CN101626823A - 将液体与至少另一种物质混合和将混合物脱气以及将混合物排放的方法 - Google Patents

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Abstract

液体与至少另一种物质进行混合、液体混合物被脱气并被排放，方法是将混合物在准备阶段采用下列步骤进行处理：A)在分开的容器(2、3)内准备至少两种原始物质，其中，原始物质中的至少一种为液体；B)将一种原始物质在另一种之后从其容器(2、3)中运送到罐(4)内，其中，每种的单独加注量利用称重计(24)测量；以及C)对罐(4)内的物质进行搅拌，以便对所注入的物质进行混合和脱气；以及方法是在生产阶段向罐(4)施加压缩空气，以便将液体从罐(4)排放到设有流程阀门(15)的输出管道(14)内。

Description

将液体与至少另一种物质混合和将混合物脱气以及将混合物排放的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将液体与至少另一种物质混合和将混合物脱气以及用于将混合物排放的方法。
背景技术
存在各种各样的应用，其中必须将一种液体与至少另一种物质，例如另一种液体汇兑并混合，其中，不得产生气泡。这种应用例如是通过浇铸制造透镜。在此，将可以是单个液体或者是由至少两种液体组成的混合物的液体单体浇铸到通过两个铸型和一个密封件限定的型腔内并聚合，其中产生透镜。在此，一再出现的问题是，制成的透镜包含有封入的气泡和/或者包含有铸疤。为防止这种情况的出现，单体必须在浇铸到型腔之前脱气。
欧洲专利申请EP 671254指出一种很久以前常用的用于单体脱气的方法，其中将单体注入旋转汽化器内，单体在那里在预先确定的持续时间期间同时搅拌并抽真空。在此，单体内封入的气泡排出并被抽走。随后将单体存放在氮气下，直至所述单体用于制造透镜。依据EP671254这种方法的缺点是，在氮气氛存放的后果是，仅有氧被氮取代并在浇铸时必须仔细地注意单体尽可能不与氧接触，因为否则单体立即重新吸收氧。另一个缺点是，在真空下脱气时单体内含有的其他物质被排出并由此可能会改变单体的成分。EP 671254因此为脱气提出一种方法，其中单体从罐中经过脱气机泵向铸模型腔。单体因此在生产阶段期间直接在注入型腔之前脱气。脱气机由透气材料制成的管组成，这些管存放在真空室内。
这两种方法在国际专利申请WO 03/074149中也被引用并在那里被描述为相当不合适。WO 03/074149公开了一种新的脱气机，其取代EP 671254的脱气机。
在所介绍的这三种方法中，或者是单体或者是制成的单体混合物在注入之前脱气。
专利US 5973098介绍了一种适用于制造透镜的由两种物质组成的可聚合混合物。两种物质通过两次喷注按份输送到混合室并在那里通过搅拌相互混合，其中，混合室可以处于真空下。混合物随后借助惰性气体从混合室压入铸模型腔内。这种方法的缺点是，即使是很小的一份，足够的脱气也需要持续相当长的时间。
国际专利申请WO 2005/084927介绍了一种过程，其中将两种物质输送到混合室并然后借助柱塞压入铸模型腔内。铸模型腔这样构成，使其可以排出可能的气泡。单体注入之前的脱气在这里不进行。
EP 1316819公开了一种适用于透镜的光学材料。制造材料所需的物质被装入罐内并被混合。混合物在混合之前、期间和/或者之后抽真空，以便使混合物脱气。混合物随后注入铸模并聚合。
JP 61111130公开了一种方法，用于混合不同的液体和脱气。输送到罐的液体量通过阀门和泵进行控制。
该发明涉及至少两种液态物质的汇兑和混合以及混合物的脱气。该发明适用于例如通过浇铸制造透镜，其中将由至少两种液体组成的混合物注入铸模型腔内。这些液体单独可以保存较长的时间。而混合物相反只能在短短几天的持续时间内保存。
发明内容
本发明的目的在于，开发一种用于至少两种液态物质的汇兑和混合以及混合物脱气的方法。
本发明存在于权利要求1所述的特征。具有优点的构成来自从属权利要求。
现借助所选择的实施例对本发明进行说明。该实施例涉及通过浇铸制造透镜，其中在罐内提供的液体在使用压力的情况下通过输出管道输送到空心针，空心针的针尖通入由两个铸型和一个密封件限定的铸模型腔内。铸模型腔向上敞开并处于大气压力下。液体是由一种液体和至少另一种可以是液态或者也可以是粉末状的物质组成的混合物。依据本发明的方法包括准备阶段，其中液体与至少另一种物质进行汇兑、混合和脱气，采用的步骤为：
