DE102018000011B3

DE102018000011B3 - Method and device for degassing a container filled with liquid or paste with follower plate

Info

Publication number: DE102018000011B3
Application number: DE102018000011.8A
Authority: DE
Inventors: Karl Bauch; Benedikt Mutz; Joachim Schulz
Original assignee: Hedrich GmbH
Current assignee: Hedrich GmbH
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2038-01-05

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Eliminieren von Gas, das sich zwischen den oberen Schichten des Werkstoffs in einem Transportbehälter und einer aufgesetzten, zum Behälter hin abgedichteten Folgeplatte befindet, wobei das Gas zusammen mit den oberen Werkstoffschichten durch eine Öffnung in der Folgeplatte durch eine hydraulische Verbindung in einen Separierbehälter gesaugt und/oder gepresst wird, der vorzugsweise unter Vakuum steht und in dem sich aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Gas und Werkstoff, das Gas abscheidet und nach oben steigt bevor der Werkstoff mittels Druckbeaufschlagung in den Transportbehälter zurück gepresst wird.Method and apparatus for eliminating gas, which is located between the upper layers of the material in a transport container and an attached, sealed to the container follower plate, wherein the gas together with the upper material layers through an opening in the follower plate by a hydraulic connection in a Separating container is sucked and / or pressed, which is preferably under vacuum and in which deposits due to the different density of gas and material, the gas and rises up before the material is pressed back into the transport container by applying pressure.

Description

Die vorgeschlagene Erfindung betrifft ein Verfahren, sowie eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens, um Gaseinschlüsse zwischen einer Werkstoffoberfläche im Transportbehälter und der Folgeplatte auszutragen.The proposed invention relates to a method and an apparatus for implementing the method to discharge gas inclusions between a material surface in the transport container and the follower plate.

Gaseinschlüsse nach dem Behälterwechsel beeinträchtigen den Förder- und damit auch den nachfolgenden Fertigungsprozess bei der Dosierung und der Mischung von Flüssigkeiten und Pasten erheblich, führen zu Ausschuss und teilweise zur Zerstörung der Anlage.Gas inclusions after changing the container considerably affect the conveying and thus also the subsequent production process during the dosing and the mixing of liquids and pastes, lead to rejects and partly to the destruction of the plant.

Üblicherweise wird der Gaseinschluss zwischen Werkstoffoberfläche und Folgeplatte durch das anfängliche Ausleiten von Gas und Werkstoff durch die Folgeplatte über eine Ausflussleitung mit Absperrhahn in einen Abfallbehälter gelöst. Die Folgeplatte es dabei, wie während des gesamten Entleerungsvorganges, mit Kraft beaufschlagt. Der Werkstoff wird so lange auslaufen gelassen bis vermeintlich keine Luftblasen mehr austreten. Der an der Entlüftungsöffnung ausgebrachte Werkstoff ist Abfall.Usually, the gas inclusion between the material surface and the follower plate is released by the initial discharge of gas and material through the follower plate via a discharge line with stopcock in a waste container. The follower plate it thereby, as during the entire emptying process, applied with force. The material is allowed to drain until supposedly no more air bubbles escape. The discharged at the vent opening material is waste.

Eine zweite Lösung wird in der Offenlegungsschrift DE10 2013 005 965 A1 vorgestellt.
Hier kann das zwischen Werkstoffoberfläche und Folgeplatte eingeschlossene Gas durch eine offenporige Wandung diffundieren und anschließend abgesaugt werden. Die offenporige Wandung ist so gestaltet, dass möglichst nur Gas passieren kann, Flüssigkeiten und Pasten aber zurückgehalten werden.
Nachteil dieser Lösung ist das aufwändige Rückspülen bzw. Reinigen der offenporigen Wandung und der damit verbundene geringe Werkstoffverlust. Die benötigte Zeit und der Reinigungsmittelverbrauch sind dabei besonders störend aber notwendig, denn durch mit Werkstoff verschlossene Poren kann kein Gas diffundieren.A second solution is disclosed in the published patent application DE10 2013 005 965 A1 presented.
Here, the gas trapped between the material surface and the follower plate can diffuse through an open-pore wall and then be sucked off. The open-pored wall is designed in such a way that only gas can pass if possible, but liquids and pastes are retained.
Disadvantage of this solution is the complex backwashing or cleaning of the open-pored wall and the associated low material loss. The time required and the consumption of cleaning agent are particularly troublesome but necessary, because through pores sealed with material no gas can diffuse.

