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Die
Erfindung betrifft ein System zur dosierten Entnahme von Fluiden
aus einem Behältnis
mit einem Entnahmeaggregat und zum Reinigen des Entnahmeaggregates
mit einer Reinigungsvorrichtung, die einen Innenraum mit einem Reinigungsfluid aufweist,
in den das Entnahmeaggregat durch eine an der Reinigungsvorrichtung
angeordnete Öffnung führbar ist.
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Aus
dem Stand der Technik sind Entnahmeaggregate beispielsweise als
Absaugeinrichtungen (Sauglanzen) bekannt, die hochviskose Fluide
aus Behältnissen
absaugen. Diese Fluide dienen zum Bei spiel als Zusatzkomponenten
für Schmierstoffe. Diese
Fluide müssen
teilweise mit ihren Behältnissen auf
hohe Temperaturen erwärmt
werden, um die Viskosität
soweit abzusenken, so dass die Fluide pumpfähig werden.
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Bisher
bekannte Entnahmeaggregate mit Sauglanze werden bei Raumtemperatur
betrieben. Dies hat negativerweise zur Folge, dass unter Umständen Additive
des viskosen Fluids an der Sauglanze durch ihre niedrige Oberflächentemperatur festkleben
und somit eine Querschnittsverengung herbeiführen. Ebenfalls lassen sich
die anhaftenden Additive nur mit einem sehr großen Aufwand lösen, so
dass es immer wieder zu Kontaminationen zwischen verschiedenen Komponenten
kommt.
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Des
Weiteren ist es für
den Fachmann bekannt, Entnahmeaggregate zu verwenden, die in einen
Reinigungstank oder Spülöltank getaucht
werden, wobei der Tank mit einer großen Menge an Reinigungsfluid
gefüllt
ist. Einer der Nachteile hierbei ist, dass auch bei großen Mengen
an Reinigungsöl
(beispielsweise von 500l bis 1000l) eine gewisse Verunreinigung
bzgl. des Reinigungsfluids auftritt, die stets mit jedem Reinigungsvorgang
zunimmt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist, dass das Reinigungsfluid für die Durchführung eines
Reinigungsvorganges aufgeheizt sein muss, was aufgrund der großen Menge
an notwendigem Reinigungsfluid einen erheblichen Energieaufwand
nach sich zieht. Ferner bewirken größere Mengen an Reinigungsfluid
bei der Entsorgung eine größere Belastung
für die
Umwelt.
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Weiterhin
ist aus der
JP 2000281191
A eine Vorrichtung zur Entnahme von Sperrflüssigkeit
aus einzelnen, flaschenartigen Be hältnissen, bekannt. Diese Vorrichtung
umfasst einen Entnahmekopf mit einer Vielzahl von Sauglanzen, die
jeweils in ein flaschenartiges Behältnis zur Entnahme von Sperrflüssigkeit
eingeführt
werden können.
Ferner ist ein Reinigungsbehältnis
vorgesehen, in dem der Entnahmekopf mit seiner Vielzahl von Sauglanzen
als Ganzes einführbar
ist. Mittels Leitungen wird eine Reinigungsflüssigkeit ins Innere des Reinigungsbehälters geführt, die
dann auf die einzelnen Sauglanzen gespritzt wird. Hierdurch ergibt
sich ebenfalls der Nachteil, dass relativ große Mengen an Reinigungsflüssigkeit
verwendet werden müssen.
Ferner ist die durch das Spritzen vorgenommene Reinigung nicht so gründlich wie
die Reinigung mittels Spülen
und daher für
viskose Fluide nicht geeignet.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung dosierten Entnahme von
viskosen Fluiden aus einem Behältnis
mit einem Entnahmeaggregat und zum Reinigen des Entnahmeaggregates
mit einer Reinigungsvorrichtung zu schaffen, bei der die genannten
Nachteile vermieden werden, insbesondere geringe Mengen an Reinigungsfluid
notwendig sind, wobei gleichzeitig der Energieaufwand erheblich
gesenkt werden kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein System mit den Merkmalen des Anspruches
1 vorgeschlagen. In den abhängigen
Ansprüchen
sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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Dazu
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Innenraum, der beheizbar ausgebildet ist, derart dem stabförmig ausgeführten Entnahmeaggregat
angepasst ist, dass ein geringes Volumen an Reinigungsfluid zur
Reinigung des Entnahmeaggregats notwendig ist. Die Beheizung des
Innenraums wird dadurch erreicht, dass der Innen- raum mit einer
Heizung verbunden ist. Die Heizung, die zum Beispiel elektrisch
betrieben wird, kann beispielsweise unmittelbar an der Reinigungsvorrichtung
angeordnet sein. Während
des Reinigungsvorganges wird das Reinigungsfluid auf eine bestimmte
Temperatur gebracht, so dass anhaftende Additive am im Reinigungsfluid getauchten
Entnahmeaggregat zuverlässig
gelöst werden
können.
