CN101304856B - 用于处理液体的方法 - Google Patents

Abstract

本申请描述了一种用于处理液体的方法，特别是用于将在室温下粘性的液体从储存器计量转移至接收容器用于进一步处理该粘性液体的方法。在该方法中，利用该液体填充接收容器。在这种配置中，该液体以多个单个部分存在。此外，冷却该液体使得所述单个部分以主要为固体聚集态的形式存在。优选地，所述单个部分足够小，使得转移的液体为冻结颗粒。

Description

用于处理液体的方法

本申请要求2005年11月10提交的德国专利申请No.10 2005 053695.6的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于处理液体的方法，具体是用于将室温下粘性的液体从储存器计量转移至接收容器用于进一步处理该粘性液体的方法。

背景技术

在所谓树脂传递模塑(RTM)方法中，将由裁剪成所需尺寸的增强纤维构成的干的纤维半成品置于包括顶壳和底壳的两部分工具中。然后关闭并密封该工具。随后，填充有树脂的外部储存器通过第一给料管线连接于该工具。此外，真空泵通过第二给料管线气动连接于该工具。当施加真空时，通过第一管线将树脂从外部储存器转移至所述工具。这样树脂浸渍该纤维半成品。也可任选对储存器施加压缩空气，以将其中含有的树脂额外推入工具中。

通过合适的加热元件对工具进行加热并由此加热树脂浸渍的组件，固化树脂使得组件的各个纤维彼此连接。在固化完成之后，将所产生的复合材料组件从工具移除。在清洗之后，该工具的顶壳和底壳可再次用于制备新的组件。

该方法的实施涉及以下问题：当填充储存器时，只能非常不精确地计量树脂的转移量。这是由于树脂通常是在填充过程中拉丝(drawstrings)的非常粘的液体。通常，这些丝并不总是在将期望量的树脂一转移入储存器时就立即中断。

此外，在填充储存器中还有另一个问题：树脂材料是非常粘的物质，因此储存器的填充通常导致相当量的树脂溢出所述储存器。

发明内容

需要提供用于处理液体的方法，该方法使得即使在粘性液体的情况下，也能精确和清洁地计量出一定量的待转移到储存器的液体。

这种需要可通过一种用于处理液体的方法来满足，特别是用于将室温下的粘性液体从储存器计量转移至接收容器用于进一步处理该粘性液体的方法。该方法包括：用液体填充接收容器，其中液体以多个单个部分存在，并且其中冷却液体使得所述单个部分以主要为固体聚集态的形式存在。

上述方法可基于如下认识：原理上，当冷却至所需的低温时任何液体都会冻结，由此呈现固体聚集态。所需的冻结温度取决于被转移的液体种类。在本发明中所用的术语“冻结”包括物质从液态到固体聚集态的任意所期望类型的转变。应指出特别在粘性物质的情况下，例如在热塑性材料的情况下，从液态到固体聚集态的转变通常也称为“固化”。

当和通过简单倾倒来转移粘性液体相比时，使用冻结的单个部分可避免任何液体丝的形成。因此，即使极高粘性的液体，也能非常准确地计量。此外，也可以简单的方式实施冻结液体的转移，而不需要留意液体溢出接收容器的外部区域。

此外，在液体特别粘的情况下，采用所述方法可实现迄今为止不可能达到的计量精度。在根本不可能精确计量之前，这种特别高粘性液体迄今为止需要加热以降低该液体的粘度。然而，由于在转移过程中的温度不可能设定为绝对精确并且恒定，在转移过程中的粘度的波动不可避免。由于温度的波动，这可导致常规转移过程总涉及一些计量方面的不精确性。与之相比，本发明所述方法的计量精度可有利地与温度无关，因为该转移不涉及粘性液体而是涉及由单个固体部分(fragments)制成的块体材料。因此，温度波动对计量精度不会有影响或仅仅具有不显著的影响。

根据应用，可对已转移至接收容器的冻结液体在冻结态下进行进一步处理，或者可首先加热所述冻结液体并可因此呈现液态或粘性状态。在说明书背景技术中描述的RTM方法是进一步处理粘性液体的一个例子。

应明确指出，用于处理液体的所述方法决不限于在RTM方法中的应用。除了用于树脂，该方法也可有利地应用于其它粘性液体。不应解释为以任何方式进行限制的例子涉及在粘合部件生产中的粘合材料的计量转移，或在电子模块生产中的粘性焊膏的精确计量转移。此外，应注意在本申请中的术语“液体”可特指在室温下为液体的材料，而术语“冻结液体”或“固态液体”可特指在材料为固态时的温度下的相同材料。具体地，在本申请中，术语液体可指的是粘性液体，即在室温下为液体但是表现出相对高粘度的材料。术语“软粘液体”(runny liquid)可特指该材料为软粘的状态，尤其是在该材料表现出低粘度的较高温度下。

