-
Feld der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit,
insbesondere zum dosierten Transferieren einer bei Raumtemperatur
zähflüssigen Flüssigkeit
von einem Vorratsbehälter
in einen Aufnahmebehälter
zum Zwecke einer weiteren Verarbeitung der zähflüssigen Flüssigkeit.
-
Technologischer
Hintergrund
-
Bei
dem so genannten Resin Transfer Molding"-Verfahren (RTM-Verfahren) wird ein
trockenes Faserhalbzeug, welches aus zugeschnittenen Verstärkungsfasern
besteht, in ein zweigeteiltes, eine Ober- und eine Unterschale aufweisendes
Werkzeug gelegt. Das Werkzeug wird dann verschlossen und abgedichtet.
Nachfolgend wird über
eine erste Zuleitung ein externer mit Harz befüllter Vorratsbehälter mit
dem Werkzeug gekoppelt. Ferner wird über eine zweite Zuleitung eine
Vakuumpumpe mit dem Werkzeug pneumatisch gekoppelt. Bei einem Anlegen
von Vakuum wird sodann Harz aus dem externen Vorratsbehälter über die
erste Zuleitung in das Werkzeug transferiert. Dadurch wird das Faserhalbzeug
mit Harz durchsetzt. Optional kann der Vorratsbehälter auch
mit Pressluft beaufschlagt werden, so dass das darin befindliche
Harz zusätzlich
in das Werkzeug gedrückt
wird.
-
Durch
die Zufuhr von Wärme,
welche über geeignete
Heizelemente dem Werkzeug und damit dem von Harz durchsetzten Bauteil
zugeführt
wird, erfolgt eine Aushärtung
des Harzes, so dass die einzelnen Fasern des Bauteils miteinander
verbunden werden. Nach erfolgter Aushärtung wird das erzeugte Kompositbauteil
aus dem Werkzeug entnommen. Nach einer Reinigung der Ober- und Unterschale steht
das Werkzeug für
die Herstellung neuer Bauteile zur Verfügung.
-
In
der verfahrenstechnischen Umsetzung tritt das Problem auf, dass
bei der Befüllung
des Vorratsbehälters
die transferierte Harzmenge nur sehr ungenau dosiert werden kann.
Dies liegt daran, dass das Harz üblicherweise
eine sehr zähflüssige Flüssigkeit darstellt,
welche bei einem Füllvorgang
Fäden zieht. Die
Fäden reißen typischerweise
nicht immer sofort dann ab, wenn die gewünschte Harzmenge in den Vorratsbehälter transferiert
worden ist.
-
Ein
weiteres Problem bei der Befüllung
des Vorratsbehälters
besteht darin, dass Harzmaterial zudem eine sehr klebrige Substanz
ist, so dass ein Befüllen
des Vorratsbehälters üblicherweise
zu erheblichen Verschmutzungen außerhalb des Vorratsbehälters führt.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Handhaben
einer Flüssigkeit
anzugeben, welches Verfahren auch bei einer zähflüssigen Flüssigkeit eine genaue und zudem saubere
Dosierung einer in einen Vorratsbehälter zu transferierenden Flüssigkeitsmenge
ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit, insbesondere zum
dosierten Transferieren einer bei Raumtemperatur zähflüssigen Flüssigkeit
von einem Vorratsbehälter
in einen Aufnahmebehälter
zum Zwecke einer weiteren Verarbeitung der zähflüssigen Flüssigkeit. Das Verfahren umfasst
folgenden Schritt: Befüllen des
Aufnahmebehälters
mit der Flüssigkeit,
wobei die Flüssigkeit
in einer Vielzahl von Einzelportionen vorliegt und wobei die Flüssigkeit
derart abgekühlt
ist, dass die Einzelportionen in einem überwiegend festen Aggregatszustand
vorliegen.
