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Die vorliegende Erfindung betrifft die Entnahme von Fluiden aus Behältern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Entnahme von Fluiden und Flüssigkeiten aus Containern, insbesondere aus Intermediate-Bulk-Containern.
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Stand der Technik
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In vielen Bereichen der Industrie und der Produktion werden häufig größere Mengen von Fluiden oder Flüssigkeiten benötigt. Diese werden oft in großvolumigen Containern bereitgestellt. Hierbei werden in vielen Anwendungsfällen sogenannte IBC-Container verwendet, wobei die Abkürzung „IBC“ für Intermediate Bulk Container steht. Diese Behälter können Volumina im Kubikmeterbereich bereitstellen. Für die Entnahme der Flüssigkeiten werden häufig sogenannte Sauglanzen von oben in die Behälter eingeführt. Solche Sauglanzen für IBC-Container können beispielsweise eine Länge von 1,2m - 1,5 m aufweisen.
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Diese Sauglanzen reichen dabei in der Regel von einer Oberseite des Behälters durch eine Öffnung bis zum Boden des Behälters. Insbesondere bei aggressiven oder anderweitig problematischen chemischen Substanzen ist es notwendig, den Behälter möglichst restlos zu entleeren. Bekannte Lösungen erfordern hierzu beispielsweise ein Kippen des Behälters, um Restmengen an Flüssigkeit auf einer Seite oder in einer Ecke des Behälters zu sammeln und dort abzusaugen.
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Bei einem Wechsel eines Behälters muss in vielen Fällen ein Mitarbeiter die Sauglanze manuell aus dem Behälter herausziehen, wobei häufig ein Kontakt mit dem Fluid unvermeidlich ist. Pumpensysteme, die mit solchen Sauglanzen gekoppelt sind, weisen zudem häufig eine Abschaltautomatik auf, die den Absaugprozess bereits vor einer restlosen Entleerung des Behälters zur Vermeidung eines Trockenlaufens beendet. Insofern erscheint es wünschenswert, alternative Lösungen zur Entnahme von Flüssigkeiten oder Fluiden aus Behältern zu entwickeln, bei denen eine restlose Entleerung unter Vermeidung der bekannten Nachteile möglich ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausführungsformen der Erfindung können eine verbesserte Restentleerung eines Behälters bei verbesserten Lagermöglichkeiten und erhöhter Sicherheit erreichen. Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegen die im Folgenden dargelegten Überlegungen zugrunde. Eine restlose Entleerung eines Behälters erscheint über den Zugang von einer Oberseite des Behälters aufgrund der Wirkungsweise herkömmlicher Sauglanzen nicht möglich. Viele IBC-Container weisen an ihrer Unterseite einen Entnahmeanschluss auf, der aufgrund seiner Position am Behälter grundsätzlich eine vollständige Entleerung des Behälters ermöglichen würde.
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In vielen Fällen werden vor allem aus Gründen einer gezielten Dosierung und Herstellung von definierten Gemischen Pumpen oder Pumpensysteme eingesetzt. Diese erlauben eine Steuerung der abgegebenen Fluidmengen und können gleichzeitig eine verschließende Funktion aufweisen. Problematisch ist allerdings hier, dass derartige Pumpen in der Regel nicht trockenlaufen dürfen. Dies kann bereits dadurch verursacht werden, dass Luft zusammen mit Fluidresten angesaugt wird, wie es typischerweise bei nahezu leeren Behältern vorkommt. Folglich schalten derartige Pumpensteuerungen vor der restlosen Entleerung aus Sicherheitsgründen ab, sodass Restmengen an Fluid im Behälter verbleiben.
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Es wird daher eine Entnahmevorrichtung für ein Fluid aus einem Behälter vorgeschlagen, die eine Ablaufkammer zur Aufnahme von Fluid aufweist. Diese Entnahmevorrichtung ist als vom Behälter zunächst getrennt angeordnete Vorrichtung zu verstehen, die beispielsweise mit einem Anschluss eines Behälters verbunden werden kann. Eine Ablaufkammer kann in diesem Kontext als Puffervolumen verstanden werden, die ein begrenztes Volumen von Fluid aufnehmen kann. Im Beispiel eines IBC-Containers können die Abmessungen einer beispielsweise quaderförmig oder würfelförmig ausgestalteten Ablaufkammer im Bereich von 5-20 cm Kantenlänge und einem Innenvolumen von beispielsweise 0,2-2 I liegen. Grundsätzlich sind alle denkbaren geometrischen Formen der Ablaufkammer denkbar, die den erfindungsgemäßen Zweck erfüllen.