根据本发明的一个示例实施方案，利用以冻结颗粒形式存在的液体来填充接收容器。由于该颗粒通常包含多个冻结液体的小的单个部分，因此可实现待转移液体总量的特别精确的计量。在这种情况下，应强调用于处理液体的所述方法涉及一种转移方法，其中液体不是连续地转移至接收容器，而是以离散部分来转移至接收容器。因此，冻结液体的颗粒或小球越小，则计量精度可越高。

根据本发明的另一示例实施方案，通过配备的计量装置，进行接收容器的填充，从而将精确定量的冷冻液体转移至接收容器。在这种布置中，计量可例如通过记录转移的单个部分的数目来进行，使得当精确知道所述单个部分的尺寸或体积时，可由此精确确定填充量。同样地，如果精确知道所述单个部分的平均尺寸，假如转移多个单个部分并且较大和较小单个部分彼此平均，则可进行精确计量。同样地，在所述单个部分的尺寸比较小的情况下，如果经过特定的时间，在期间大量的小的单个部分离开计量装置，则可根据煮蛋定时器(egg timer)的原理进行精确计量。

根据本发明的另一示例实施方案，在冷环境中进行接收容器的填充。通过这样的方法，可以很大程度地防止大气湿气在冷的单个部分上冷凝。这样，可避免将任何不期望的水转移至接收容器。

根据本发明的另一示例实施方案，在干燥的环境中进行接收容器的填充。该方法也可防止大气湿气在冷的单个部分上的不期望的冷凝。干燥的环境可通过在进行填充的空间中存在的干燥空气和通过其它气体例如氮气来实现。在该布置中，转移过程可例如在腔室中进行，使得液体转移区域和外部环境隔离。然而，液体转移也可对外部开放，其中在这种情况下，必须确保干燥空气或干燥气体经过对应的气流到达液体转移区和接收容器。

根据本发明的另一示例实施方案，提供另外的步骤，其中利用比空气重的气体填充上述计量装置。利用比空气重的气体填充所述计量装置可防止在转移至接收容器之前在冷的单个部分上的大气湿气的冷凝。因此，该气体可作为能够可靠地防止大气湿气冷凝的保护气体。倘若在填充过程中计量装置位于接收容器之上，重的气体可与冻结的单个部分一起自动流出并可到达接收容器，冻结的单个部分也如此。因此，不仅在计量装置中，而且在填充过程中以及在接收容器中，所述单个部分可得到保护以避免湿气冷凝。

根据本发明的另一示例实施方案，提供另外的步骤，其中产生冻结液体的多个单个部分。在这种情况下，是首先冷却液体并在此之后才实施冻结液体颗粒的拣选(singling out)，还是首先将液体分为小的单个部分并且在此之后才冷却单个部分并不重要。类似地，可以在共同的步骤中进行冷却和拣选。

根据本发明的另一示例实施方案，通过如下方法制备冻结液体的多个单个部分：首先将软粘液体填充到各个模具中，随后冷却填充到各个模具中的液体部分。制备冻结和拣选的液体部分的这类方法类似于用于制备例如用于饮料快速冷却的冰块的方法。

根据本发明的另一示例实施方案，首先通过冷却指定量的液体来制备多个冻结液体的单个部分。持续冷却直至出现冻结物。随后机械拣选冻结物直至所述单个部分以预定尺寸存在。冻结液体的单个部分的这种制备类似于机械粉碎。应指出，在机械粉碎过程中，经常产生不同尺寸的单个碎片。在这种情况下，所述单个部分以预定尺寸存在所依据的特征应解释为以所述单个部分具有预定平均尺寸的方式。

根据本发明的另一示例实施方案，首先通过喷雾液体使得产生多个小液滴来制备冻结液体的多个单个部分。此后冷却这些小液滴使得这些液滴固化。通过将液体喷雾到冷环境中，可将液体转化为特别小或细微的单个部分。以此方法可获得特别好的计量精确性。

应指出的是，通过在喷雾过程前加热待喷雾的液体，使得可以降低所述液体的粘度，因此可以产生特别小的液滴和由此产生特别小的冻结液体部分。由于特别小的冻结液滴的单个部分，所以可进一步提高定量给料的精确度。