-
Dem
genannten Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass grundsätzlich jede
Flüssigkeit
bei einem entsprechend starken Abkühlen gefriert und somit in
einen festen Aggregatszustand übergeht. Die
erforderliche Gefriertemperatur hängt dabei von der Art der zu
transferierenden Flüssigkeit
ab. Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff "Gefrieren" umfasst dabei jede beliebige Art des Übergangs
einer Substanz von einem flüssigen
in einen festen Aggregatszustand. Es wird darauf hingewiesen, dass insbesondere
bei zähflüssigen Substanzen,
beispielsweise bei thermoplastischen Materialien, der Übergang
vom flüssigen
in den festen Aggregatszustand häufig
auch als "Erstarren" bezeichnet wird.
-
Im
Vergleich zu einem Transferieren von viskosen Flüssigkeiten durch ein einfaches
Umgießen kann
durch die Verwendung von gefrorenen Einzelportionen erreicht werden,
dass die Bildung von Flüssigkeitsfäden vermieden
wird. Dadurch können
auch extrem hochviskose Flüssigkeiten
hinsichtlich ihrer Menge sehr genau dosiert werden. Ferner kann
der Transfer von gefrorener Flüssigkeit
auch auf einfach Art und Weise durchgeführt werden, ohne dass eine Verschmutzung
des Außenbereichs
des Aufnahmebehälters
zu besorgen ist.
-
Mit
dem beschriebenen Verfahren kann bei besonders zähflüssigen Flüssigkeiten zudem eine bisher
nicht erreichte Dosiergenauigkeit erreicht werden. Bei derartigen
besonders hochviskosen Flüssigkeiten
ist bisher nämlich
eine Erwärmung
erforderlich, um die Viskosität
der Flüssigkeit
zu reduzieren und um damit überhaupt
eine ungefähre
Dosierung zu ermöglichen.
Da jedoch bei einem Umfüllvorgang die
Temperatur niemals absolut genau eingestellt und zudem konstant
gehalten werden kann, ist eine Schwankung der Viskosität währen des
Umfüllvorgangs
nicht zu vermeiden. Daraus ergibt sich bei herkömmlichen Umfüllvorgängen stets
eine temperaturbedingte Ungenauigkeit bei der Dosierung. Die Dosiergenauigkeit
des hier beschriebenen Verfahrens ist jedoch auf vorteilhafte Weise
von der Temperatur unabhängig,
da beim Umfüllen
keine eine Viskosität aufweisende
flüssige
Flüssigkeit,
sondern ein Schüttgut
aus festen Einzelfragmenten vorliegt. Demzufolge beeinflussen Temperaturschwankungen
die Dosiergenauigkeit nicht oder nur unwesentlich.
-
Die
in den Aufnahmebehälter
transferierte gefrorene Flüssigkeit
kann dann je nach Anwendung entweder in gefrorenem Zustand weiter
verarbeitet oder zunächst
erwärmt
und damit in den flüssigen bzw.
zähflüssigen Zustand überführt werden.
Beispiel für
eine weitere Verarbeitung von einer zähflüssigen Flüssigkeit ist das in der Beschreibungseinleitung
genannte RTM Verfahren.
-
Es
wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass das beschriebene Verfahren zum Handhaben einer
Flüssigkeit
keineswegs den Einsatz in einem RTM-Verfahren beschränkt ist.
Das Verfahren kann außer
mit Harz auf vorteilhafte Weise auch mit anderen zähflüssigen Flüssigkeiten
durchgeführt
werden. Als keineswegs einschränkende
Beispiele werden an dieser Stelle ein dosierter Transfer von Klebstoff
im Bereich der Fertigung von Klebeteilen oder ein genau dosierter
Transfer von zähflüssiger Lotpaste
im Bereich der Fertigung von elektronischen Baugruppen genannt.
-
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erfolgt das Befüllen des Aufnahmebehälters mit
einer in Form von gefrorenem Granulat vorliegenden Flüssigkeit.