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Ein Fluid kann hierbei als Medium verstanden werden, dass grundsätzlich fließfähig ist und somit Flüssigkeiten aller Art und Viskosität, gelartige Substanzen, aber auch über Kanalsysteme transportierbare körnige oder partikelbasierte Substanzen umfassen kann. Die Ablaufkammer ist, mit anderen Worten, in den Transportweg des Fluids zwischengeschaltet, sodass das Fluid vom Behälter in die Ablaufkammer und von dort weiter zum Ort der Verwendung gefördert wird.
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Die Ablaufkammer weist eine Einlauföffnung und eine Auslauföffnung auf. Die Einlauföffnung ist ausgeführt, Fluid aus dem Behälter in die Ablaufkammer zu aufzunehmen bzw. in diese zu leiten. Grundsätzlich sind verschiedene Arten der Einleitung möglich wie beispielsweise ein direkter Anschluss der Ablaufkammer an den Behälter, aber auch die Verwendung von Zusatzelementen wie Verbindungsstücken und Ähnlichem. Eine Auslauföffnung soll einen Abfluss des Fluids in Richtung weg vom Behälter und weg von der Ablaufkammer ermöglichen. Die Ablaufkammer ist, gemäß einem Beispiel, als geschlossene räumliche Form ausgeführt, was ein Austreten von Fluid aus dem Bereich der Ablaufkammer vorteilhaft verhindern kann.
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Die Entnahmevorrichtung weist weiterhin ein Auslaufrohr zum Abtransport des Fluids aus der Ablaufkammer auf, wobei das Auslaufrohr an der Auslauföffnung der Ablaufkammer angeschlossen ist. Weiterhin ist, beispielsweise im Querschnitt des Auslaufrohrs, ein Ventil zum Öffnen und Verschließen des Auslaufrohrs vorgesehen. Dieses Ventil ist vorgesehen, einen Abfluss von Fluid aus der Ablaufkammer zu unterbrechen oder zu verhindern. Es sei angemerkt, dass eine Entnahme von Fluid aus dem Behälter nicht zwingend an einer maximal untersten Position des Behälters erfolgen muss. Wird jedoch eine restlose Entleerung des Behälters angestrebt, sind folglich Behälter mit einem Entnahmeanschluss an einer tiefsten Stelle des Behälters vorteilhaft.
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Die Entnahmevorrichtung weist weiterhin eine Füllhöhenmesseinrichtung auf, die zum Erfassen einer Füllhöhe von Fluid in der Ablaufkammer ausgeführt und eingerichtet ist. Das vom Behälter über die Einlauföffnung eingeflossene Fluid sammelt sich in der Ablaufkammer, woraus sich eine Füllhöhe von Fluid in der Ablaufkammer ergibt. Diese kann mittels verschiedener Verfahren erfasst oder gemessen werden und als Steuergröße dienen. Weiterhin ist eine Steuereinheit vorgesehen, die ausgeführt ist, das Ventil in Abhängigkeit der von der Füllhöhenmesseinrichtung erfassten Füllhöhe zu öffnen oder zu schließen.
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Mit anderen Worten ist die Füllhöhenmesseinrichtung und die Steuereinheit miteinander derart gekoppelt, dass eine Information zur Füllhöhe von der Füllhöhenmesseinrichtung an die Steuereinheit übermittelt werden kann. Dies kann beispielsweise mechanisch, elektrisch, magnetisch oder auf andere Art und Weise erfolgen. Die Ablaufkammer ist derart ausgeführt, dass an der Ablaufkammer, relativ zu einem horizontalen Fluidspiegel, ein vertikal oberes Ende der Auslauföffnung tiefer angeordnet ist als ein vertikal unteres Ende der Einlauföffnung.