本发明的一个方面涉及一种用于将室温下粘性的液体从储存器计量转移至接收容器用于进一步处理所述粘性液体的方法，所述方法包括：在冷的环境和/或在干燥的环境中，利用所述液体填充所述接收容器，其中所述液体以多个单个部分存在，和其中冷却所述液体，使得所述单个部分以固体聚集态的形式存在；其中通过利用计量装置进行填充所述接收容器的步骤，所述计量装置设计为将精确限定量的冻结液体转移到所述接收容器；并且还包括产生冻结液体的多个单个部分。

根据上述方面所述的方法，其中所述液体以冻结颗粒的形式存在。

根据上述方面所述的方法，还包括用比空气重的气体填充所述计量装置。

根据上述方面所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：将液态液体填充到相应设计的单个模具中，和使填充到所述单个模具中的液体部分冷却。

根据上述方面所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：冷却预定量的液体直至冻结物出现，和机械拣选所述冻结物，直至所述单个部分以预定的尺寸存在。

根据上述方面所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：喷雾所述液体使得产生多个小液滴，并且冷却和冻结所述小液滴。

附图说明

本发明的其他优点和特征由下面的本发明优选示例实施方案的示例描述来说明。附图概略地显示如下：

图1：利用包含在计量装置中的冻结液体颗粒填充接收容器；

图2：在冷的环境中利用冻结液体颗粒填充接收容器；

图3：在干燥的环境中利用冻结液体颗粒填充接收容器；；

图4：利用由保护性气体包围的冻结液体颗粒填充接收容器；

图5：将软粘液体填充到小的各个模具中，以随后产生冻结液体的单个部分；

图6：机械拣选冻结液体的冻结物，以产生由冻结液体制成的颗粒；

图7：将软粘液体喷入冷的环境中，以产生由冻结液体制成的细颗粒。

具体实施方式

应注意的是，在附图中相同或相应组件的附图标记仅仅第一个数字不同。

图1示意性地显示利用在室温下粘性的液体填充接收容器120。该液体以冻结颗粒100的形式存在，使得当填充接收容器120时不产生液体丝。为了实现精确计量转移至接收容器120的颗粒，提供计量装置110。一方面，计量装置110使得能够精确计量待转移的颗粒的量，另一方面，利用室温下的粘性液体清洁地填充接收容器120。填充接收容器120由此表示冻结液体的多个小的单个部分的不连续转移。由于在此过程中没有液体丝产生，因此能够以简单的方式防止液体不期望地溢入接收容器120的环境中。

图2显示利用冻结液体颗粒200填充接收容器220的有利的实施方案的变化方案。通过计量装置210来进行以精确计量为目的的填充。与在图1中所示的实施方案不同，在包括边界壁的转移室230内进行填充。该边界壁优选具有隔热效应，使得通过冷冻装置240可在室230内产生并保持低温。在冷的环境中填充接收容器220提供了如下优点：在填充过程中，没有大气湿气沉积在冻结颗粒200上。以此方式可防止如下情况：除了所期望的冻结液体的转移，沉积在冻结颗粒200上的冷凝水也被转移至接收容器220。

图3显示利用冻结液体颗粒300填充接收容器320的有利的实施方案的变化方案。与在前述示例实施方案的情况一样，在本实施方案中，也通过计量装置310来进行填充。与在图2中所示的在冷的环境中填充的过程不同，根据当前描述的示例实施方案，在干燥的环境中进行填充，从而类似地防止冷凝湿气在冻结颗粒300上的沉积。在包括很大程度上气密性的边界壁的转移室330内产生干燥的环境。通过以下方法来产生干燥的环境：使用空气除湿器350，收集在转移室330内存在的大气湿气并将其运送至转移室330的外部环境。应指出的是，转移室330也可含有其它气体例如氮气，而不是含有干燥的空气。

图4显示利用冻结液体颗粒400填充接收容器420的有利的实施方案的变化方案。根据在图4中所述的示例实施方案，通过利用在实际填充接收容器420之前已经引入计量装置410的保护性气体460，可防止大气湿气在冻结颗粒400上的冷凝。保护性气体460比空气重。因此，在紧靠计量装置410之下布置的接收容器420的填充过程中，所述保护性气体460自动流入接收容器420。这确保冻结颗粒400总被保护性气体460所包围。因此，该保护性气体也可防止在颗粒400上的冷凝湿气的任何沉积。根据当前描述的示例实施方案，不仅确保了在填充过程中的保护，在计量装置410和接收容器420中也存在对冷凝湿气的防护。