In der Patentschrift DE10 2005 049 805 B4 und der Offenlegungsschrift DE10 2004 016 006 A1 werden Lösungen vorgestellt bei denen die Folgeplatte mit dem darin enthaltenem Werkstoff nach jedem Entleerungsvorgang entsorgt werden. Damit gehen bei jeder Entleerung zum Teil erhebliche Werkstoffreste und die Folgeplatte verloren. Die korrekte Trennung von Gas und Werkstoff ist zudem nicht immer gegeben.In the patent DE10 2005 049 805 B4 and the publication DE10 2004 016 006 A1 solutions are presented in which the follower plate with the material contained therein are disposed of after each emptying process. This means that when emptying, considerable material residues and the follower plate are lost. In addition, the correct separation of gas and material is not always given.

Aus der US-Patentschrift US 3 982 669 A geht eine Lösung hervor bei der das eingeschlossene Gas und der Werkstoff in einen weiteren Behälter zum Erwärmen und Entgasen gepumpt werden. Durch das gleichzeitige Pumpen von Gas und Material werden beide miteinander vermengt, so dass das Material anschließend mit kleinen Gasblasen durchsetzt ist. Große Gasblasen können im Zwischenbehälter nach oben entweichen bevor eine zweite Pumpe das erwärmte Material weiter transportiert. Die kleinen durch die Pumpe zusätzlich ins Material eingebrachten Gaseinschlüsse kommen bei hochviskosen Stoffen erst nach sehr langer Zeit oder gar nicht an die Oberfläche. Dies gelingt technisch nur unter Vakuum oder durch die Erzeugung sehr dünner Materialschichten. Die im Schutzrecht US 3 982 669 A vorgestellte Lösung benötigt zudem zwei Pumpen und ist damit auch kosten- und energietechnisch verbesserungswürdig.From the US patent US 3 982 669 A A solution emerges in which the trapped gas and the material are pumped into another container for heating and degassing. By simultaneously pumping gas and material both are mixed together, so that the material is then interspersed with small gas bubbles. Large gas bubbles can escape upwards in the intermediate container before a second pump continues to transport the heated material. The small gas inclusions additionally introduced into the material by the pump only appear on the surface of highly viscous substances after a very long time or not at all. This is technically possible only under vacuum or by the production of very thin layers of material. The in the protection right US 3 982 669 A In addition, the presented solution requires two pumps and can therefore be improved in terms of cost and energy.

