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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung viskosen Materials,
umfassend einen das Material aufnehmenden Behälter, in dem ein über einen
Motor antreibbares Rührwerk
angeordnet ist.
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Eine
solche Aufbereitungsvorrichtung dient dazu, das im Behälter befindliche
Material vor der eigentlichen Verarbeitung durch Rühren zu
bearbeiten, damit das Material die geforderten Verarbeitungseigenschaften
aufweist. Bei dem Material handelt es sich üblicherweise um Kunststoff
oder Kunststoffmischungen, die in unterschiedlichsten Viskositäten in solchen
Vorrichtungen aufbereitet werden können. Bei dem Kunststoffmaterial
kann es sich um beliebiges Kunststoffmaterial handeln, es kann hochgefüllt sein
und mit Zusätzen
versehen sein, gegebenenfalls kann es sich um abrassives Material
handeln, etc. Der Aufbereitungsvorrichtung kommt dabei die Aufgabe
zu, das im Behälter
aufgegebene Material zu rühren,
dabei zu homogenisieren, gegebenenfalls zu dispergieren oder suspendieren
sowie eine bestimmte Temperatur einzustellen.
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Hierzu
verfügt
die Vorrichtung über
einen hinreichend großen
Behälter,
in dem ein Rührwerk, beispielsweise
ein Ankerrührer,
angeordnet ist. Dieser befindet sich an einer Antriebsstange, die über einen
außerhalb
des Behälters
angeordneten Motor rotierend angetrieben wird. Nach hinreichender
Aufbereitungszeit wird das Material aus dem Behälter abgezogen, wozu eine externe
Förderpumpe
dient, die ihrerseits separat betrieben wird, also einen eigenen Antrieb
aufweist und mit dem Behälter über eine Schlauchverbindung
gekoppelt ist. Über
diese Pumpe wird, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Überdruck-Luftsäule über der
Masse im Behälterinneren,
das Material zu einer Verarbeitungseinrichtung, die der Vorrichtung
nachgeschaltet ist, gefördert,
beispielsweise einer Dosiereinrichtung oder dergleichen. Nachteilig
hierbei ist, dass in jedem Fall zwei separate Antriebsvorrichtungen
benötigt
werden, nämlich
zum einen der motorische Rührwerkantrieb,
zum anderen die externe, über
einen separaten Antrieb verfügende
Förderpumpe.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben,
die konstruktiv einfach aufgebaut ist und sowohl eine Aufbereitung als
auch Förderung
des aufbereiteten Materials zulässt.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass eine dem Behälter
nachgeschaltete Förderpumpe
vorgesehen ist, die über
den das Rührwerk
antreibenden Motor antreibbar ist.
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Erfindungsgemäß kommt
dem Motor eine Doppelfunktion zu, nämlich einmal die, wie bisher auch
das Rührwerk
anzutreiben. Darüber
hinaus dient der Motor aber auch dazu, die Förderpumpe anzutreiben, das
heißt,
diese weist keinen eigenen Antrieb auf, sondern besteht letztlich
lediglich aus dem Pump- oder Förderwerk.
Dies führt
dazu, dass zum einen die hiermit verbundenen Herstellungskosten deutlich
gesenkt werden können,
zum anderen ergibt sich auch ein konstruktiv vorteilhafter Aufbau,
da eine wesentlich kleinere Förderpumpe,
die einfacher zu integrieren ist, verwendet werden kann.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Motor mit dem
Rührwerk über eine
Antriebsstange verbunden ist, mit welcher Antriebsstange die durch
Drehung der Antriebsstange antreibbare Förderpumpe direkt oder indirekt
bewegungsgekoppelt ist. Die Motordrehung wird gemäß dieser
Erfindungsausgestaltung über
die Antriebsstange auf die Förderpumpe übertragen,
die hierzu mit der Antriebsstange bewegungsgekoppelt ist. Dies kann
entweder über
eine direkte mechanische Bewegungskopplung realisiert sein oder über eine
indirekt Kopplung, beispielsweise unter Zwischenschaltung von entsprechenden Übersetzungsgetrieben
oder sonstigen Kopplungsmechanismen. Dabei hat es sich als besonders
vorteilhaft insbesondere in konstruktiver Hinsicht herausgestellt,
wenn die Förderpumpe
in axialer Verlängerung
der Antriebsstange an den Behälter anschließt. Nachdem
die Antriebsstange üblicherweise
den Behälter
mittig durchsetzt und sich die Austragöffnung in Verlängerung
der Antriebsstange befindet, ist es gemäß dieser Erfindungsausgestaltung
lediglich noch erforderlich, die Antriebsstange zu verlängern und
mit der direkt am Behälter,
im Nachgang zur Aus tragöffnung,
angeordneten Förderpumpe
bewegungszukoppeln. Es ergibt sich hierdurch ein sehr kompakter,
axialer Aufbau.
