung am Ende der Kolbenstangen 60, 60' ausserhalb der Entgasungskammer 2 ein. Wenn sich die Kolben verschieben, verändert sich die Tiefe des Einschiebens der Rohrleitungen 113, 113' in die Kolbenstangen 60, 60'. Dichtungen können vorgesehen sein, um ein Austreten von Substanz 8 an der Schnittstelle zwischen Rohrleitung und Kolbenstange zu verhindern. Gemäss einer Variante können die Rohrleitungen 113, 113' mit Gelenken versehen oder aus biegsamem Material hergestellt werden. In diesem Falle werden die Rohrleitungen ganz einfach am Ende der hohlen Kolbenstangen angebracht und bilden eine Biegung, die sich mit der Stellung der Kolbenstangen 60, 60' ändert. Biegsame Rohrleitungen 113 können ebenfalls mit der Öffnung in den Kolbenstangen durch eine Öffnung in einer ihrer Seitenflächen oder aber unmittelbar mit dem Kopf der Kolben 6, 6' verbunden werden. Diese Varianten erlauben eine Verminderung der Anzahl von Dichtungen, die einer Reibung beweglicher Teile unterworfen sind, und daher eine Verbesserung der Dichtigkeit der Entgasungskammer 2. Trotzdem kann es schwierig sein, biegsame Leitungen vorzusehen, die hohen Drücken widerstehen.

Die jeder Anordnung Kolben-Zylinder entsprechende Einlassöffnung 3 besteht aus einer Mehrzahl von feinen und hohlen Nadeln 3, welche unmittelbar am Kopf des Kolbens angebracht sind. Die zu entgasende Substanz, die aus der Leitung zuströmt, wird auf der Höhe der Kolbenköpfe zwischen den verschiedenen Nadeln aufgeteilt und strömt als feiner Regen aus, der in den entsprechenden Zylinder 7, 7' hineinfällt.

Die Ventile, 110, 110' werden von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung derart gesteuert, dass die Zufuhr an zu entgasender Flüssigkeit 8 unterbrochen wird, wenn das Niveau der entgasten Substanz 8', das von den Fühlern 9 gemessen wird, einen bestimmten Wert im Zylinder erreicht. Der entsprechende Kolben wird dann durch die Mittel 61 bzw. 61' abgesenkt und treibt die entgaste Substanz durch die Austrittsöffnung 4 bzw. 4' aus. Da die zwei Anordnungen aus Zylinder und Kolben jeweils eine getrennte Einlassöffnung 3 aufweisen, können die beiden Anordnungen unabhängig voneinander und parallel arbeiten. Die beiden Zylinder können auf diese Weise gleichzeitig gefüllt und gegebenenfalls auch entleert werden. Es ist also nicht notwendig, zu warten, bis ein Zylinder voll ist, bevor die Füllung des anderen Zylinders beginnt, was die Durchsatzleistung der Vorrichtung erhöht.

Eine Lochplatte 70 am Boden des Zylinders 7 gestattet das Abstreifen der Oberfläche der Nadeln 3, wenn der Kolben 6 nach Ausstossen der entgasten Substanz 8' angehoben wird. Der obere Teil in 4 zeigt die Anordnung der Nadeln 3 am Kopf des Kolbens 6, während die Anordnung der Durchgänge 700 der Platte 70 im unteren Teil von 4 gezeigt ist. Jeder Nadel 3 entspricht ein Durchlass 700 mit entsprechendem Durchmesser. Es sind zusätzliche Durchgänge vorgesehen, um den Durchtritt der entgasten Substanz durch die Platte 70 beim Ausstossen der Substanz zu erleichtern und insbesondere, wenn die Durchlässe, die den Nadeln 3 entsprechen, von letzteren besetzt sind. In diesem Beispiel sind die zwei Arten von Durchlässen ähnlich. Es ist jedoch möglich, Durchlässe beliebiger Formen und mit beliebigem Durchmesser für den Durchgang der entgasten Substanz durch die Platte 70 vorzusehen.