A)在分开的容器内准备至少两种原始物质，其中，原始物质中的至少一种为液体；
B)将一种原始物质在另一种之后从其容器中运送到罐内，其中，每种的单独加注量利用称重计进行测量；以及
C)将罐内的物质进行搅拌，以便对所注入的物质进行混合和脱气；
并且依据本发明的方法包括生产阶段，在该生产阶段中向罐施加压缩空气，以便将液体混合物从罐排放到输出管道内，采用的方法步骤为：
D)打开布置在输出管道内的流程阀门，以便开始排放，以及
E)关闭流程阀门，以便停止排放。
步骤B)特别重要，因为与单个原始物质的预先规定比例的微小偏差就会对透镜的质量产生很大影响。称重计必须在被施加数千克的重量负荷时能够以克的精度测量。
为浇铸透镜，因此打开在输出管道内布置在罐与空心针之间的的流程阀门并且一旦铸模型腔注满就重新关闭流程阀门。
优选在步骤C)中将罐内的混合物首先以第一搅拌速度进行混合并随后以第二搅拌速度进行排气，其中，进行排气时的第二搅拌速度小于进行混合时第一搅拌速度。
罐内的压力水平需要时可与不同的要求相配合。浇铸透镜时例如确定铸模型腔加注口中的最窄部位，可以利用哪种流动速度输送液体，而不出现倒流和从铸模型腔溢流。为可以尽可能短地保持用于加注的持续时间，具有优点的是，罐内由压缩空气所施加的压力的压力水平在浇铸透镜之前达到取决于加注口的最窄部位上的距离的数值，其中，压力水平随着距离的增加连续地或者不连续阶段式地上升。
罐内存在的温度优选至少在生产阶段期间调整到预先确定的数值，以便使液体具有最佳的粘度。
具有优点的还在于，物质在步骤B中按份泵入罐内，然后将泡的生成保持得尽可能小。
浇铸透镜时，作为用于探测铸模型腔何时注满液体的传感器，具有优点地使用被施加空气的另外的空心针，从而从空心针中持续排出少量的气流。一旦铸模型腔内的液体到达空心针的针尖，空心针内部的压力就会上升。测量这种压力上升并用于产生流程阀门的关闭指令。
附图说明
下面借助适用于实施该方法的装置并借助附图示例对本发明进行说明。该示例涉及用于浇铸透镜的装置，但该装置可以适当地用于其他用途，其中将一种液体与其他物质进行混合，而混合物内不产生气泡。在该示例中对液体进行混合。其中：
图1、2以透视图和示意图示出适用于实施依据本发明方法的整套装置以及图2此外以剖面图示出铸模型腔；并且
图3以剖面图示出另一铸模型腔。
具体实施方式
图1示出适用于实施依据本发明方法的整套装置的透视图。图2示意和未按比例示出该整套装置。在该示例中，整套装置安装在车上并在制造透镜的全自动机器上使用。整套装置包括控制装置1、用于接纳具有盛放原始物质的各一个容器2和3的两个位置、调温罐4、三个过滤器5、6和7、三个泵8至10、压力调节器11、将罐4要么与压力调节器11要么与真空源13连接的转换阀12、带有流程阀门15和空心针16的输出管道14，(通过空心针16待注入铸模型腔17内的单体混合物被排放)以及各种不同的连接管道18和其他阀门19至22。搅拌器23整合在罐4中。罐4处于称重计24上，例如Pesa公司的称重计。罐4因此以其重量对称重计24加负荷。压力调节器11被供给压缩空气。
三个泵8至10最好是膜片泵。第一膜片泵8用于从第一容器2中将液体通过第一过滤器5和第一阀门19泵入罐4内，其中，液体中可能的污物被阻挡在过滤器5内。第二膜片泵9类似用于从第二容器3中将液体通过第二过滤器6和第二阀门20泵入罐4内。膜片泵8和9可以使液体以小份按份、甚至按滴输送，这样在与称重计24的连接下可以非常精确地按重量加对注量进行定量。在该示例中，过滤器5至7整合到所属的泵8、9或10中。
整套装置在用于制造透镜的全自动机器上使用，该透镜特别是作为眼镜片切割并在眼镜上使用。在此，每个透镜按照本身的配方制造。透镜通过将单体或者单体混合物注入铸模型腔17内并然后聚合形成。液体通过空心针16输送，其针尖在上端通入铸模型腔17内。铸模型腔17通过两个铸型25、26和一个密封件27并相对于垂直线以预先确定的角度倾斜，从而液体在一个铸型25的内侧25A上向下流动并逐渐注满铸模型腔17。铸模型腔17关于压力相对于外界不密封。它因此处于大气压力下。图2多倍放大示出铸模型腔17。
机器包括多个单元，即存放大量铸型的存储器、用于运输铸型或铸模型腔的运输系统、两个铸型与一个密封件连接成铸模型腔时所处的连接站、向铸模型腔内浇铸单体的加注站、单体进行聚合以及部分硬透并因此形成透镜的UV站、使透镜完全硬透的炉子和将制成的透镜与铸模型腔分离的分离站。机器由计算机控制。铸型的几何数据存储在计算机内。