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Wenngleich
es grundsätzlich
möglich
ist, den Motor, der üblicherweise
am Behälterdeckel
aufsitzt, über
eine Gelenkwelle mit der Antriebsstange zu koppeln, also den Motor
beispielsweise horizontal aufzusetzen, sieht eine besonders zweckmäßige Weiterbildung
vor, auch den Motor axial zu positionieren, so dass der Motor, die
Antriebsstange und die Förderpumpe
in axialer Anordnung zueinander angeordnet sind. Es ergibt sich
somit also ein reiner axialer Aufbau, innerhalb dem der Motor unmittelbar
mit der Antriebsstange bewegungsgekoppelt ist und vorzugsweise auch
die Antriebsstange unmittelbar mit der Förderpumpe beziehungsweise dem
dortigen, rotierend anzutreibenden Förderelement bewegungsgekoppelt
ist.
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Die
Förderpumpe
ist zweckmäßigerweise eine
Exzenterschneckenpumpe. Eine solche Exzenterschneckenpumpe besteht
aus einem Rotor, gebildet über
eine gewundene Schneckenspindel, die in einem aus einem Elastomer,
also einem formfesten, aber elastisch verformbaren Kunststoff, bestehenden Stator
sitzt. Der Rotor, also die Schneckenspindel, ist vorzugsweise über ein
Wellengelenk mit der Antriebsspindel verbunden, wobei über dieses
Wellengelenk die exzentrische Drehbewegung der Schneckenspindel
sichergestellt wird.
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Wie
bereits beschrieben, wird vorzugsweise eine unmittelbare Bewegungskopplung
zwischen Motor, Antriebsstange und Förderpumpe beziehungsweise bevorzugt
der Schneckenspindel der Exzenterschneckenpumpe realisiert. Es wäre dann
also eine 1:1 Übersetzung
realisiert, das heißt,
eine Rotation der Motorantriebswelle resultiert in einer Rotation
der Schneckenspindel. Um diese jedoch rotationsmäßig voneinander zu entkoppeln,
kann erfindungsgemäß wie bereits
beschrieben ein Getriebe, sei es ein Über- oder Untersetzungsgetriebe
zwischengeschaltet sein, über
das das jeweilige Übersetzungs-
oder Untersetzungsverhältnis
eingestellt wird.
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Das
Rührwerk
selbst weist vorzugsweise wenigstens einen einen propellerartig
tordierten, eine Förderung
des Materials erwirkenden Abschnitt auf. Über dieses Rührwerk,
das bevorzugt als Ankerrührwerk
mit zwei solcher einander gegenüberliegenden Abschnitten
ausgeführt
ist, kann eine axiale Materialströmung erzeugt werden, was hinsichtlich
der Homogenisierungs- beziehungsweise Mischwirkung des Rührwerks
besonders vorteilhaft ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung,
insbesondere bei rein axialem Aufbau mit direkter Bewegungskopplung,
lässt ein
völlig
neuartiges Arbeiten beziehungsweise die Realisierung einer neuartigen Aufbereitungseinrichtung
umfassend weitere externe Gerätschaften
zu, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Insbesondere ist es
möglich,
einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, bei dem bedarfsweise
neues aufzubereitendes Material nachgeführt wird und bedarfsweise Material
abgezogen wird, wobei nicht verbrauchtes Material in einem Rückführkreislauf
zurückgeführt wird.