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Wählt man also als Referenz für eine horizontale Ebene den Flüssigkeitsspiegel des Fluids in der Ablaufkammer, endet in vertikaler Richtung, also 90° zur horizontalen Ebene, eine obere Begrenzung der Auslauföffnung vor dem unteren Beginn der Einlauföffnung. Wenn also bei einer restlosen Entleerung eines Behälters kein Fluid mehr über die Einlauföffnung in die Ablaufkammer eintritt, kann dennoch über die tieferliegende Position der Auslauföffnung eine Füllhöhe ausreichend hoch gehalten werden, sodass die Auslauföffnung komplett mit Fluid bedeckt ist. Gemäß einem Beispiel ist zwischen dem vertikal unteren Beginn der Einlauföffnung und dem vertikal oberen Ende der Auslauföffnung eine Beabstandung ausgeführt, die als Pufferzone angesehen werden kann. Diese Pufferzone kann beispielsweise während eines Fließvorganges eine Pufferzeit bewirken, in der das Ventil rechtzeitig geschlossen werden kann, um ein Trockenlaufen zu verhindern.
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Die Steuereinheit ist konfiguriert und ausgeführt, das Ventil im Auslaufrohr zu öffnen, wenn die Füllhöhe des Fluids in der Ablaufkammer größer ist als die Höhe des vertikal unteren Endes der Einlauföffnung. Dies wäre der Fall, wenn aus dem Behälter ausreichend Fluid nachläuft und sich folglich eine Füllhöhe über dem vertikal unteren Ende der Einlauföffnung ergibt. Demnach kann Fluid ohne Luft über die Auslauföffnung und das Auslaufrohr über das geöffnete Ventil abfließen oder abgepumpt werden.
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Entsprechend schließt das Ventil im Auslaufrohr, wenn die Füllhöhe des Fluids in der Ablaufkammer kleiner oder gleich der Höhe des vertikal unteren Endes der Einlauföffnung ist. In dieser Situation läuft nicht mehr ausreichend Fluid aus dem Behälter nach, was zu einer Verringerung der Füllhöhe in der Ablaufkammer führt. Findet zu diesem Zeitpunkt ein Abtransport von Fluid über das Auslaufrohr statt, würde dies durch den sinkenden Fluidstand irgendwann zum Ansaugen von Luft in die Auslauföffnung führen. Das Schließen des Ventils im Auslaufrohr kann ein weiteres Fallen des Fluidspiegels und somit ein Ansaugen von Luft in die Auslauföffnung und das Auslaufrohr trotz vollständiger Entleerung des Behälters vorteilhaft verhindern. Mit anderen Worten kann ein Behälter vollständig entleert werden und gleichzeitig ein Eintritt von Luft das Auslaufrohr und gegebenenfalls ein Trockenlaufen einer Pumpe verhindert werden.
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In einer Ausführungsform ist das Ventil als Pumpe ausgeführt, wobei die Pumpe geeignet ist, Fluid durch das Auslaufrohr in Richtung weg von der Ablaufkammer zu fördern. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass im Auslaufrohr eine Pumpe integriert ist, die einen Weitertransport des entnommenen Fluids zu einer Verbrauchsstelle ermöglicht. Gemäß einem Beispiel ist die Pumpe als unidirektionale Pumpe ausgeführt, deren Transportrichtung ausschließlich weg von der Ablaufkammer gerichtet ist. Dabei kann die Pumpe neben ihrer Förderfunktion auch ein Öffnen und Schließen des Auslaufrohrs bewirken. Gemäß einem Beispiel kann die Pumpe und/oder das Ventil auch direkt an der Auslauföffnung der Ablaufkammer angeordnet sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Entnahmevorrichtung ein Einlaufrohr auf, dass mit einem ersten Ende an einen unteren Entnahmeanschluss des Behälters anschließbar ist. Hintergrund ist, dass insbesondere bei IBC-Containern eine untere Entnahmeöffnung gegebenenfalls zusammen mit einem separaten Ventil zurückgesetzt angeordnet ist und folglich kein ausreichender Platz für eine erfindungsgemäße Ablaufkammer zur Verfügung steht. Ein Einlaufrohr