开始时罐4为空罐并处于已清洁状态下。容器2和3含有原始物质，例如各一种液态单体，液体单体被混合和脱气并然后作为单体混合物提供用于浇铸透镜。流程阀门15关闭。依据本发明用于原始物质的混合和脱气以及透镜的浇铸的方法包括准备阶段，必要时包括等待阶段，以及包括生产阶段，采用下列方法步骤：
A)在分开的容器内准备至少两种用作原始物质的液体。
下面由此出发，即原始物质的数量为2。如果原始物质的数量加大，那么应对该方法相应进行匹配。
B)依据下列分步骤加注罐4：
B1)将液体从第一容器2泵入罐4内，直至称重计24显示第一预先确定的数值。随后关闭阀门19，以便使容器2和罐4关于压力分开。
B2)将液体从第二容器3泵入罐4内，直至压力计24显示第二预先确定的数值。随后关闭第二阀门20，以便使容器3和罐4关于压力分开。
液体可以泵入罐4内。但如果所要加注的物质不是液体，而是例如粉末，那么将其按照相应适当的方式运送到罐内。
C)最晚在步骤B2)后将罐4抽真空。
正如从图2所看到的那样，连接管道18从容器2或3到罐4在罐盖上面结束。加注时液体因此按滴落下。在此形成泡沫。为将泡沫形成保持得尽可能小，罐4优选在步骤B1之前就已经抽真空，也就是说，步骤C最好在步骤B1之前就已经进行。
原始物质根据重量被注入。被罐4加负荷的称重计24特别是在与通过膜片泵8或9按份输送液体的结合下，可使得以很高的精度实现所要注入液体的额定重量并因此以很高的精度实现两种液体的比例。
D1)混合罐4内的液体。
液体的混合通过利用搅拌器23在预先确定的持续时间τ1期间搅拌进行。搅拌器23的转速相当低，以便产生尽可能少的泡沫。
D2)净化罐4内的液体。该步骤是可选的。
即使罐4在注入液体之前仔细净化过，但仍有可能残留污物。为滤出这些污物，打开两个阀门21和22并将液体在预先确定的持续时间τ2期间利用循环泵10以闭路循环通过第三过滤器7泵出。随后重新关闭两个阀门21和22。
E)罐4内的液体脱气。
脱气通过利用搅拌器23在预先确定的持续时间τ3期间搅拌进行。搅拌器23的转速也相当低，以防止形成泡沫。
步骤D1和E的区别优选在于，搅拌器23在步骤E中在脱气期间的转速小于其在步骤D1中在混合期间的转速。如果有足够的时间可供使用，那么液体的混合利用搅拌器23的与脱气相同的转速进行。方法步骤D1和E因此也可以是唯一的共同的方法步骤。
准备阶段现在结束，因为罐4内的液体已经完全混合和脱气并因此准备完毕，并且可以浇铸透镜。直至生产阶段开始，罐4要么在真空下要么已经保持在很小的过压上。该阶段称为等待阶段。
将罐4的温度调整到预先确定的数值，该数值的大小如此确定使得罐4内液体的粘度足够低，以便可以毫无问题地浇铸透镜。在该示例中，罐4为热惰性钢罐，因此将其温度持续调整到预先确定的数值，虽然这一点仅在生产阶段期间需要。
F)浇铸透镜
铸模型腔17的形状和尺寸相应于透镜配方变化。两个铸型25和26一般情况下在其靠近铸模型腔17的侧上构成为圆柱体形的面25A和26A。朝向边缘地，前铸型25(专业术语中称为“front mold”)在其靠近铸模型腔17的侧上被压平，以便形成加注口28，该加注口足够大，使空心针16可以插入加注口28内。加注口28的最窄部位在铸型的某些组合下相当小。单体在这种组合下必须以比较低的流动速度注入，因为否则在最窄部位上形成倒流并且所输送的液体从铸模型腔17溢流。在另外组合情况下，加注口28的最窄部位相当大并且单体可以比较高的流动速度注入，而不会形成倒流。在某些镜片(如图2所示)情况下，加注口28的最窄部位几乎始终比较大并对于注入不是关键性的。在其光轴采用附图符号30标注的其他镜片(如图3所示)情况下，最窄部位相反通常非常狭窄。计算机借助透镜配方确定必须将哪两个铸型25和26为形成铸模型腔17而从存储器中取出，并需要以多大距离和哪种相对回转位置将铸型25和26彼此定位。此外，计算机从铸型25和26的几何数据和透镜配方中，计算加注口28最窄部位上的距离D有多大并确定该向罐4施加多大的压力，以便能够以液体最佳的流动速度加注铸模型腔17。最佳的流动速度意味着，流动速度一方面尽可能大，以便使用于加注铸模型腔17所需的时间尽可能短，而流动速度另一方面要足够小，以便使在加注口28的最窄部位上不形成倒流。在该示例中，压力可以借助压力调节器11调整到n个不同的不连续的压力水平p1至pn，例如n＝8。为每个压力水平p1至pn分配距离D的范围，从而计算机根据计算距离D从数值p1至pn中选取所属的压力水平pi。