Insbesondere lässt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
es zu, dies alles kontinuierlich auch unter Vakuum vorzunehmen,
das heißt,
das Behälterinnere
kann unter ein Vakuum gesetzt werden. Dies ermöglicht es, das jeweilige Material,
sei es eine Vergussmasse, ein Dichtungsmaterial ein Klebstoff oder
dergleichen, optimal aufzubereiten, insbesondere Lufteinschlüsse oder dergleichen
können
nahezu vollständig
vermieden werden, nachdem im Behälterinneren
anfallendes Gas sofort evakuiert wird. Zweckmäßig ist hierfür, wenn
im Inneren des Behälters
wenigstens eine Einrichtung zur Dünnschichtentgasung von über wenigstens
eine Zuführöffnung in
den Behälter
eingebrachtem Material vorgesehen ist. Das heißt, in den Behälter zuströmendes Material – sei es
neues, aufzubereitendes Material, sei es bereits vorher aufbereitetes,
jedoch weil nicht verbraucht zurückgeführtes Material – wird sofort
entgast, so dass etwaige auch noch so geringe Lufteinschlüsse abgezogen
werden können.
Eine hierfür
vorgesehene Dünnschichtentgasungseinrichtung
kann beispielsweise ein Blech sein, auf das das zuströmende Material
fließt,
so dass sich seine Oberfläche
extrem vergrößert und die
Entgasung möglich
ist.
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Um
Material, sei es neues oder zurückzuführendes
Material, wieder in das Behälterinnere
aufgeben zu können,
ist zweckmäßigerweise
eine Zuführöffnung zur
Zuführung
neuen Materials und/oder eine Zuführöffnung zur Zuführung von über einen
Rückführkreislauf
zurückgeförderten
Materials vorgesehen, vorzugsweise im Behälterdeckel. Dies ermöglicht es,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung geeigneter Ventil oder dergleichen,
ohne den Behälter zu öffnen kontinuierlich
Material in das Behälterinnere
einbringen zu können.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn
der Zuführöffnung für das zurückgeförderte Material
ein Durchflussmengenregelventil vorgeschaltet ist, über welches
ein künstlicher
Rückstaudruck
in der Kreislaufleitung, von der beispielsweise eine nachgeschaltete
Dosiereinrichtung das Material zu Verarbeitungszwecken abzieht,
erzeugt wird. Ein solcher Rückstaudruck
ist erforderlich, um sicherzustellen, dass über die Dosiereinrichtung hinreichend Material
abgezogen werden kann.
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Weiterhin
ist zweckmäßigerweise
ein Anschlussmittel für
eine ein Vakuum im Behälterinneren erzeugende
Pumpe vorgesehen, wenn im Vakuum gearbeitet wird. Dies ist jedoch
optional, das heißt, die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auch mit Atmosphärendruck
im Behälterinneren äußerst effizient arbeiten.
Auch dieses etwaige Anschlussmittel ist am Behälterdeckel vorgesehen.
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Zweckmäßigerweise
ist weiterhin im Behälterinneren
eine Füllstandsmesseinrichtung
angeordnet. Über
diese kann automatisch der Füllstand
gemessen werden, Ab Erreichen eines gewissen Mindestfüllstands
kann dann in Abhängigkeit
des Signals automatisch eine Nachspeisung neu aufzubereitenden Materials
erfolgen, worauf nachfolgend ebenfalls noch eingegangen wird.
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Insgesamt
ist festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum einen konstruktiv sehr
einfach und vorteilhaft ausgebaut ist, zum anderen lässt sie,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird, die Realisierung einer
neuartigen Aufbereitungseinrichtung, die eine kontinuierliche Aufbereitung
und damit Produktion ermöglicht
zu.
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Neben
der Vorrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner eine Aufbereitungseinrichtung
für viskoses
Material, umfassend eine Vorrichtung der beschriebenen Art, sowie
eine Förderleitung, über die aufbereitetes
Material mittels der Förderpumpe
zu einer Dosiereinrichtung, mittels der das aufbereitete Material
zu Verarbeitungszwecken abgezogen wird, sowie nicht verbrauchtes
Material zurück
in den Behäl ter
der Vorrichtung förderbar
ist. Das heißt,
dass an die Vorrichtung anschließend von der dortigen Förderpumpe
abgehend und zum Behälter
wieder zurückführend mit
einem Abzweig zur Dosiereinrichtung ein Kreislauf realisiert ist.