kann eine Position der Ablaufkammer vom Behälter wegverlagern, sodass ausreichend Platz zur Verfügung steht. Weiterhin ist ein zweites Ende der Einlauföffnung derart angeordnet, dass es in die Ablaufkammer mündet. Dabei kann das Einlaufrohr fest mit der Einlauföffnung der Ablaufkammer verbunden sein, kann aber auch beispielsweise durch die Einlauföffnung in einen Innenbereich der Ablaufkammer hereinragen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Füllhöhenmesseinrichtung einen Schwimmer mit einer Gebereinheit auf. Der Schwimmer kann beispielsweise an einer Oberfläche des Fluids angeordnet sein und durch seine räumliche Position eine Füllhöhe repräsentieren. Diese Ausführungsform bezieht sich auf beispielsweise eine elektrischen, magnetischen oder optischen Gebereinheit oder Potentiometer, die über eine mechanische Verbindung durch einen Schwimmer mechanisch verstellt wird und ein entsprechendes Messsignal erzeugt. Die vertikale Position des Schwimmers repräsentiert dabei die Füllhöhe des Fluids in der Ablaufkammer. Vorteil dieser Ausführungsform ist eine vergleichsweise einfache und preiswerte Implementierung.
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Gemäß einer Ausführungsform basiert die Füllhöhenmesseinrichtung auf Radar, Kapazitätsmessung, Ultraschall, Leitfähigkeitsmessung, Radiometrie oder einem elektrischen und/oder magnetischen Verfahren. Beispielsweise kann je nach Beschaffenheit der Flüssigkeit oder des Fluids ein bestimmtes Messverfahren vorteilhaft sein, da beispielsweise ätzende Flüssigkeiten mit Materialien des Schwimmers nicht verträglich sind. Grundsätzlich können alle gängigen Messverfahren zum Erfassen eines Füllstandes von Fluiden oder Flüssigkeiten in einem Behälter anwendbar sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Ventil zusätzlich ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Rückfließens von Fluid in die Ablaufkammer auf. Führt ein Auslaufrohr beispielsweise vertikal nach oben, kann es beispielsweise nach einem Abschalten einer Pumpe aufgrund von Gravitationskräften des Fluids zum teilweisen Zurückfließen von Fluid in die Ablaufkammer kommen. Um dies zu verhindern, ist ein Rückschlagventil vorgesehen, dass bei Änderung der Fließrichtung entsprechend sperrt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Steuergerät konfiguriert, einen Schließgrad des Ventils und/oder eine Förderleistung der Pumpe in Abhängigkeit einer gemessenen Füllhöhe des Fluids in der Ablaufkammer zu variieren. Mit anderen Worten kann dies bedeuten, dass bei einer sinkenden Füllhöhe in der Ablaufkammer eine Entleerung des Behälters bevorsteht. Anstatt eine Pumpe in einer Stufe komplett abzuschalten, kann vorteilhaft ein stetiges Herunterregeln ein rechtzeitiges finales Abschalten der Pumpe vor dem Erreichen einer kritischen Füllhöhe einleiten. Auf diese Weise können auch Schwingungen durch eine Trägheit des Fluids vermieden werden.
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In einer Ausführungsform ist ein räumlicher Neigungswinkel der Ablaufkammer relativ zum Einlaufrohr einstellbar. Dem liegen die folgenden Überlegungen zugrunde. Die Ablaufkammer muss räumlich derart positioniert sein, dass der horizontale Fluidspiegel und somit eine relativ zu diesem Fluidspiegel angeordnete Einlauföffnung und Auslauföffnung erfindungsgemäß angeordnet sind. Dies beinhaltet eine korrekte räumliche horizontale Ausrichtung der Ablaufkammer. Geht man von verschiedenen möglichen Positionen eines Behälters aus, bietet ein einstellbarer Neigungswinkel die Möglichkeit, bei einer Vielzahl von Behälterpositionen jeweils die notwendige räumliche Positionierung der Ablaufkammer umzusetzen. Gemäß einem Beispiel weist hierzu das Einlaufrohr eine arretierbares Gelenk auf.