Nach dem Reinigungsvorgang wird das Reinigungsfluid aus der Reinigungsvorrichtung abgepumpt,
so dass lediglich das Entnahmeaggregat in den Innenraum hineinragt.
Solange kein viskoses Fluid abgesaugt werden soll, bleibt das Reinigungsaggregat
innerhalb des Innenraumes, wobei es weiter auf einer bestimmten
Temperatur gehalten wird. Der Innenraum wirkt hierbei als eine Art
Wärmekammer. Über Konvektion
wird die Wärmeenergie
zur Reinigungsvorrichtung mit Sauglanze übertragen, wodurch sich die
Reinigungsvorrichtung erwärmt. Die
Erwärmung
kann beispielsweise temperaturgeregelt oder selbst begrenzend eingestellt
sein.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die Reinigungsvorrichtung eine Einlass- und eine Auslassöffnung aufweisen,
durch die ein Wärmeübertragungsfluid
führbar
ist, das den Innenraum erwärmt.
Das eine bestimmte Temperatur aufweisende Wärmeübertragungsfluid tritt durch
die Einlassöffnung
in die Reinigungsvorrichtung ein, erwärmt den Innenraum und somit
das Entnahmeaggregat und verlässt
die Reinigungsvorrichtung durch die Auslassöffnung mit einer geringeren
Temperatur.
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Das
Entnahmeaggregat weist vorzugsweise ein zu verdrängendes Volumen auf, das maximal 100%,
mehr bevorzugt maximal 60% und besonders bevorzugt maximal 40% geringer
ist als das Volumen des Innenraumes. Der wesentliche Vorteil ist
hierbei, dass das Reinigungsfluid sich in kürzester Zeit erwärmt, wodurch
eventuell am Entnahmeaggregat, welches in Form einer Lanze ausgebildet
ist, anhaftende Additivrückstände schnell
entfernt werden können.
Folglich ist nur ein niedriger Energieaufwand zur Erwärmung dieser
geringen Menge an Reinigungsfluid notwendig.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Innenraum rohrförmig ausgeführt, so dass das stabförmige Entnahmeaggregat
schaftförmig
in den Innenraum geführt
werden kann. Der Innenraum der Reinigungsvorrichtung ist vorzugsweise
als Standrohr ausgebildet, wobei das Rohr im Querschnitt kreisförmig, oval,
quadratisch oder mehreckig sein kann.
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Zweckmäßigerweise
umfasst das Entnahmeaggregat eine Dichtvorrichtung, die im eingeführten Zustand
des Entnahmeaggregats in der Reinigungsvorrichtung den Innenraum
dichtend verschließt.
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Vorzugsweise
ist die Dichtvorrichtung, die an der dem freien Ende abgewandten
Seite des Entnahmeaggregats angeordnet ist, konisch ausgebildet, wobei
die Öffnung
der Reinigungsvorrichtung ebenfalls der Dichtvorrichtung angepasst
ist, so dass im eingeführten
Zustand des Entnahmeaggregats das Volumen des Innenraumes zuverlässig abgedichtet ist,
ohne dass das Reinigungsfluid entweichen kann.
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Eine
weitere die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass an der
dem freien Ende gegenüberliegenden
Seite des Entnahmeaggregats ein flexibler Schlauch angeordnet ist,
der mit einer Pumpe verbunden ist. Der Schlauch ist zweckmäßigerweise
durch eine Begleitheizung erwärmbar. Beim
Entnahmevorgang (Absaugvorgang) ragt das Entnahmeaggregat in das
viskose Fluid, wobei die Pumpe eine dosierte Menge des Fluids aus
dem Behältnis
durch den Schlauch absaugt. Das Entnahmeaggregat hat während des
Entnahmevorgangs eine entsprechend hohe Temperatur, die verhindert,
dass das Fluid innerhalb und/oder außerhalb des Entnahmeaggregats
anhaftet, wobei die Erwärmung
des Entnahmeaggregats zuvor innerhalb der Reinigungsvorrichtung
erfolgte. Da auch der Schlauch eine festgelegte Temperatur aufweist,
wird hierdurch vermieden, dass das Fluid an bestimmten Stellen des Schlauches
sich festsetzt und so den Schlauch verstopft.