Der Kopf des Kolbens 6 weist vorzugsweise im Durchmesser einen Bereich 60 auf, der keine Nadeln 3 enthält. Auf diese Weise ist es möglich, einen Niveaufühler 9 auf optischer Grundlage zu verwenden, der einen Lichtstrahl 90 durch den Regen der Substanz aussendet, welcher aus den Einlassnadeln 3 nach unten fällt.

Es versteht sich von selbst, dass die Eintrittsöffnungen, die als Hohlnadeln 3 ausgebildet sind, und die Abstreifplatten 70, 70' ebenfalls in der Variante der Vorrichtung verwendet werden können, welche in 1 dargestellt ist. Andere Formen von Eintrittsöffnungen können am Ende der zwei Kolben 6, 6' vorgesehen sein, beispielsweise eine der Formen, die in den 2A bis 2E gezeigt sind.

Damit die Nadeln 3 durch die Öffnungen 700 hindurchgehen können, ist es erforderlich, darauf zu achten, dass der Kolbenkopf 6, 6' oberhalb der Lochplatte 70, 70' ausgerichtet ist. Es ist daher ein System der Drehsicherung 62, 62' vorgesehen, welches hier von einer Stange gebildet wird, die am Gehäuse 2 befestigt ist und das endständige Teil 63, 63' der Kolbenstange durchsetzt, um jegliche Winkelverschiebung der Nadeln 3 oberhalb der Durchgänge 700 zu verhindern.

5 zeigt eine dritte Variante der Erfindung. Bei dieser Variante sind die Abzweigung 112 sowie die zwei Ventile 110, 110' durch ein Dreiwegeventil 111 mit einem Eingang und zwei Ausgängen 113, 113' ersetzt. Das Dreiwegeventil 111 kann vorzugsweise so gesteuert werden, dass es entweder den Durchtritt der zu entgasenden Substanz vollständig blockiert oder aber die Substanz in die eine oder die andere der Rohrleitungen 113, 113' freigibt. Gemäss einer bevorzugten Variante wird das Ventil 111 derart gewählt, dass es ausserdem die Öffnung der beiden Ausgänge sowie die Verteilung der Substanz auf die beiden Rohrleitungen 113, 113' erlaubt.

Es ist noch hinzuzufügen, dass die im Zusammenhang mit den in 4 und 5 beschriebenen Varianten sehr leicht an Entgasungsvorrichtungen angepasst werden können, die eine beliebige Anzahl von Anordnungen enthalten, die aus Eintrittsöffnungen, Kolben, Zylinder und Austrittsöffnungen bestehen und grösser als 1 ist. Insbesondere eignen sich diese Varianten, da die Bewegung der Kolben nicht notwendigerweise synchronisiert ist, ausserdem für kontinuierliche Entgasungsvorrichtungen, welche eine grosse Anzahl von Anordnungen enthalten, die parallel miteinander arbeiten.

Nach einer anderen, nicht dargestellten Variante der Erfindung wird jede Anordnung aus Zylinder und Kolben von unterschiedlichen Kompressionsmitteln 1 gespeist. In diesem Fall ist es möglich, auf jegliche Verzweigung der Rohrleitung 11 zu verzichten. Die Elektroventile 110, 110' können eventuell weggelassen werden, unter der Bedingung, dass die Steuermittel unmittelbar auf die Fasspumpe 1 einwirken. Ausserdem erlaubt diese Variante die gleichzeitige Entgasung mehrerer, verschiedener Substanzen in der gleichen Entgasungskammer.