Es ist also ein geschlossenes System realisiert. Innerhalb der Vorrichtung
selbst stehen alle Komponenten bis zum Eingang der Förderpumpe
im selben Druckverhältnis
zueinander. Dies bringt den entscheidenden Vorteil mit sich, dass
die Förderpumpe
den in der nachgeschalteten Förderleitung
benötigten
Differenzdruck unabhängig
von dem im Behälter
herrschenden Druck, sei es Atmosphärendruck oder Unterdruck, erzeugt. Hierdurch
ist es möglich,
auch hohe Förderleistungen
zu erzielen beziehungsweise das im Behälterinneren erzeugbare Vakuum
deutlich nach unten abzusenken, als dies bei bisher bekannten Systemen
der Fall war, bei denen die nachgeschaltete Pumpe auf Atmosphärendruck
gearbeitet hat, so dass sich bei der Materialförderung im Behälterinneren,
abzugsbedingt, ein Unterdruck aufbaut, gegen den die Förderpumpe
kontinuierlich arbeiten muss. Dieser Unterdruck begrenzt im Stand
der Technik die Fördermenge,
beziehungsweise erfordert den Einsatz einer hinreichend starken
Pumpe. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beziehungsweise der erfindungsgemäßen Aufbereitungseinrichtung
können,
nachdem insoweit ein geschlossenes System realisiert ist, hohe Förderleistungen
und hohe Drucke in der Förderleitung
erreicht werden, nachdem die Pumpe druckstabil unabhängig vom
im Behälterinneren
herrschenden Druck stets einen Mindestdifferenzdruck, je nach Auslegung
und Eigenschaft der verwendeten Förderpumpe erzeugt. Dieser Mindestdifferenzdruck steht
in der Förderleitung
und damit an der nachgeschalteten Dosiereinrichtung an.
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Um
den Betrieb der Förderpumpe
optimal steuern oder regeln zu können,
ist zweckmäßigerweise
in der Förderleitung
wenigstens ein, vorzugsweise der Förderpumpe direkt nachgeschalteter Drucksensor
vorgesehen, wobei der Betrieb der Förderpumpe in Abhängigkeit
des Erfassungsergebnisses steuer- oder regelbar ist. Über diesen
Drucksensor wird der Ist-Druck in der Förderleitung gemessen, der mit
einem Solldruck verglichen wird. Im Falle einer hinreichenden Druckdifferenz
kann beispielsweise über
einen Frequenzumrichter die Pumpenförderleistung nachgeregelt werden.
In entsprechender Weise ist es denkbar, in der Förderleitung einen gegebenenfalls
weiteren Drucksensor der Dosiereinrichtung direkt vor zuschalten, über den
die Versorgungsleistung zur Dosiereinrichtung hin erfasst werden
kann, wobei der Betrieb der Förderpumpe
in Abhängigkeit
dieses gegebenenfalls weiteren Erfassungsergebnisses steuer- oder
regelbar ist.
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Weiterhin
ist zweckmäßigerweise
bei der erfindungsgemäßen Aufbereitungseinrichtung
eine der Erzeugung des Vakuums im Behälterinneren dienenden Pumpe
vorgesehen. Diese optionale Pumpe – wie ausgeführt kann
die Vorrichtung beziehungsweise Aufbereitungseinrichtung auch ohne
weiteres mit Atmosphärendruck
im Behälterinneren
arbeiten – erzeugt
ein Vakuum, beispielsweise bis 10–3 mbar,
das heißt,
es kann im Behälterinneren
bis auf Feinvakuum evakuiert werden. Je nach gefordertem Enddruck wird
die Pumpenleistung ausgewählt
beziehungsweise eingestellt. Hierzu kann beispielsweise ein geeignetes
Proportional-Druckregelsystem
oder dergleichen dienen. Nachdem aufgrund der erfindungsgemäßen konstruktiven
Ausbildung der Aufbereitungsvorrichtung stets die von der Förderpumpe
erzeugbare Druckdifferenz in der Förderleitung ansteht, beispielsweise
12 bar bei Einsatz einer axialen Exzenterschneckenpumpe, unabhängig vom
im Behälterinneren
herrschendem Druck, kann der Vakuumbereich bis in den Bereich des
Feinvakuums erniedrigt werden, da der Differenzdruckaufbau völlig unabhängig vom
Ist-Behälterdruck
ist. Dieses hohe Vakuum ist im Rahmen der Materialaufbereitung besonders vorteilhaft
für die
optimale Entgasung, wie hierüber natürlich auch
bei Verarbeitung kritischer Massen wie beispielsweise keimempfindlicher
Massen, beispielsweise im Bereich der Lebensmittelverarbeitung etc., entsprechende
Rahmenbedingungen geschaffen werden können, dass das zu verarbeitende
Material nicht kontaminiert wird.