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Vorzugsweise
umfasst das System eine Regelungseinheit, die die Temperatur des
Reinigungsfluids regelt. Zweckmäßigerweise
ist die Regelungseinheit in der Reinigungsvorrichtung integriert,
welches eine kompakte Einheit darstellt.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
mittels einer Bewegungseinrichtung das Entnahmeaggregat aus der
Reinigungsvorrichtung in das Behältnis
und umgekehrt verfahrbar ist. Vorzugsweise ist das System derart ausgelegt,
dass die Bewegungseinrichtung das Entnahmeaggregat nur innerhalb
einer Ebene führt.
Die Bewegung des Entnahmeaggregats aus der Reinigungsvorrichtung
und aus dem das viskose Fluid aufweisende Be hältnis sowie in die Reinigungsvorrichtung
und in das Behältnis
erfolgt jeweils in der gleichen Bewegungsrichtung.
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Die
oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den in
Anspruch 11 gekennzeichneten Merkmalen gelöst, dessen vorteilhafte Weiterbildungen
in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben werden.
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Erfindungsgemäß weist
das Verfahren zur dosierten Entnahme von viskosen Fluiden aus einem Behältnis mit
einem Entnahmeaggregat und zum Reinigen des Entnahmeaggregates mit
einer Reinigungsvorrichtung, die einen Innenraum mit einem Reinigungsfluid
aufweist, in den das Entnahmeaggregat durch eine an der Reinigungsvorrichtung
angeordnete Öffnung
führbar
ist, folgende Schritte für den
Entnahmevorgang auf: Zunächst
wird das Entnahmeaggregat, das sich zumindest teilweise im Innenraum
der Reinigungsvorrichtung befindet und in Betriebstemperatur gehalten
wird, aus der Reinigungsvorrichtung geführt. Vorzugweise wird der Innenraum
hierbei durch eine an der Reinigungsvorrichtung angeordnete elektrische
Heizung erwärmt. Das
Entnahmeaggregat wird in das Behältnis
geführt und
in das zu entnehmende Fluid getaucht. Hierbei weist das Entnahmeaggregat
eine Temperatur auf, so dass die Viskosität des Fluids am und/oder innerhalb
des Entnahmeaggregats soweit herabgesetzt wird, wodurch ein Anhaften
des viskosen oder des hochviskosen Fluids weitestgehend vermieden
werden kann. Anschließend
wird ein bestimmtes Volumen des Fluides aus dem Behältnis gepumpt
bis ein festgelegter Sollwert des Volumens erreicht ist. Der Sollwert
kann beispielsweise in einem Programm in einer Steuereinheit vorgegeben
sein.
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Nachdem
die Absaugung des Fluids abgeschlossen ist, beginnt der Reinigungsvorgang,
der folgende Schritte aufweist: Im ersten Schritt wird das Entnahmeaggregat
aus dem Behältnis
geführt.
Anschließend
wird das Entnahmeaggregat in die Reinigungsvorrichtung bewegt. Im
Anschluss wird das Entnahmeaggregat durch das im Innenraum sich
befindende, erwärmte
Reinigungsfluid gereinigt. Das Reinigungsfluid wird hierbei bei
jedem Reinigungsvorgang neu in den Innenraum der Reinigungsvorrichtung
eingeströmt.
Das Einlassen des Reinigungsfluides kann bereits während des
Absaugvorganges des viskosen Fluides erfolgen oder erst wenn das Entnahmeaggregat
innerhalb der Reinigungsvorrichtung sich befindet. Das Reinigungsfluid
wird innerhalb des Innenraumes vorzugsweise durch die elektrische
Heizung erwärmt,
so dass etwaige Verschmutzungen des Entnahmeaggregats mit viskosem
Fluid schnell beseitigt werden, wobei das Reinigungsfluid das viskose
Fluid aufnimmt. Für
den Reinigungsvorgang wird das Reinigungsfluid auf eine Temperatur
von mindestens 60°C,
vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 80°C erwärmt. Es hat
sich gezeigt, dass bei diesen Temperaturen besonders gute Reinigungsergebnisse
erzielbar sind. Anschließend
wird das Reinigungsfluid aus dem Innenraum gepumpt. Das Entnahmeaggregat
verbleibt im Innenraum und wird für den nächsten Entnahmevorgang auf
Betriebstemperatur gehalten.