Anspruch[de]
  1. Entgasungsvorrichtung für viskose oder dickflüssige Substanzen, umfassend:

    eine Entgasungskammer (2), ausgestattet mit mindestens einer Einlassöffnung (3) für die zu entgasende Substanz und mindestens einer Auslassöffnung (4; 4') für die entgaste Substanz,

    Druckmittel (10), welche erlauben, die zu entgasende Substanz (8) vor der Einführung in die Entgasungskammer zu komprimieren, eine Einrichtung (5) zur Ausführung einer Luftevakuierung in der Entgasungskammer (2),

    Austreibmittel (6, 7; 6', 7') für die entgaste Substanz (8') aus der Entgasungskammer (2) durch mindestens eine der Auslassöffnungen (4; 4'), wobei diese Austreibmittel (6, 7; 6', 7') ein Austreiben der entgasten Substanz (8') unter Beibehaltung des Vakuums im Innern der Entgasungskammer (2) erlauben,

    und die genannten Austreibmittel mindestens einen Zylinder (7, 7') und mindestens einen Kolben (6, 6') im Inneren der Entgasungskammer umfassen, die Auslassöffnung oder Auslassöffnungen (4; 4') im Grund des oder der Zylinder (7, 7') angeordnet sind, die zu entgasende Substanz (8) in die Zylinder (7') gelangt, wenn der entsprechende Kolben (6') angehoben ist und aus den Zylindern (7) und der Entgasungskammer (2) durch die entsprechenden Auslassöffnungen (4) ausgestossen wird, wenn der entsprechende Kolben (6) abgesenkt wird,

    – und diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die genannte Einlassöffnung oder Einlassöffnungen (3) für die zu entgasende Substanz (8) in der Entgasungskammer (2) über dem oder den Zylindern (7, 7') angeordnet oder zum Plazieren vorgesehen sind, wenn der entsprechende Kolben (6, 6') angehoben ist, um der zu entgasenden Substanz (8) zu erlauben, aus jeder Einlassöffnung (3) durch die Schwerkraft direkt in den oder die Zylinder (7, 7') zu fallen, und die Einlassöffnung oder Einlassöffnungen (3) eine Geometrie haben, dass die zu entgasende Substanz (8) in Form eines Sprühregens oder mindestens eines Films in den oder die Zylinder (7') fällt.
  2. Entgasungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner Detektionsmittel (9) für die Höhe der entgasten Substanz (8') im oder in den Zylindern (7; 7') und Steuermittel umfasst, um zu erlauben, das Austreiben der entgasten Substanz zu steuern, wenn diese eine bestimmte Höhe erreicht.
  3. Entgasungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Detektionsmittel (9) für die Höhe durch einen optischen Detektor gebildet sind, angeordnet neben der Einlassöffnung (3) für die zu entgasende Substanz.
  4. Entgasungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Detektionsmittel (9) für die Höhe durch einen gegen den oder die genannten Zylinder (7; 7') angebrachten Detektor gebildet sind.
  5. Entgasungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auslassöffnung (4, 4') pro Zylinder und Auslasssperrmittel (40, 40') umfasst, welche erlauben, die Auslassöffnung von jedem Zylinder einzeln zu sperren.
  6. Entgasungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Auslasssperrmittel (40, 40') pro Auslassöffnung (4, 4') eine Fluidikdiode (400, 401) umfassen.
  7. Entgasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Öffnung der genannten Einlassöffnung oder Einlassöffnungen (3) eingestellt werden kann.
  8. Entgasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einlassöffnungen (3) durch eine Mehrzahl von Hohlnadeln gebildet sind.
  9. Entgasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abstreifmittel (70, 70') zum Abstreifen der genannten Einlassöffnungen (3).
  10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einlassöffnungen (3) durch eine Mehrzahl von Hohlnadeln gebildet sind, und dass die genannten Abstreifmittel durch ein perforiertes Blech (70, 70') gebildet sind, angeordnet in jedem Zylinder (7, 7'), wobei der Durchmesser und die Anordnung der genannten Perforationen (700) dem Durchmesser und der Anordnung der genannten Nadeln (3) entsprechen, so dass die äussere Oberfläche der genannten Nadeln abgestreift wird, wenn sie die genannten Perforationen (700) überfahren.
  11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten perforierten Bleche mehr Perforationen (700) umfassen, als die genannten Einlassöffnungen Hohlnadeln umfassen.
  12. Entgasungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Druckmittel (1) eine Schraubpumpe umfassen.
  13. Entgasungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger Einlassöffnungen (3) umfasst als Kolben (6, 6', ..) und Zylinder (7, 7', ..), und Mittel umfasst, um die Einlassöffnung oder Einlassöffnungen (3) alternativ über jedem Zylinder zu platzieren.
  14. Entgasungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einlassöffnung (3), zwei Kolben (6, 6') und zwei Zylinder (7, 7') umfasst, sowie Mittel (30) zum Verschieben der Einlassöffnung und der Kolben (6, 6'), so dass die zu entgasende Substanz (8) alternativ in den einen Zylinder (7') und dann in den anderen (7) fällt.
  15. Entgasungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie N Kolben (6, 6', ..), N Zylinder (7, 7', ..) und N Einlassöffnungen (3) umfasst, wobei eine Einlassöffnung (3) über jedem Zylinder (7, 7') angeordnet ist, und Verteilmittel (110, 110'; 111) erlauben, die Zuführung von zu entgasender Substanz von jeder Einlassöffnung (3) individuell zu steuern.
  16. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Verteilmittel durch ein oder mehrere Ventile (110, 110'; 111) gebildet sind, angeordnet auf einer oder mehreren Rohrleitungen (113, 113') zwischen den genannten Druckmitteln (10) und den genannten Einlassöffnungen (3).
  17. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Verteilmittel (110, 110'; 111) ausserhalb der genannten Entgasungskammer (2) angeordnet sind.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Einlassöffnungen (3) auf dem Kopf der entsprechenden Kolben (6) angeordnet sind.
  19. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zu entgasende Substanz die Stange (60, 60') des Kolbens (6, 6') vor dem Erreichen der entsprechenden Einlassöffnung (3) durchläuft.
  20. Verwendungsverfahren einer Entgasungsvorrichtung für viskose oder dickflüssige Substanzen nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Verfahren die folgenden Vorgänge umfasst:

    Erzeugung eines Luftvakuums in einer Entgasungskammer (2),

    Kompression der zu entgasenden Substanz vor dem Einlassen in die Entgasungskammer,

    Einlassen der zu entgasenden Substanz in die genannte Entgasungskammer (2) durch mindestens eine Einlassöffnung (3),

    Austreiben der entgasten Substanz (8') durch mindestens eine Auslassöffnung (4, 4'), wobei das Vakuum in der Entgasungskammer (2) während des Austreibens der entgasten Substanz erhalten bleibt,

    dadurch gekennzeichnet, dass die zu entgasende Substanz (8), die durch mindestens eine Einlassöffnung (3) eingeführt wurde, in einen ersten Zylinder (7') gelangt, indem sie direkt durch die Schwerkraft in den Zylinder (7') fällt, unter Bildung eines Sprühregens oder mindestens eines Films,

    während die entgaste Substanz (8') von einem zweiten Zylinder (7) mittels eines zweiten Kolbens (6) ausgestossen wird, und

    dass, wenn die entgaste Substanz (8') eine vorbestimmte Höhe im ersten Zylinder (7') erreicht und vollständig aus dem genannten zweiten Zylinder (7) ausgestossen ist, der zweite Zylinder (6) angehoben wird, die Einlassöffnung (3) verschoben wird, so dass die zu entgasende Substanz (8) in den zweiten Zylinder gelangt, indem sie durch die Schwerkraft direkt in den zweiten Zylinder (7) fällt, unter Bildung eines Sprühregens oder mindestens eines Films,

    und ein erster Kolben (6') abgesenkt wird, so dass die entgaste Substanz (8') aus dem ersten Zylinder (7') ausgestossen wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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