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Um
eine kontinuierliche Nachführung
neuen aufzubereitenden Materials sicherzustellen, umfasst die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung
ferner einen Vorratsbehälter,
aus dem bedarfsweise aufzubereitendes Material über eine Zuführleitung dem
Behälter
mittels einer Fördereinrichtung
zuführbar
ist, wobei dem Betrieb der Fördereinrichtung
vorzugsweise in Abhängigkeit
des Erfassungsergebnisses einer behälterseitig vorgesehenen Füllstandsmesseinrichtung
steuer- oder regelbar ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsvorrichtung,
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2 eine
Schnittansicht durch die Vorrichtung aus 1, und
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3 eine
Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Aufbereitungseinrichtung.
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1 und 2 zeigen
als Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur
Aufbereitung einer beliebigen viskosen Masse, beispielsweise eines
Kunststoffs wie eines Klebstoffs oder eines Dichtmittels etc., oder
aber beispielsweise eines Lebensmittels oder einer sonstigen fluiden
chemischen Masse etc. Die Vorrichtung umfasst einen topfartigen
Behälter 2,
der oberseitig über
einen Deckel 3 abgeschlossen wird, der lösbar aufsetzbar
ist. An der Behälterunterseite
ist eine Austragöffnung 4 vorgesehen, über die
im Behälter 2 aufbereitetes
Material nach außen
abgegeben werden kann. An diese Austragöffnung 4 schließt eine
Förderpumpe 5 an, bei
der es sich im gezeigten Beispiel um eine Exzenterschneckenpumpe
handelt.
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Im
Inneren des Behälters 2 ist
ein Rührwerk 6 vorgesehen,
umfassend einen Ankerrührer 7,
der mit einer Antriebsstange 8 verbunden ist, die ihrerseits
unmittelbar mit einem vertikal stehend angeordneten Antriebsmotor 9 verbunden
ist. Das heißt,
die Antriebsstange 8 ist direkt axial mit der Antriebswelle des
Motors 9 verbunden. Die Antriebswelle 8 ist über eine
geeignete, abgedichtete Führung
beziehungsweise Lagerung 10 im Behälterdeckel 3 geführt beziehungsweise
gelagert.
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Zur
Fixierung des Rührwerks 6 an
der Antriebsstange 8 weist das Rührwerk 6 eine Befestigungshülse 11 auf,
die von der Antriebsstange 8 durchsetzt ist. Der Ankerrührer 7 umfasst
zwei im Wesentlichen horizontale Abschnitte 12, die, siehe die Prinzipdarstellung
in 2, leicht tordiert sind, so dass sich eine propellerartige
Konfiguration ergibt, die eine Förderbewegung
auf das im Behälterinneren befindliche
Material überträgt. Ferner
weist der Ankerrührer 2 im
Wesentlichen vertikale Rührerabschnitte 13 auf.
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In
axialer Verlängerung
der Antriebsstange 8 befindet sich, siehe 2 und 3,
die Förderpumpe 5.
Die Förderpumpe 5 ist
unmittelbar mit der Antriebsstange 8 bewegungsgekoppelt.
Die Förderpumpe 5 umfasst
einen Rotor 14, hier in Form einer gewundenen Schneckenspindel,
die in einem Stator 15, bestehend aus einem Elastomer,
also einem flexiblen Kunststoff, drehgelagert aufgenommen ist. Diese
Ausgestaltung zeichnet sich durch eine hohe Druckbeständigkeit
aus. Der Rotor 14, also die Schneckenspindel, ist über ein
Wellengelenk 16 unmittelbar mit der Antriebsstange 8 gekoppelt,
siehe 2. Das heißt,
dass eine Rotation der Antriebsstange 8 unmittelbar zu
einer Rotation des Rotors 14, also der Schneckenspindel
führt.