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Vorzugsweise
ist das Verfahren geeignet das oben genannte System zu betreiben,
wobei es zweckmäßig ist,
dass der Entnahmevorgang und/oder der Reinigungsvorgang durch ein
Steuergerät
gesteuert werden.
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Die
Erfindung bezieht sich ferner auf ein Computerprogramm-Produkt mit einem
Programm, das das erfindungsgemäße Verfahren
ausführt,
sowie auf ein Steuergerät
dafür.
Das Programm ist hierbei in einem computerlesbaren Auf zeichnungsmedium
gespeichert und wird hierbei vorzugsweise auf einem magnetischem
Aufzeichnungsmedium wie einer Floppy-Disk aufgezeichnet oder auf
einem optischen Aufzeichnungsmedium wie einer CD-ROM, einer CR-R
(Compact Disk Recordable), einem Blitz-Speicher (flash memory) oder
dergleichen. Durch den Einsatz des Aufzeichnungsmediums mit hierauf
aufgezeichnetem Programm lässt
sich das Programm bei einer Vielzahl von Steuergeräten durch
das Aufzeichnungsmedium installieren, wodurch die Anwendbarkeit
des Verfahrens verbessert wird. Ferner ist es ebenfalls denkbar,
dass das Programm in einem Computernetzwerk installiert ist und
ein Host-Computer in dem Computernetzwerk die tatsächliche
Steuerung durchführt.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die
in den Ansprüchen
und in der Beschreibung erwähnten Merkmale
jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Die
Figur zeigt ein System zur dosierten Entnahme eines hochviskosen
Fluides 11 aus einem Behältnis 10 mit einem
Entnahmeaggregat 101, das als Sauglanze ausgeführt ist,
und zum Reinigen des Entnahmeaggregates 101 mit einer Reinigungsvorrichtung 100.
Die Reinigungsvorrichtung 100 weist einen rohrförmigen Innenraum 12 auf,
in den ein Reinigungsfluid durchströmbar ist. An der dem freien
Ende gegenüberliegenden
Seite weist das Entnahmeaggregat 101 eine Dichtvorrichtung 14 auf,
die konisch ausgebildet ist. Die konische Dichtvorrichtung 14 liegt
unmittelbar an der Öffnung 13 der
Reinigungsvorrichtung 100 an, so dass der Innenraum 12 druckfest
abgedichtet ist. Die Öffnung 13 ist
ebenfalls konisch ausgeführt.
Das Entnahmeaggregat 101 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
stab förmig
ausgebildet, wobei der Innenraum 12 dem Entnahmeaggregat 101 hinsichtlich
des Volumens angepasst ist. Der Innenraum 12 ist zylindrisch
und arbeitet als Erwärmungsrohr.
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Die
Reinigungsvorrichtung 100 umfasst eine elektrische Heizung 15,
die den Innenraum 12 und somit das Entnahmeaggregat 101 erwärmt. Eine
Erwärmung
kann ebenfalls durch eine Durchlauferhitzung mittels einer Wärmeüberträgerflüssigkeit
erfolgen, die über
eine Einlassöffnung 16 in
die Reinigungsvorrichtung 100 strömt und diese durch die Auslassöffnung 17 verlässt.
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Das
Entnahmeaggregat 101 weist an der Dichtungsseite einen
flexiblen Schlauch 18 auf, der mit einer Pumpe 20 verbunden
ist. Der flexible Schlauch 18 ist durch eine elektrische
Begleitheizung erwärmbar.
Das Behältnis 10,
das im dargestellten Beispiel mehr als zur Hälfte mit dem hochviskosen Fluid 11 gefüllt ist,
hat eine Öffnung 19,
durch die das Entnahmeaggregat 101 führt und mit dem Entnahmeaggregatkopf 101 im
Fluid 11 getaucht ist.