Daraus ergibt sich die Aufgabenstellung ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, welche eine dauerhafte Verwendung der Folgeplatte ermöglichen, zu keinen Werkstoffverlusten führen, alle eingeschlossenen Gasreste ausbringen und keine zeitaufwändigen, teuren und reinigungsmittelintensiven Rückspülvorgänge notwendig machen. Aufgabe ist es auch eine energie- und raumsparende Lösung mit geringen Kosten zu finden.Hence, the task of developing a method and apparatus that allow a permanent use of the follower plate, lead to no material losses, deploy all trapped gas residues and make no time-consuming, expensive and detergent-intensive backwashing necessary. The task is also to find an energy and space saving solution with low costs.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird nach dem Behälterwechsel und nach dem Aufsetzen der abgedichteten Folgeplatte und deren Beaufschlagung mit Kraft das zwischen der Folgeplatte und der Werkstoffoberfläche befindliche Gas zusammen mit den obersten Werkstoffschichten in einen Separierbehälter abgesaugt. Der vertikal angeordnete Separierbehälter mit Einlassöffnung unten und Betätigungs- bzw. Absaugöffnung oben ist vorzugsweise ein transparenter Zylinder. In diesem Zylinder trennt sich aufgrund der unterschiedlichen Dichte und der erzeugten Strömung sowie des Vakuums das Gas vom Werkstoff und wird anschließend abgesaugt. Sobald keine Luftblasen mehr im Werkstoff sind wird der Separierbehälter mit Druck beaufschlagt um den gasfreien Werkstoff bis auf ein verbleibendes Minimalniveau in das Transportbehältnis zurück zu drücken. Damit lediglich eine Druckluftversorgung benötigt wird, ist die Vakuumerzeugung mittels Ejektor vorgeschlagen. Das Verfahren kann manuell durch Betätigung der Ventile, oder automatisch z. B. durch Niveausensoren, die Ventile schalten ablaufen.In the proposed method, after the container change and after placement of the sealed follower plate and its application with force, the gas located between the follower plate and the material surface is sucked together with the uppermost material layers in a Separierbehälter. The vertically arranged separating tank with inlet opening at the bottom and actuating or suction opening at the top is preferably a transparent cylinder. In this cylinder, due to the different density and the generated flow and the vacuum, the gas separates from the material and is then sucked off. As soon as there are no longer any air bubbles in the material, the separating vessel is pressurized in order to push the gas-free material back into the transport container up to a remaining minimum level. So that only a compressed air supply is needed, the vacuum generation is proposed by ejector. The method can be done manually by operating the valves, or automatically z. B. by level sensors that switch valves run.

Zur Realisierung des Verfahrens wird beispielhaft eine Vorrichtung vorgeschlagen, die neben der leicht konischen oder sphärischen Unterseite der Folgeplatte und deren Abdichtung gegen den Transportbehälter zumindest eine möglichst nahe am höchsten Punkt und damit am Gassammelpunkt eine Anschlussöffnung aufweist, die mittels Schlauch oder Rohrleitung mit dem Separierbehälter gasdicht verbunden ist. Vorzugsweise sitzt in dieser Leitung ein Absperrventil mit Schaltpositionsüberwachung. Zweckmäßigerweise ist diese Leitung mit dem unteren Anschluss des Separierbehälters verbunden. Der Separierbehälter ist vorzugsweise transparent, so dass der Füllstand erkannt und das Entweichen von Luftblasen überwacht werden kann. Für eine automatische Funktionsweise ist der Separierbehälter mit einem oder mehreren Niveausensoren bestückt, die zumindest ein vorgegebenes maximales und minimales Werkstoffniveau detektieren können. Am oberen Anschluss des Separierbehälters sind wechselweise das Absperren sowie die Einleitung von Vakuum oder Druckluft mittels eines 5/3-Wegeventils vorgesehen. Das Vakuum wird vorzugsweise durch einen Ejektor erzeugt, der ebenfalls vom 5/3-Wegeventil angesteuert wird. Damit ist lediglich die Zuleitung von Druckluft notwendig.
Um Materialrückstände von der Wandung des Separierbehälters abzustreifen ist ein manuell oder pneumatisch betätigter Schwebekolben vorgeschlagen. Damit das aus dem Vorratsbehälter geförderte Gas unter dem Schwebekolben diesen passieren kann verfügt die Separierbehälterwandung über dem Maximalniveau Aussparungen z. B. in Form von Längsschlitzen, die als positionsabhängiger Bypass für den Kolben dienen.For the realization of the method, a device is proposed by way of example, in addition to the slightly conical or spherical underside of the follower plate and its seal against the transport container at least as close to the highest point and thus at the gas collection point has a connection opening, the gas-tight by means of hose or pipe to the separating connected is. Preferably, in this line sits a shut-off valve with switching position monitoring. Conveniently, this line is connected to the lower port of the Separierbehälters. The Separierbehälter is preferably transparent so that the level can be detected and the escape of air bubbles can be monitored. For automatic operation, the separating container is equipped with one or more level sensors, which can detect at least a predetermined maximum and minimum material level. At the top of the separating tank are alternately the shut-off and the introduction of vacuum or compressed air by means of a 5 / 3 -Wegeventils provided. The vacuum is preferably generated by an ejector, also from the 5 / 3 -Wegeventil is controlled. Thus, only the supply of compressed air is necessary.
In order to strip off material residues from the wall of the separating container, a manually or pneumatically operated floating piston is proposed. So that the gas pumped out of the storage container can pass under the levitation piston, the separating container wall has recesses above the maximum level. B. in the form of longitudinal slots, which serve as a position-dependent bypass for the piston.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 =1 =: Transportbehältertransport container
2 =2 =: Werkstoffmaterial
3 =3 =: Gas/LuftGas / air
4 =4 =: Folgeplattefollower plate
4.1 =4.1 =: Dichtungpoetry
4.2 =4.2 =: Konische UnterseiteConical bottom
4.3 =4.3 =: Absaugöffnungsuction
5 =5 =: Separierbehälterseparating container
5.1 =5.1 =: Zulauföffnunginlet opening
5.2 =5.2 =: Steueröffnungcontrol port
6 =6 =: Niveausensorlevel sensor
7 =7 =: Schwebekolbenfloating piston
8 =8 =: Absperrventilshut-off valve
9 =9 =: hydraulische Verbindunghydraulic connection