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Wie
aus den Figuren ersichtlich ist, ergibt sich hier also ein vollkommen
axialer Aufbau, das heißt,
der Motor 9, die Antriebsstange 8 sowie die Förderpumpe 5 beziehungsweise
deren Rotor 14 und Stator 15 sind in axialer Anordnung
zueinander positioniert und bei der gezeigten Ausgestaltung unmittelbar
miteinander bewegungsgekoppelt.
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Die
Förderpumpe
weist eine Austragöffnung 17 auf,
an der, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, eine Förderleitung, über die
das aufbereitete Material abgefördert
wird, angeschlossen werden kann. Die Antriebswelle 8 selbst
ist mit ihrem Wellenende 18 in einer geeigneten Gleitlagerung 19,
die an die Austragöffnung 4 des
Behälters 2 anschließt, drehgelagert.
Das Wellengelenk 16 selbst ist in einem hülsenartigen
Adapterstück 20 aufgenommen, über das
die Gleitlagerung 19 mit dem Gehäuse 21 der Förderpumpe 5 verbunden
ist.
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Dieser
reine axiale Aufbau führt
dazu, dass alle Komponenten der Vorrichtung bis zum Eingang der
Förderpumpe
im selben Druckverhältnis
zueinander stehen. Dies führt
dazu, dass die Förderpumpe 5 den
in der nachgeschalteten Förderlei tung
benötigten
Differenzdruck unabhängig
vom Druck im Inneren des Behälters 2 erzeugen
kann. Hierauf wird im Folgenden bezüglich der näheren Erläuterung der 3 eingegangen.
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3 zeigt
in Form einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung 22,
umfassend eine Vorrichtung 1, wie sie in den 1 und 2 näher beschrieben
wurde. Der Vorrichtung 1 ist eine Förderleitung 23 zugeordnet, über die
ein Kreislauf für
umzuförderndes
Material realisiert ist. An die Förderpumpe 5 schließt unmittelbar die
Förderleitung 23 an,
die als Rückführleitung
zu einer Zuführöffnung 24 im
Bereich des Behälterdeckels 3 führt. Das
heißt,
dass von der Förderpumpe 5 gefördertes
Material, sofern es nicht verbraucht wird, in das Behälterinnere
zurückgefördert werden
kann. Von der Förderleitung 23 zweigt
eine Förderleitung 25 ab,
die zu einer hier nur exemplarisch dargestellten Dosiereinheit 26 führt, die
das aufbereitete, ihr zugeführte
Material dosiert abgibt, beispielsweise um Gegenstände einzugießen oder
zu verkleben etc. Es ist hier also insofern ein geschlossenes System
realisiert, innerhalb welchem das Material 27 aus dem Behälterinneren
umgefördert
und zur Dosiereinheit unter hinreichendem Druck gebracht wird, wo
es abgezogen werden kann, wobei nicht abgezogenes Material über die
rückführende Förderleitung 23 wieder
dem Behälterinneren
zugeführt
wird.
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In
der Förderleitung 23 sind
zwei Drucksensoren 28a, 28b vorgesehen. Der erste
Drucksensor 28a ist unmittelbar der Förderpumpe nachgeschaltet. Er
dient dazu, den Ist-Druck in der Förderleitung 23 nach
der Förderpumpe 5 zu
messen. Ergibt sich aus der Druckmessung eine hinreichende Druckdifferenz,
so kann die Förderleistung
der Förderpumpe 5 entsprechend
nachgesteuert oder nachgeregelt werden, wozu beispielsweise eine
den gesamten Betrieb der in 3 gezeigten
Aufbereitungseinrichtung steuernde Steuerungseinrichtung 29 dient.
Diese hier nur exemplarisch gezeigte Steuerungseinrichtung 29 kommuniziert
mit allen anzusteuernden Funktionskomponenten und empfängt von
allen die benötigten
Informationen beziehungsweise Antwortsignale. In entsprechender
Weise wird der Ist-Druck im
Bereich vor der Dosiereinheit 26 über den Drucksensor 28b gemessen, auch
in Abhängigkeit
dieses Signals kann die Ansteuerung der Förderpumpe 5 über die
Steuerungseinrichtung 29 erfolgen.