Da es sich bei Granulat üblicherweise
um eine Vielzahl von kleinen Einzelportionen an gefrorener Flüssigkeit
handelt, kann eine besonders genaue Dosierung der insgesamt zu transferierenden
Flüssigkeitsmenge
erreicht werden. In diesem Zusammenhang wird betont, dass es sich bei
dem beschriebenen Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit
um ein Transferverfahren handelt, bei dem die Flüssigkeit nicht kontinuierlich
sondern in diskreten Portionen in den Aufnahmebehälter transferiert
wird. Die Genauigkeit der Dosierung ist demzufolge umso größer, je
kleiner die Granulatkörner der
gefrorenen Flüssigkeit
sind.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt die Befüllung des Aufnahmebehälters mittels
einer Dosiervorrichtung, welche derart eingerichtet ist, dass eine
genau definierte Menge an gefrorener Flüssigkeit in den Aufnahmebehälters transferiert
wird. Dabei kann die Dosierung beispielsweise durch eine Erfassung
der Anzahl an transferierten Einzelportionen erfolgen, so dass bei
einer genauen Kenntnis der Größen bzw. der
Volumina der einzelnen Portionen die Füllmenge somit exakt bestimmt
werden kann. Ebenso kann bei einer genauen Kenntnis der mittleren
Größe der Einzelportionen
eine genaue Dosierung erfolgen, sofern eine Vielzahl von Einzelportionen
transferiert wird und sich größere und
kleinere Einzelportionen gegenseitig herausmitteln. Ebenso kann
eine genaue Dosierung erfolgen, wenn bei einer vergleichsweise kleinen
Größe der Einzelportionen
eine bestimmte Zeit vorgegeben wird, in der nach dem Prinzip einer Eieruhr
eine Vielzahl von kleinen Einzelportionen die Dosiervorrichtung
verlässt.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt das Befüllen des Aufnahmebehälters in
einer kalten Umgebung. Durch eine derartige Maßnahme kann erreicht werden, dass
an den kalten Einzelportionen eine Kondensation von Luftfeuchtigkeit
weitgehend verhindert wird. Dadurch wird ein ungewollter Transfer
von Wasser in den Aufnahmebehälter
vermieden.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt das Befüllen des Aufnahmebehälters in
einer trockenen Umgebung. Auch diese Maßnahme schafft die Möglichkeit,
eine ungewollte Kondensation von Luftfeuchtigkeit an den kalten
Einzelportionen zu verhindern. Eine trockene Umgebung kann sowohl
durch getrocknete Luft als auch durch andere Gase, beispielsweise
Stickstoff, realisiert werden, die sich in der Umgebung der Befüllung befinden.
Dabei kann der Transfervorgang beispielsweise in einer Kammer erfolgen,
so dass der Bereich des Flüssigkeitstransfers
von einer Außenumgebung
abgetrennt ist. Der Bereich des Flüssigkeitstransfers kann jedoch
auch nach außen
offen sein, wobei in diesem Fall dafür Sorge zu tragen ist, dass
durch eine entsprechende Strömung
trockene Luft bzw. trockenes Gas in den Bereich des Flüssigkeitstransfers
und in den Aufnahmebehälter
gelangt.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist ein zusätzlicher Schritt vorgesehen,
bei dem eine oben genannte Dosiervorrichtung mit einem Gas befüllt wird,
welches Gas schwerer ist als Luft. Das Befüllen des Vorratsbehälters mit
dem schweren Gas kann eine Kondensation von Luftfeuchtigkeit an
den kalten Einzelportionen bereits vor dem Transfer in den Aufnahmebehälter verhindern.