下面，参考图5、6和7，描述在室温下的粘性液体的进行定位三个可选方法，用以液体的简单处理，以便存在冻结液体的多个冻结的单个部分。

如在图5中所示，冻结液体500的单个部分可以如下方式制备：将初始仍为液态的液体502从储存器504倾倒到包括多个凹口或凹陷以容纳预定量的液体502的模具570中。模具570填充后，冷却所述模具570及其中含有的液体，使得液体冻结。以此方式产生冻结液体500的许多单个部分。产生冻结的单个部分的方法类似于公知的例如用于冷却饮料的普通小方冰块的制备方法。

如在图6所示，也可通过使用机械拣选工艺来制备冻结液体的颗粒600。这种颗粒制备对应于已知的粉碎(shredding)。在这种布置中，将作为一块冻结物存在的大量冻结液体680置于粉碎机容器682中。在粉碎机容器682中，通过电机688经由驱动轴686驱动的研磨装置684确保冻结液体680的逐渐拣选。这样，产生冻结颗粒600，其中单个颗粒600的平均尺寸等取决于研磨装置684的几何形状、研磨装置684的转速以及特别是粉碎过程的持续时间。为了防止颗粒600的加热或不希望的融化，可将粉碎机容器布置在制冷器中，使得确保在整个粉碎过程中粉碎机容器682内的均匀低温。

如在图7中所示，也可以通过首先将软粘液体702喷雾到冷的环境中来制备包含冻结液体的颗粒700。为此，在高压下推动液体702通过喷雾扩散器790或液体喷雾扩散器。在通过出口孔792或通过多个小的出口孔792的排出过程中，小液滴700形式的液体喷雾进入冷冻室792。在冷冻室792内有制冷装置794以确保冷冻室792内的低温。由于冷冻室792内的低温，液滴700迅速冷却，使得它们形成多个小的冻结颗粒700。在其中容纳颗粒的槽796中收集颗粒700。当产生一定量的颗粒700时，槽796使得可以将颗粒简单转移至在图1至4中所示的计量装置中。

应指出的是，在喷雾过程前加热待喷雾的液体，使得所述液体的粘度降低，因此可以产生特别小的液滴和由此产生特别细的颗粒。液滴的温度增加对冷冻过程没有负面影响。在特别小的液体颗粒的情况下，液滴的表面/体积比特别高，因此，被加热并由此变小的液滴的冷却至少与没有加热然而液滴稍大的液滴的冷却一样快。

此外，应指出的是，“包含或包括”不排除其它元件或步骤，并且不加数量词修饰不排除多个数目。此外，应指出参考上述示例实施方案中的一个已经描述的特征或步骤也可以与上述的其它示例实施方案的其它特征或步骤联用。在权利要求书中的附图标记不应解释为限制性的。

附图标记列表

100液体(冻结和拣选)/颗粒

110计量装置

120接收容器

200液体(冻结和拣选)/颗粒

210计量装置

220接收容器

230转移室(隔热的)

240制冷装置

300液体(冻结和拣选)/颗粒

310计量装置

320接收容器

330转移室(气密性的)

350空气除湿器

400液体(冻结和拣选)/颗粒

410计量装置

420接收容器

460保护性气体

500液体(冻结和拣选)/颗粒

502液体(粘性的)

504储存器

570模具

600液体(冻结和拣选)/颗粒

680冻结的液体

682粉碎机容器

684研磨装置

686驱动轴

688驱动电机

700液体(冻结和拣选)/颗粒

702液体(粘性的)

790喷雾扩散器

792出口孔

792冷冻室

794制冷装置

Claims (6)

1.一种用于将室温下粘性的液体从储存器计量转移至接收容器用于进一步处理所述粘性液体的方法，所述方法包括：

在冷的环境和/或在干燥的环境中，利用所述液体填充所述接收容器，

-其中所述液体以多个单个部分存在，和

-其中冷却所述液体，使得所述单个部分以固体聚集态的形式存在，

其中通过利用计量装置(110)进行填充所述接收容器的步骤，所述计量装置设计为将精确限定量的冻结液体转移到所述接收容器；并且

还包括产生冻结液体的多个单个部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体以冻结颗粒的形式存在。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，还包括用比空气重的气体(460)填充所述计量装置(410)。

4.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：

将液态液体填充到相应设计的单个模具(570)中，和

使填充到所述单个模具(570)中的液体部分冷却。

5.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：

冷却预定量的液体直至冻结物(680)出现，和

机械拣选所述冻结物(680)，直至所述单个部分以预定的尺寸存在。

6.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，其中所述冻结液体的多个单个部分的产生包括：

喷雾所述液体(702)使得产生多个小液滴，并且冷却和冻结所述小液滴。

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