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Wie 3 ferner
zeigt, ist am Ende der Förderleitung 23 ein
Durchflussmengenregelventil 30 vorgesehen, über das
der Durchfluss beziehungsweise der Rückfluss zum Behälter geregelt
wird. Hierüber
kann ein künstlicher
Rückstau
erzeugt werden, der nötig
ist, um eine ausreichende Materialbereitstellung an der Dosiereinrichtung
zu gewährleisten.
Dieses Durchflussmengenregelventil kann elektrisch oder manuell
gestellt werden. Über
ein Absperrventil 31 kann die rückführende Förderleitung 23 geschlossen
werden.
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Vorgesehen
ist ferner eine Dünnschichtentgasungseinrichtung 32 in
Form eines flächigen Blechs,
auf das das zurückgeführte Material
strömt, bevor
es im Behälter 2 nach
unten strömt.
Hierüber vergrößert sich
die Materialfläche,
so dass etwaiges mitgeführtes
Gas abgezogen werden kann und über das
Vakuum, das im Behälterinneren
herrscht, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, entfernt wird.
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Weiterhin
ist eine Füllstandsmesseinrichtung 33 im
Behälterinneren
vorgesehen, über
die der Ist-Füllstand
erfasst wird. Über
dieses Erfassungsmittel wird die automatische Nachspeisung von Material 27 aus
einem Vorratsbehälter 34 über eine
Zuführleitung 35 gesteuert,
wiederum vorzugsweise über
die Steuerungseinrichtung 29, die gegebenenfalls eine Fördereinrichtung 36,
beispielsweise eine Pumpe, ansteuert, die das Material in den Behälter 2 fördert. Alternativ
ist es aber auch denkbar, im Falle eines gegebenen Unterdrucks und
hinreichend viskosem Material die Nachspeisung auch allein über den
Unterdruck im Behälterinneren
zu realisieren, wozu dann lediglich ein entsprechendes Elektromagnetventil 37 zu
schalten wäre,
um die Zuführleitung entsprechend öffnen und
schließen
zu können.
Die Füllstandsmesseinrichtung 33 misst
kontinuierlich den aktuellen Materialstand im Behälter 2.
Bei einer Unterschreitung beispielsweise von 70% des maximalen Füllgrades öffnet sich
das elektrisch oder pneumatisch angesteuerte Ventil 37,
so dass Material 27 nachgeführt wird. Dieses trifft auch
hier auf eine Dünnschichtentgasungseinrichtung 38,
wo eine sofortige Entgasung erfolgt. Bei niederviskosen Materialien
kann wie beschrieben die Nachspeisung allein über das im Behälterin neren
herrschende Vakuum, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, ermöglicht werden.
Bei höherviskosen
Fluiden beziehungsweise wenn größere Distanzen
vom Vorratsbehälter 34 zum
Behälter 2 zurückzulegen
sind, kann unterstützend
die Fördereinrichtung
beziehungsweise Pumpe 36 zugeschaltet werden.
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Zur
Erzeugung eines Vakuums im Behälterinneren
ist schließlich
eine Vakuumpumpe 39 vorgesehen, die an eine entsprechende
Evakuierungsöffnung
im Bereich des Behälterdeckels 3 über eine Evakuierungsleitung 40 angeschlossen
ist. In diese Evakuierungsleitung 40 ist im gezeigten Beispiel
ein Proportional-Druckregelventil 41 geschaltet,
bei dem es vorzugsweise um ein piezogesteuertes Druckregelventil
beziehungsweise Vakuumregelventil handelt. Über eine Sollwertvorgabe und
eine geeignete Regelelektronik kann beispielsweise die zentrale Steuerungseinrichtung 29 die
Vakuumpumpe 39 beziehungsweise das Druckregelventil 41 entsprechend
ansteuern, um den gewünschten
Unterdruck einzustellen beziehungsweise zu halten. Der Einsatz der
Vakuumpumpe 39 ist jedoch optional, das heißt, die
erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung
arbeitet gleichermaßen
vorteilhaft auch mit Atmosphärendruck
im Behälterinneren.
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Im
Betrieb der Aufbereitungseinrichtung wird zunächst der Behälter 2 mit
der erforderlichen Maximalmenge an Material 27 befüllt, wobei
hierbei der Motor 9 läuft,
um auch die Förderleitung 23 zu
befüllen
beziehungsweise kontinuierlich Material umzufördern. Der Behälter 2 wurde
bevorzugt vor der Befüllung über die
Vakuumpumpe 39 bereits evakuiert.