Das Gas hat demzufolge die Wirkung eines Schutzgases, welches zuverlässig eine
Kondensation von Luftfeuchtigkeit verhindert. Sofern sich ferner
während
des Füllvorgangs
die Dosiervorrichtung oberhalb des Aufnahmebehälters befindet, strömt automatisch
das schwere Gas zusammen mit den gefrorenen Einzelportionen aus
und gelangt ebenso wir die gefrorenen Einzelportionen in den Aufnahmebehälter. Somit
sind die Einzelportionen nicht nur in der Dosiervorrichtung, sondern
ebenso sowohl während
der Befüllung
als auch in dem Aufnahmebehälter
vor Kondensationsfeuchtigkeit geschützt.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist ein weiterer Schritt vorgesehen, in dem
die Vielzahl von Einzelportionen von gefrorener Flüssigkeit
erzeugt wird. Dabei spielt es keine Rolle, ob zunächst eine
Abkühlung
der Flüssigkeit
und erst dann eine Vereinzelung der gefrorenen Flüssigkeit
erfolgt oder ob zunächst
die Flüssigkeit
in kleine Einzelportionen aufgeteilt wird und erst danach die Einzelportionen
abgekühlt
werden. Ebenso kann sowohl das Abkühlen als auch das Vereinzeln
in einem gemeinsamen Schritt erfolgen.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt das Erzeugen der Vielzahl von Einzelportionen
von gefrorener Flüssigkeit
durch zunächst
ein Einfüllen
von flüssiger
Flüssigkeit
in entsprechende Einzelformen und dann durch ein Abkühlen der
in die Einzelformen eingefüllten
Flüssigkeitsportionen.
Diese Art der Erzeugung von gefrorener und vereinzelter Flüssigkeitsportionen ähnelt einem
Verfahren zur Herstellung von Eiswürfeln, die beispielsweise zur
schnellen Kühlung von
Getränken
verwendet werden.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt das Erzeugen der Vielzahl von Einzelportionen
von gefrorener Flüssigkeit
zunächst
durch ein Abkühlen
einer vorgegebenem Flüssigkeitsmenge.
Die Abkühlung
wird so lange fortgesetzt, bis ein Gefriergut vorliegt. Danach erfolgt
ein mechanisches Vereinzeln des Gefrierguts bis die Einzelportionen
mit einer vorbestimmten Größe vorliegen.
Diese Art der Erzeugung der Einzelportionen von gefrorener Flüssigkeit
ist mit einem mechanischen Schreddern vergleichbar. Es wird darauf hingewiesen,
dass bei einem mechanischen Schreddervorgang häufig verschieden große Einzelfragmente
erzeugt werden. In diesem Fall ist das Merkmal, wonach die Einzelportionen
mit einer vorbestimmten Größe vorliegen,
so zu verstehen, dass die Einzelportionen eine vorbestimmte mittlere
Größe aufweisen.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erfolgt das Erzeugen der Vielzahl von Einzelportionen
von gefrorener Flüssigkeit
zunächst
durch ein Versprühen
der Flüssigkeit, so
dass eine Vielzahl von kleinen Flüssigkeitströpfchen entsteht. Danach erfolgt
ein Abkühlen
der kleinen Flüssigkeitströpfchen,
so dass diese Flüssigkeitströpfchen erstarren.
Durch ein Versprühen
der Flüssigkeit
in eine kalte Atmosphäre
kann die Flüssigkeit
in besonders kleine bzw. feine Einzelportionen überführt werden. Dadurch kann auf
einfache Art und Weise eine besonders hohe Dosiergenauigkeit erreicht
werden.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass besonders kleine Flüssigkeitströpfchen und
damit besonders kleine Portionen an gefrorener Flüssigkeit
dadurch erzeugt werden können,
dass die zu versprühenden Flüssigkeit
vor dem Sprühvorgang
zunächst
erwärmt wird,
so dass deren Viskosität
reduziert wird. Infolge der besonders kleinen Einzelportionen von
gefrorenen Flüssigkeitströpfchen kann
die Dosiergenauigkeit weiter erhöht
werden.
-
Kurze Beschreibung
der Figuren
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.
In der Zeichnung zeigen in schematischen Darstellungen
-
1 eine
Befüllung
eines Aufnahmebehälters
mit einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat,
welches sich in einer Dosiervorrichtung befindet,
-
2 eine
Befüllung
eines Aufnahmebehälters
mit einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat
in einer kalten Atmosphäre,
-
3 eine
Befüllung
eines Aufnahmebehälters
mit einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat
in einer trockenen Atmosphäre,
-
4 eine
Befüllung
eines Aufnahmebehälters
mit einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat,
welches von einem Schutzgas umgeben ist,
-
5 ein
Abfüllen
von flüssiger
Flüssigkeit
in kleine Einzelformen zum Zwecke einer nachfolgenden Erzeugung
von Einzelportionen an gefrorener Flüssigkeit,
-
6 ein
mechanisches Vereinzeln eines Gefriergutes von gefrorener Flüssigkeit
zum Zwecke der Erzeugung eines Granulats aus gefrorener Flüssigkeit,
und
-
7 ein
Versprühen
von flüssiger
Flüssigkeit
in eine kalte Atmosphäre
zum Zwecke der Erzeugung eines feinen Granulats aus gefrorener Flüssigkeit.