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In einer Ausführungsform ist am ersten Ende des Einlaufrohrs ein Verbindungselement zum dichtenden Anschluss des Einlaufrohrs an den Entnahmeanschluss des Behälters vorgesehen. Dies können beispielsweise eine Überwurfmutter oder ein ähnlicher lösbarer Mechanismus sein. Die Überwurfmutter kann dazu, gemäß einem Beispiel, ein Dichtungselement zum dichtenden Anschluss des Einlaufrohrs an den Behälter aufweisen. Das Verbindungselement ist über eine am Umfang des Verbindungselementes angebrachte Strebenanordnung in Richtung des zweiten Endes des Einlaufrohrs derart verlängert, dass das Verbindungselement über diese Strebenanordnung befestigt oder gelöst werden kann.
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Die zugrunde liegende Problematik liegt dabei in der häufig schlecht zugänglichen Position des Verbindungselementes, beispielsweise einer Überwurfmutter. Ein Mitarbeiter muss also per Hand die Überwurfmutter lösen, was unter Umständen einen Kontakt mit dem Fluids bedeuten kann. Durch eine mechanische Verlängerung in Richtung weg vom Behälter kann die Überwurfmutter sicher gelöst und befestigt werden.
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In einer Ausführungsform ist der Schwimmer ausgeführt, die Auslauföffnung in Richtung des Ventils fluiddicht zu verschließen, wenn die Füllhöhe des Fluids in der Ablaufkammer kleiner oder gleich der Höhe des vertikal unteren Endes der Einlauföffnung oder kleiner oder gleich der Höhe des vertikal oberen Endes der Auslauföffnung ist. Anders gesagt weist der Schwimmer eine Doppelfunktion auf, wobei einerseits eine Füllhöhe ermittelt wird und andererseits eine Schließfunktion der Auslauföffnung bzw. des Auslaufrohrs implementiert ist. Dies kann vorteilhaft als zusätzlicher Schutz vor dem ungewollten Eintritt von Luft in die Auslauföffnung bzw. in das Auslaufrohr angesehen werden. Die Füllhöhe, bei der ein Verschließen der Auslauföffnung ausgelöst wird, kann gemäß einem Bespiel eine Füllhöhe zwischen dem vertikal unteren Ende der Einlauföffnung und dem vertikal oberen Ende der Auslauföffnung sein.
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Figurenliste
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
- 1 zeigt einen Behälter für Fluid mit einem oberen und unteren Entnahmeanschluss.
- 2 zeigt einen erfindungsgemäßen schematischen Aufbau einer Entnahmevorrichtung für Fluide aus einem Behälter.
- 3 zeigt in vereinfachter Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante einer Entnahmevorrichtung mit Verbindungselement und Strebenanordnung sowie Rückschlagventil.
- 4 zeigt eine dreidimensionale erfindungsgemäße schematische Darstellung einer Entnahmevorrichtung gemäß 3.
- 5 zeigt ein Beispiel eines unteren Entnahmeanschlusses in vertikaler Schnittdarstellung sowie ein zugehöriges Werkzeug.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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In 1 ist ein Behälter 10 zur Aufnahme von Fluiden 20 und Flüssigkeiten gezeigt. Dieser weist im hier gezeigten Beispiel eine quader- bzw. würfelförmige Form auf. Typische Abmessungen des Behälters 10 können dabei für IBC-Container beispielsweise im Bereich von 0,5m - 2m Kantenlänge liegen. Neben fließfähigen Substanzen, insbesondere Flüssigkeiten und Fluiden 20 können auch jegliche förderbaren oder pumpbaren Granulate oder ähnlichen feste Substanzen infrage kommen. An einer Außenseite des Behälters 10 ist ein Schutzkäfig 12 zur mechanischen Stabilisierung und Schutz gegen Beschädigungen vorgesehen, der den Behälter 10 an einer Außenseite umgibt. Zusätzlich können Beschriftungselemente 14 vorgesehen sein, die Angaben und Informationen über einen Inhalt sowie weitere Informationen wie Herstellerangaben bereitstellen.