Claims

A method for eliminating gas, which is located between the upper layers of a liquid or pasty material in a transport container and an attached, sealed to the container follower plate, wherein the gas together with the upper material layers through a suction opening in the follower plate via a hydraulic connection in a separating container is sucked and / or pressed, which is preferably under vacuum and in which deposits due to the different density of gas and material, the gas and rises up before the material is pressed back into the transport container by applying pressure.

Method according to Claim 1 , characterized in that after placing the follower plate, a shut-off valve releases the inflow of gas and material to Separierbehälter while the control port for applying the Separierbehälters is provided with vacuum until, due to the achievement of the maximum level in the Separierbehälter, due to a predetermined period of time, or due to a sensor that detects free of bubbles in the inflow, or switched by operator decision, and switched to a defined waiting time for pressurization to push back so much material in the transport container until the minimum level is reached in Separierbehälter and the check valve is set to blocking position.

Method according to the Claims 1 and 2 , characterized in that the conveying of the material after the change of the transport container and the placement of the follower plate only begins when the return of the material from the separating into the transport container starts.

Apparatus for implementing the method according to Claim 1 in which the follower plate has a suction opening, which is hydraulically connected via preferably a shut-off element to the lower area of a separating container, which in the upper area has at least one Control port for the discharge and supply of gas and optionally has a floating piston.

Device after Claim 4 characterized in that the follower plate has an at least partially inwardly concave or conical bottom has at its preferably highest point at least one suction port.

Device according to at least one of Claims 4 and 5 characterized in that the separating container is preferably positioned vertically, and in the lower and upper region has hydraulic connections, and preferably has an at least partially transparent wall and is optionally equipped with an interior lighting and at least one level sensor.

Device according to at least one of Claims 4 to 6 characterized in that the Separierbehälter is designed as a cylinder with or without pistons and piston accumulator.

Device according to at least one of Claims 1 to 7 characterized in that an ejector is installed as a vacuum generator.

Device for implementing the method according to at least one of Claims 1 to 8th characterized in that the Separierbehälter has a floating piston, which is equipped with a seal against the inner wall of the Separierbehälters and the Schwebekolben is optionally connected to a manually operable rod, the wall of the Separierbehälters above the maximum material level has bypass recesses or Baypasserweiterungen.