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Der
Motor 9 läuft
kontinuierlich, das heißt, dass
das Rührwerk 3 ständig in
Betrieb ist und die Masse 27 kontinuierlich aufbereitet.
Hierfür
kann, wenngleich hier nicht näher
gezeigt ist, der Behälter 2 auch
von einer Heizeinrichtung, durch die beispielsweise erwärmtes Wasser
strömt,
umgeben sein, so dass auch eine Erwärmung des Materials 27 im
Behälterinneren
möglich
ist. Mit dem kontinuierlichen Betrieb des Motors 9 und
damit des Rührwerks 3 einher
geht auch eine kontinuierlicher Antrieb der Förderpumpe 5, nachdem
der Rotor 14 mit der Antriebsstange 8 bewegungsgekoppelt
ist. Das heißt,
es wird kontinuierlich auch Material in die Fördereinleitung 23 gefördert, beziehungsweise über diese
wieder in das Behälterinnere
rückgeführt.
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Im
Behälter
selbst herrscht der über
die Vakuumpumpe 39 eingestellte Unterdruck, beispielsweise
ein Druck von 1 mbar. Infolge des konstruktiven Aufbaus der Aufbereitungseinrichtung
beziehungsweise der Vorrichtung 1 selbst liegen alle Vorrichtungskomponenten
auf gleichem Druckniveau. Das heißt, in der Förderleitung 23 steht
stets der über die
Förderpumpe 5 erzeugbare
Differenzdruck an. Beispielsweise erzeugt die Förderpumpe 5 einen
Differenzdruck von 12 bar. Bei einem Druck von 1 mbar in dem Behälter 2 steht
damit ein absoluter Druck von 12,001 in der Förderleitung 23 an.
Der Differenzdruck von 12 bar liegt in der Förderleitung 23 aber
auch dann vor, wenn im Behälter 2 kein
Vakuum erzeugt wird, sondern Atmosphärendruck herrscht. Dann steht
in der Förderleitung 23 ein
Druck von ca. 13 bar an. Die Pumpe erzeugt also, da druckstabil,
stets eine Druckdifferenz von 12 bar, unabhängig davon, welcher Druck nun
tatsächlich
im Behälter 2 ansteht.
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Misst
nun einer der Drucksensoren 28a oder 28b einen
Druckabfall, so kann die Steuerungseinrichtung 29 die Förderleistung
der Pumpe entsprechend nachregeln, indem der Motor 9 entsprechend angesteuert
wird.
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Ermittelt
die Füllstandmesseinrichtung 33 ein hinreichendes
Absinken des Füllstandes,
so wird automatisch die Nachspeisung angestoßen, wozu entweder nur das
elektrisch oder pneumatisch anzusteuernde Ventil 37 geöffnet wird
und im Vorratsbehälter 34 befindliches
flüssiges
Material 27 über
das in dem Behälter 2 herrschende
Vakuum nachgesaugt wird, alternativ oder zusätzlich kann auch die Pumpe 36,
so vorhanden, zugeschaltet werden. Die automatische Nachspeisung
erfolgt solange, bis der maximale Bestand wieder erreicht ist, was über die
Füllstandmesseinrichtung 33 erfasst
wird.
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Die
Einhaltung des gewünschten
Unterdrucks im Behälter
wird über
das Proportional-Druckregelventil 41 überwacht, so dass sichergestellt
ist, dass stets der gewünschte
Druck herrscht.
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Ersichtlich
ermöglicht
die erfindungsgemäße Aufbereitungseinrichtung,
in einem kontinuierlichen Prozess das Material unter Vakuum aufzubereiten und
zu fördern.
Im Betrieb ist letztlich lediglich erforderlich, sicherzustellen,
dass stets hinreichend Material im Vorratsbehälter 34 vorhanden
ist. Die Nachspeisung wird bevorzugt so getaktet, dass die Nachspeisung
immer in relativ kleinen Mengenintervallen erfolgt, so dass stets
nur relativ wenig neues Material zum bereits aufbereiteten, im Behälter 2 befindlichen Material 27 hinzukommt
und neu aufzubereiten ist.