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An einer Oberseite des Behälters 10 ist ein oberer Entnahmeanschluss 16 vorgesehen, der beispielsweise einen Schraubverschluss aufweisen kann. Bei bekannten Lösungen können über diese Öffnungen Sauglanzen (nicht gezeigt) in den Behälter 10 zum Absaugen eines Fluids 20 eingeführt werden. Zusätzlich ist an einer Unterseite des Behälters 10 ein unterer Entnahmeanschluss 18 vorgesehen. Dieser untere Entnahmeanschluss 18 kann derart angeordnet sein, dass bei einer horizontalen Positionierung des Behälters 10 eine restlose Entleerung des Behälters 10 über den unteren Entnahmeanschluss 18 möglich ist. Zusätzlich sind Lagerelemente 22 zum stabilen Lagern und Transportieren des Behälters 10 vorgesehen.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßer schematischer Aufbau einer Entnahmevorrichtung für Fluide 20 aus einem Behälter 10 gezeigt. Aus diesem Beispiel soll die grundsätzliche Funktionsweise anhand einer deutlich vereinfachten funktionellen Darstellung erkennbar sein. Ein Behälter 10 weist an seinem unteren Ende einen unteren Entnahmeanschluss 18 auf. Mithilfe eines Verbindungselementes 24, hier als Überwurfmutter ausgeführt, ist ein Einlaufrohr 26 dichtend mit dem unteren Entnahmeanschluss 18 verbunden. Das Einlaufrohr 26 ist ausgeführt, Fluid 20 aus dem Behälter 10 über eine Einlauföffnung 28 in eine Ablaufkammer 30 zu leiten.
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Beispielsweise kann eine Kantenlänge einer würfelförmigen oder quaderförmigen Ablaufkammer in Verbindung mit einem gebräuchlichen IBC-Container zwischen 5 und 15 cm liegen. An der Ablaufkammer 30 ist an einer Auslauföffnung 32 ein Auslaufrohr 34 angebracht. Dabei ist ein vertikal oberes Ende der Auslauföffnung 36 tiefer angeordnet als ein vertikal unteres Ende der Einlauföffnung 38, relativ betrachtet zu der horizontalen Achse eines Fluidspiegels in der Ablaufkammer 30. Im Auslaufrohr 34 ist eine Pumpe 40 angeordnet, die über eine Steuereinheit 42 gesteuert wird. Die Pumpe 40 ist ausgeführt, Fluid durch das Auslaufrohr 34 in Richtung weg von der Ablaufkammer 30 zu fördern.
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Zusätzlich ist im Verlauf des Auslaufrohrs 34 ein Rückschlagventil 44 vorgesehen. Im hier gezeigten Beispiel führt das Auslaufrohr 34 in eine vertikale Richtung nach oben, sodass das Rückschlagventil 44 ein Zurückfließen von Fluid 20 in Richtung der Ablaufkammer 30 verhindert. Als alternative Variante ist ein Auslaufrohr 34A dargestellt, dass von der Auslauföffnung 32 nach unten gerichtet wegführt, sodass beispielsweise ein selbstständiges Abfließen von Fluid 20 ermöglicht wird. Hierbei ist ein Ventil 46 vorgesehen, das einen Fluss von Fluid 20 durch Öffnen oder Schließen steuern kann. Dieses Ventil 46 wird ebenfalls von der Steuereinheit 42 gesteuert.
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Die Steuereinheit 42 ist derart ausgeführt und konfiguriert, dass das Ventil 46 geöffnet ist bzw. die Pumpe 40 eingeschaltet ist, wenn die Füllhöhe des Fluids 20 in der Ablaufkammer 30 größer ist als die Höhe des vertikal unteren Endes der Einlauföffnung 38. Dies entspricht der Situation, wenn Fluid aus dem Behälter 10 über das Einlaufrohr 26 in die Ablaufkammer 30 einläuft und sich hieraus eine Füllhöhe, die größer ist als ein erster Schwellenwert der Füllhöhe 47. In diesem Falle ist ausreichend Fluid 20 in der Ablaufkammer 30, sodass die Steuereinheit 42 die Pumpe 40 in einem eingeschalteten Zustand hält und Fluid 20 über die Auslauföffnung 32 und das Auslaufrohr 34 abtransportiert wird.