-
Detaillierte
Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele
-
An
dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die
Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Komponenten
lediglich in ihrer ersten Ziffer unterscheiden.
-
1 zeigt
in einer schematischen Darstellung die Befüllung eines Aufnahmebehälters 120 mit einer
bei Raumtemperatur zähflüssigen Flüssigkeit. Die
Flüssigkeit
liegt in Form eines gefrorenen Granulats 100 vor, so dass
bei dem Befüllen
des Aufnahmebehälters 120 keine
Flüssigkeitsfäden gebildet werden.
Um eine genaue Dosierung des in den Aufnahmebehälter 120 transferierten
Granulats zu erreichen, ist eine Dosiervorrichtung 110 vorgesehen.
Die Dosiervorrichtung 110 ermöglicht zum einen eine genaue
Dosierung der zu transferierenden Granulatmenge und zum anderen
eine saubere Befüllung
des Aufnahmebehälters 120 mit
der bei Raumtemperatur zähflüssigen Flüssigkeit.
Das Befüllen
des Aufnahmebehälters 120 stellt
somit einen diskreten Transfer von einer Vielzahl von kleinen Einzelportionen
an gefrorener Flüssigkeit
dar. Da dabei keine Flüssigkeitsfäden erzeugt
werden, kann somit auf einfache Weise eine unerwünschte Verschmutzung der Umgebung
des Aufnahmebehälters 120 vermieden
werden.
-
2 zeigt
eine vorteilhafte Ausführungsvariante
der Befüllung
eines Aufnahmebehälters 220 mit
einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat 200.
Die Befüllung
erfolgt zum Zwecke einer genauen Dosierung mittels einer Dosiervorrichtung 210.
Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform
erfolgt die Befüllung
in einer Transferkammer 230, welche eine Begrenzungswand
aufweist. Die Begrenzungswand hat bevorzugt eine thermisch isolierende
Wirkung, so dass innerhalb der Kammer 230 mittels eines
Kühlaggregats 240 eine
niedrige Temperatur erzeugt und auch gehalten werden kann. Die Befüllung des
Aufnahmebehälters 220 in
einer kalten Atmosphäre
hat den Vorteil, dass sich während
des Füllvorgangs
keinerlei Luftfeuchtigkeit an den gefrorenen Granulatkörner 200 anlagert.
Auf diese Weise wird verhindert, dass zusätzlich zum gewünschten Transfer
der gefrorenen Flüssigkeit
auch noch Wasser in Form von Kondensflüssigkeit, welche an den gefrorenen
Granulatkörnern 200 angelagert
ist, in den Aufnahmebehälter 220 transferiert
wird.
-
3 zeigt
eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante
der Befüllung
eines Aufnahmebehälters 320 mit
einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat 300.
Die Befüllung
erfolgt ebenso wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
mittels einer Dosiervorrichtung 310. Im Unterschied zu
der in 2 dargestellten Befüllung in einer kalten Atmosphäre erfolgt
gemäß dem hier
beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Befüllung
in einer trockenen Atmosphäre,
so dass ebenso ein Anlagern von Kondensationsfeuchtigkeit an die
gefrorenen Granulatkörner 300 verhindert
wird. Die trockene Atmosphäre wird
in einer Transferkammer 330 erzeugt, welche eine weitgehend
gasdichte Begrenzungswand aufweist. Die Erzeugung der trockenen
Atmosphäre
erfolgt durch einen Luftentfeuchter 350, welcher die in der
Transferkammer 330 vorhandene Luftfeuchtigkeit sammelt
und in die äußere Umgebung
der Transferkammer 330 fördert. Es wird darauf hingewiesen, dass
sich in der Transferkammer 330 anstelle von trockener Luft
auch ein anderes Gas, beispielsweise Stickstoff, befinden kann.