最晚在生产阶段开始时，罐4内构成预先确定的高于大气压力的压力水平。压力构成缓慢进行，以避免在液体中形成气泡。一旦压力构成，就可以一个接一个浇铸透镜。每个透镜的浇铸根据下列步骤进行：
G)将压力提高或者降低到相应于为了最佳流动速度的距离D而设计的压力水平pk，
H)打开流程阀门15，
I)一旦铸模型腔17注满就关闭流程阀门15。
步骤G中的压力变化缓慢进行，以便不产生气泡。因为罐4内存在的压力高于大气压力，所以一旦打开流程阀门15，液体就流入铸模型腔17内。罐4内的压力水平确定流动速度。
原则上也可以仅使用唯一的压力水平和不控制流动速度，但那么大的铸模型腔的浇铸持续时间相应较长。在这种情况下，预先确定的压力水平为所有可能的铸模型腔的加注口28的最小的预计距离D而设计并取消步骤G。
流程阀门15最好是无气泡地进行开关的阀门，其此外在关闭状态下显示反吸效应，防止液体在浇铸透镜之前和之后流出。适用的阀门例如为日本SMC公司的LVC23U-S06阀门。使用无气泡地进行开关的阀门保证在接通和断开阀门时不产生气泡。
作为探测铸模型腔17何时注满液体，也就是注入铸模型腔17内的液体何时达到预先确定的料位水平的传感器，最好使用被施加空气的另外的空心针29，从而从空心针29中持续排出非常小的气流。一旦注入铸模型腔17内的液体到达空心针29的针尖，空心针29内的压力就会非常迅速地上升。空心针29内的压力借助压力传感器测量。压力上升产生触发步骤I、也就是关闭流程阀门15的信号。
罐4具有优点地这样被确定尺寸，使罐加注足够用于制造大量的透镜，例如可以足够一个工作日浇铸透镜使用。透镜的生产然后这样进行，使罐4在夜间依据步骤B、C、D1和E也或者根据所有步骤B至E补注和准备，从而从早上到晚上可以整天生产透镜。一般情况下，罐4在傍晚不完全排空。它然后在当天夜间加注到预先确定的水平。如果生产需要提高到一个班以上，那么可以加大罐4或者可以将两个这种整套装置交替使用。

Claims (4)

1.用于将液体与至少另一种物质混合和将所述混合物脱气以及用于将所述混合物排放的方法，其特征在于准备阶段，所述准备阶段具有下述方法步骤：
A)在分开的容器(2、3)内准备至少两种原始物质，其中，所述原始物质中的至少一种为液体；
B)将一种原始物质在另一种原始物质之后从其容器(2、3)中运送到罐(4)内，其中，每种的单独加注量利用称重计(24)进行测量；以及
C)将所述罐(4)内的所述物质进行搅拌，以便对所注入的所述物质进行混合和脱气；
以及生产阶段，在所述生产阶段中向所述罐(4)施加压缩空气，以便将液体的所述混合物从所述罐(4)排放到输出管道(14)内，所述生产阶段具有下述方法步骤：
D)打开布置在所述输出管道(14)内的流程阀门(15)，以便开始所述排放，以及
E)关闭所述流程阀门(15)，以便停止所述排放。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤C)中将所述罐(4)内的所述混合物首先以第一搅拌速度进行搅拌，并且随后以第二搅拌速度进行搅拌，其中，所述第二搅拌速度小于所述第一搅拌速度。
3.按权利要求1或2所述的方法，所述方法用于通过浇铸制造透镜，其中，所述输出管道(14)通向空心针(16)，所述空心针(16)的针尖通入由两个铸型(25、26)和一个密封件(27)所限定的铸模型腔(17)内，其中，所述铸模型腔(17)处于大气压力下，其特征在于，在所述罐(4)内由所述压缩空气所施加的压力的压力水平在所述步骤F之前达到取决于所述铸模型腔(17)的加注口(28)的最窄部位上的距离(D)的数值，其中，所述压力水平随着所述距离(D)的增加连续地或者不连续阶段式地上升。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，作为用于探测所述铸模型腔(17)何时注满液体的传感器，使用被施加空气的另外的空心针(29)，以及将在所述另外的空心针(29)内部存在的压力用于产生对所述流程阀门(15)的关闭指令。
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