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Die Steuereinheit 42 erhält eine Steuerinformation 50 von einer Füllhöhenmesseinrichtung 52, die ausgeführt ist, die Füllhöhe von Fluid 20 in der Ablaufkammer 30 zu erfassen. Im hier gezeigten Beispiel ist ein Schwimmer 54 zusammen mit einer Gebereinheit 56 implementiert. Dies kann beispielsweise mithilfe eines elektrischen Potentiometers oder anderer optischer, magnetischer oder anderer geeigneter Verfahren umgesetzt sein. Fällt nun eine Füllhöhe unter den Wert des Füllstandes in Höhe 38 des vertikal unteren Endes der Einlauföffnung 28, wird über den Schwimmer 54 und die Gebereinheit 56 eine entsprechende Steuerinformation 50 erzeugt, die das Ventil 46 im Auslaufrohr 34A schließt oder die Pumpe 40 im Auslaufrohr 34 abschaltet.
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Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Behälter 10 entleert ist und kein Fluid 20 mehr über die Einlauföffnung 28 nachläuft. In dieser Situation ist es wünschenswert, dass eine weitere Entleerung der Ablaufkammer 30 verhindert wird, damit durch eine sinkende Füllhöhe keine Luft in das Auslaufrohr 34 und die Pumpe 40 gelangen kann. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Steuereinheit 42 derart konfiguriert sein, dass sie das Ventil 46 schließt bzw. die Pumpe 40 abschaltet, wenn eine Füllhöhe einen Wert zwischen dem vertikal oberen Ende 36 der Auslauföffnung 32 und dem vertikal unteren Ende 38 der Einlauföffnung 28 annimmt.
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Dieser Abstand zwischen dem vertikal oberen Ende 36 der Auslauföffnung 32 und dem vertikal unteren Ende 38 der Einlauföffnung 28 kann vorteilhaft als Pufferzone oder Puffervolumen verstanden werden, der gegebenenfalls ein kontinuierliches Herunterregeln einer Förderleistung der Pumpe 40 oder ein stetiges Schließen des Ventils 46 über einen gewissen Zeitraum erlaubt. In diesem Falle kann trotz der hierdurch entstehenden Verzögerung ein zu schnelles Sinken der Füllhöhe unter eine Höhe des vertikal oberen Endes 36 der Auslauföffnung 32 verhindert werden.
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Gemäß einem Beispiel ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, den Schließgrad des Ventils 46 und/oder eine Förderleistung der Pumpe 40 in Abhängigkeit der gemessenen Füllhöhe durch die Füllhöhenmesseinrichtung 52 zu variieren. Mit anderen Worten kann eine Pumpleistung der Pumpe 40 stufig oder kontinuierlich nach unten oder oben geregelt werden, insbesondere um vorteilhaft unerwünschte Trägheitseffekte des Fluids 20 zu verringern.
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In 2 ist weiterhin ein erster Schwellenwert der Füllhöhe 47 dargestellt, also die Füllhöhe, die dem vertikal unteren Ende 38 der Einlauföffnung 28 entspricht. Bei diesem Schwellenwert kann beispielsweise das Ventil 46 schließen bzw. die Pumpe 40 abgeschaltet werden oder eine Förderleistung heruntergeregelt werden. Ein zweiter Schwellenwert 48 der Füllhöhe markiert eine geringste Füllhöhe, bei der noch keine Luft in die Auslauföffnung 32 gelangt. Die Steuereinheit 42 kann je nach Anwendungsfall nun derart ausgelegt werden, dass ein Stillstand des Fluids 20 im Auslaufrohr 34 spätestens mit diesem zweiten Schwellenwert der Füllhöhe 48 eintritt, um einen weiteren Abfluss von Fluid 20 aus der Ablaufkammer 30 und ein Eintritt von Luft in das Auslaufrohr 34 zu verhindern. Die Füllhöhe 58 zwischen dem ersten Schwellenwert 47 und dem zweiten Schwellenwert 48 soll beispielhaft einen typischen Wert der Füllhöhe im Regelbetrieb der Entnahmevorrichtung 100 angeben.