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Der
Dosiervorgang durch Absaugung eines definierten Volumens des hochviskosen
Fluids 11 erfolgt nun mit folgenden Schritten: Zunächst wird
das Entnahmeaggregat 101, das sich im Innenraum 12 der
Reinigungsvorrichtung 100 befindet und in Betriebstemperatur
durch die elektrische Heizung 15 gehalten wird, aus der
Reinigungsvorrichtung 100 geführt. Eine nicht dargestellte
Bewegungsvorrichtung ist mit dem Entnahmeaggregat 101 verbunden und
führt hierbei
die entsprechende Bewegung durch, die in der dargestellten Figur
in z-Richtung nach
oben erfolgt. Befindet sich das Entnahmeaggregat 101 vollständig außerhalb
der Reinigungsvorrichtung 100, erfolgt eine Bewegung in
x-Richtung nach rechts in Richtung des Behältnisses 10. Ist die
entsprechende Position in x-Richtung erreicht, wird das Entnahmeaggregat 101 in
das Behältnis 10 geführt und
in das zu entnehmende Fluid 11 getaucht. Die Öffnung 19 des
Behältnisses 10 liegt
in der vorliegenden Ausführungsform
in einer Flucht zur Öffnung 13 der
Reinigungsvorrichtung 101. Die Bewegung des Entnahmeaggregat 101 vom
Behältnis 10 in
die Reinigungsvorrichtung 100 erfolgt in umgekehrter Weise.
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Im
Anschluss erfolgt der Pumpvorgang, der ein bestimmtes Volumen des
Fluides 11 aus dem Behältnis 10 mittels
der Pumpe 20 saugt. Nur sehr geringe Mengen an hochviskosem
Fluid bleiben am erwärmten
Entnahmeaggregat 101 zurück. Da auch der flexible Schlauch 18 eine
bestimmte Temperatur aufweist, wird die Gefahr einer Verstopfung
durch das Festsetzen des hochviskosen Fluids innerhalb des Schlauches 18 wesentlich
gemindert.
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Ist
ein festgelegter Sollwert des Volumens erreicht, der abgesaugt werden
soll, wird der Pumpvorgang beendet. Anschließend wird der Reinigungsvorgang
mit folgenden Schritten gestartet: Das Entnahmeaggregat 101 wird
durch die Bewegungsvorrichtung aus dem Behältnis 10 in z-Richtung
nach oben geführt.
Anschließend
wird das Entnahmeaggregat 101 in x-Richtung verfahren und
nach Erreichen der entsprechenden Position in x-Richtung nach unten
in z-Richtung in die Reinigungsvorrichtung 100 gesenkt.
Im nächsten
Schritt wird neues Reinigungsfluid in den Innenraum 12 gefördert, das
sich durch die elektrische Heizung 15 in kurzer Zeit erwärmt. Die Reinigungstemperatur
des Reinigungsfluids beträgt im
Ausführungsbeispiel
ungefähr
80°C. Das
Reinigungsfluid löst
hierbei etwaiges am Entnahmeaggregat 101 sich befindende
viskoses Fluid 11. Nach einer festgelegten Zeit wird das
Reinigungsfluid aus dem Innenraum 12 gepumpt. Das gereinigte
Entnahmeaggregat 101 verbleibt im Innenraum 12 und
wird weiter durch die Heizung 15 auf einer bestimmten Temperatur
gehalten. Dieses hat den Vorteil, dass das Entnahmeaggregat 101 jederzeit
für den
Absaugvorgang einsatzbe reit ist, ohne dass das abzusaugende Fluid 11 sich
am Entnahmeaggregat 101 festsetzt.
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Das
beschriebene System ist mit einem nicht dargestellten Steuergerät verbunden,
welches den Bewegungsvorgang, den Absaugvorgang, den Reinigungsvorgang
und die Heizvorgänge
steuert. Das System lässt
sich kompakt aufbauen und als Modul in einer Anlage zum dosierten
Entleeren von hochviskosen Fluiden integrieren.
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- 100
- Reinigungsvorrichtung
- 101
- Entnahmeaggregat
- 10
- Behältnis
- 11
- Viskoses
Fluid
- 12
- Innenraum
- 13
- Öffnung (Reinigungsvorrichtung)
- 14
- Dichtungsvorrichtung
- 15
- Heizung
- 16
- Einlassöffnung
- 17
- Auslassöffnung
- 18
- Flexibler
Schlauch
- 19
- Öffnung (Behältnis)
- 20
- Pumpe