-
4 zeigt
eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante
der Befüllung
eines Aufnahmebehälters 420 mit
einem gefrorenen Flüssigkeitsgranulat 400.
Eine Kondensation von Luftfeuchtigkeit an den gefrorenen Granulatkörner 400 wird
gemäß dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel
durch die Verwendung eines Schutzgases 460 verhindert,
welches bereits vor der eigentlichen Befüllung des Aufnahmebehälters 420 in
eine Dosiervorrichtung 410 eingeleitet wird. Das Schutzgas 460 ist
schwerer als Luft. Somit strömt
es bei der Befüllung
des Aufnahmebehälters 420,
welcher unmittelbar unterhalb der Dosiervorrichtung 410 angeordnet
ist, automatisch in den Aufnahmebehälters 420. Damit wird
sichergestellt, dass die gefrorenen Granulatkörner 400 stets von dem
Schutzgas 460 umgeben sind. Das Schutzgas kann somit ebenso
eine Anlagerung von Kondensationsfeuchtigkeit an die Granulatkörner 400 verhindern.
Gemäß dem hier
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist dieser Schutz nicht nur während
des Befüllens gewährleistet.
Ein Schutz vor Kondensationsfeuchtigkeit besteht auch in der Dosiervorrichtung 410 und
in dem Aufnahmebehälter 420.
-
Nachfolgend
werden anhand von den 5, 6 und 7 drei
Möglichkeiten
beschrieben, wie eine bei Raumtemperatur zähflüssige Flüssigkeit zum Zwecke einer einfachen
Handhabung der Flüssigkeit
derart portioniert werden kann, dass eine Vielzahl von gefrorenen
Einzelportionen an gefrorener Flüssigkeit
vorliegt.
-
Wie
aus 5 ersichtlich, können die Einzelportionen an
gefrorener Flüssigkeit 500 dadurch
hergestellt werden, dass eine zunächst noch flüssige Flüssigkeit 502 aus
einem Vorratsbehälter 504 in eine
Form 570 gegossen wird, welche eine Vielzahl von Vertiefungen
zum Zwecke der Aufnahme jeweils einer vorbestimmten Menge an Flüssigkeit 502 aufweist.
Nach der Befüllung
der Form 570 wird diese zusammen mit der darin befindlichen
Flüssigkeit
derart abgekühlt,
dass die Flüssigkeit
gefriert. Auf diese Weise werden viele Einzelportionen an gefrorener Flüssigkeit 500 erzeugt.
Die An der Erzeugung der gefrorenen Einzelportionen ähnelt der
für jedermann bekannten
Herstellung von gewöhnlichen
Eiswürfeln, welche
beispielsweise zur Kühlung
von Getränken vorgesehen
sind.
-
Wie
aus 6 ersichtlich, kann ein Granulat 600 aus
gefrorener Flüssigkeit
auch durch einen mechanischen Vereinzelungsvorgang erzeugt werden. Diese
An der Granulatherstellung entspricht einem bekannten Schreddern.
Dabei wird eine größere Menge
an gefrorener Flüssigkeit 680,
welche als ein Stück
Gefriergut vorliegt, in einer Schredderbehälter 682 gebracht.
In dem Schredderbehälter 682 sorgt ein
Mahlwerk 684, welches über
eine Antriebswelle 686 von einem Motor 688 angetrieben
wird, für
eine sukzessive Vereinzelung der gefrorenen Flüssigkeit 680. Auf
diese Weise entsteht das gefrorene Granulat 600, wobei
die mittlere Größe der einzelnen
Granulatkörner 600 unter
anderem von der Geometrie des Mahlwerks 684, von der Rotationsgeschwindigkeit
des Mahlwerks 684 sowie insbesondere von der zeitlichen
Dauer des Schreddervorgangs abhängt. Zur
Vermeidung einer Erwärmung
bzw. eines ungewollten Aufschmelzens der Granulatkörner 600 kann der
Schredderbehälter 682 in
einem Kühlschrank
angeordnet sein, so dass während
des gesamten Schreddervorgangs eine einheitlich niedrige Temperatur
innerhalb des Schredderbehälter 682 gewährleistet
ist.
-
Wie
aus 7 ersichtlich, kann ein Granulat 700 aus
gefrorener Flüssigkeit
auch durch ein Versprühen
von zunächst
flüssiger
Flüssigkeit 702 in eine
kalte Atmosphäre
erzeugt werden. Dazu wird die Flüssigkeit 702 mit
hohem Druck durch eine Zerstäubungsdüse 790 gedrückt. Beim
Austritt durch eine Austrittsöffnung 792 oder
durch eine Mehrzahl von kleinen Austrittsöffnungen wird die Flüssigkeit
in Form von kleinen Flüssigkeitströpfchen 700 in
einen Gefrierraum 792 gesprüht. In dem Gefrierraum 792 befindet
sich ein Kühlaggregat 794,
welches für
eine niedrige Temperatur innerhalb des Gefrierraums 792 sorgt.
Infolge der niedrigen Temperatur innerhalb des Gefrierraums 792 werden
die Flüssigkeitströpfchen 700 schnell
abgekühlt,
so dass sie eine Vielzahl von kleinen gefrorenen Granulatkörnchen 700 bilden.
Die Granulatkörnchen 700 werden
durch eine Wanne 796 aufgefangen, in der sie gesammelt
werden. Nach der Erzeugung einer bestimmen Menge an Granulat 700 ermöglicht die
Wanne 796 ein einfaches Übergeben des Granulats an eine
Dosiervorrichtung, welche in den 1 bis 4 dargestellt
ist.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass besonders kleine Flüssigkeitströpfchen und
damit ein besonders feines Granulat dadurch erzeugt werden kann,
dass die zu versprühende
Flüssigkeit
vor dem Sprühvorgang
zunächst
erwärmt
wird, so dass deren Viskosität
reduziert ist. Die erhöhte
Temperatur der Flüssigkeitströpfchen hat
dabei keinen negativen Einfluss auf den Gefriervorgang. Bei besonders
kleinen Flüssigkeitströpfchen ist
nämlich
das Verhältnis
von Oberfläche
zu Volumen des Flüssigkeitströpfchen besonders
hoch, so dass die Abkühlung
der erwärmten
und dafür
kleinen Flüssigkeitströpfchen im
Ergebnis mindestens so schnell erfolgt kann wie die Abkühlung von
nicht erwärmtem
und dafür
etwas größeren Flüssigkeitströpfchen.
-
Ergänzend wird
darauf hingewiesen, dass „aufweisend" keine anderen Elemente
oder Schritte ausschließt
und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis
auf eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen
oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden
können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkung
anzusehen.
-
- 100
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 110
- Dosiervorrichtung
- 120
- Aufnahmebehälter
- 200
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 210
- Dosiervorrichtung
- 220
- Aufnahmebehälter
- 230
- Transferkammer
(thermisch isoliert)
- 240
- Kühlaggregat
- 300
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 310
- Dosiervorrichtung
- 320
- Aufnahmebehälter
- 330
- Transferkammer
(gasdicht)
- 350
- Luftentfeuchter
- 400
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 410
- Dosiervorrichtung
- 420
- Aufnahmebehälter
- 460
- Schutzgas
- 500
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 502
- Flüssigkeit
(zähflüssig)
- 504
- Vorratsbehälter
- 570
- Form
- 600
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 680
- gefrorene
Flüssigkeit
- 682
- Schredderbehälter
- 684
- Mahlwerk
- 686
- Antriebswelle
- 688
- Antriebsmotor
- 700
- Flüssigkeit
(gefroren und vereinzelt)/Granulat
- 702
- Flüssigkeit
(zähflüssig)
- 790
- Zerstäubungsdüse
- 792
- Austrittsöffnung
- 792
- Gefrierraum
- 794
- Kühlaggregat