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In den 3 und 4 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Entnahmevorrichtung 100 in einer teilweisen Schnittdarstellung und in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. In 3 ist ein Einlaufrohr 26 zu erkennen, dass über eine Einlauföffnung 28 in eine Ablaufkammer 30 mündet. Ein Auslaufrohr 34 ist über eine Auslauföffnung 32 mit der Ablaufkammer 30 verbunden. Im Querschnitt des Auslaufrohrs 34 ist ein Rückschlagventil 44 angeordnet, das ein Zurückfließen von Fluid 20 in die Ablaufkammer 30 verhindern soll. Als Füllhöhenmesseinrichtung 52 ist ein Schwimmer 54 in Verbindung mit einer Gebereinheit 56 vorgesehen. Die Gebereinheit 56 erzeugt eine Steuerinformation 50, die an eine Steuereinheit 42 (siehe 2) weitergegeben werden kann.
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An einem ersten Ende des Einlaufrohrs 26 ist ein Verbindungselement 24 zu erkennen, was in Form einer Überwurfmutter ausgeführt ist. Über ein Innengewinde und gegebenenfalls ein Dichtelement kann das Einlaufrohr 26 an ein entsprechendes Gegenstück am Behälter 10 angeschlossen werden. In 1 ist zu erkennen, dass der untere Entnahmeanschluss 18 räumlich zurückgesetzt am Behälter 10 angebracht ist. Dies soll ein Beschädigen eines ansonsten hervorstehenden Entnahmeanschlusses 18 verhindern.
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Gleichzeitig erschwert dies bei den bekannten Lösungen allerdings einen Anschluss einer Entnahmevorrichtung 100, da das Verbindungselement 24 insbesondere per Hand schwer zugänglich ist. Aus diesem Grund ist eine Strebenanordnung 60 zusammen mit einem Griffstück 62 vorgesehen, die ein Verschrauben der Überwurfmutter bzw. des Verbindungselementes 24 per Hand erleichtern kann. Die Strebenanordnung 60 wirkt mit anderen Worten wie eine mechanische Verlängerung des Verbindungselementes 24 in Richtung weg vom Behälter 10.
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Gemäß einem Beispiel ist ein räumlicher Neigungswinkel der Ablaufkammer 30 relativ zum Einlaufrohr 26 einstellbar. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass im Verlauf des Einlaufrohrs ein zusätzliches arretierbares Verstellelement (nicht gezeigt) angeordnet sein kann. Dies kann, gemäß einem Beispiel räumlich am Verbindungselement 24, aber auch im Bereich der Einlauföffnung 28 angeordnet sein.
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In 5 ist ein Beispiel eines unteren Entnahmeanschlusses 18 in vertikaler Schnittdarstellung gezeigt. Das Verbindungselement 24 ist hier als Überwurfmutter ausgeführt. Am äußeren Umfang der Überwurfmutter 24 sind für eine bessere Kraftübertragung des Drehmoments auf die Überwurfmutter 24 Haltestege 66 vorgesehen, die im hier gezeigten Beispiel in axialer Richtung der Überwurfmutter 24 verlaufen, Zum Drehen der Überwurfmutter ist ein Werkzeug 64 vorgesehen. Dieses Werkzeug umgibt eine äußere Form des Verbindungselementes 24 derart, dass es vorteilhaft eine effektive Kraftübertragung über die Haltestege 66 auf die Überwurfmutter erlaubt.
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Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die ringförmige Ausprägung des Werkzeugs 64 an seiner Innenseite ein axiales konzentrisches Bewegen des Werkzeugs 64 auf einen Umfang des Verbindungselementes 24 erlaubt. Hier weist das Werkzeug Einwölbungen 68 auf, die räumlich mit den gegenüberliegenden Haltestegen 66 der Überwurfmutter 24 korrespondieren.
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Hierdurch kann das Werkzeug 64 in Anschlag mit der Überwurfmutter gebracht werden, sodass ein Drehmoment auf die Überwurfmutter 24 ausgeübt werden kann und hierdurch ein Drehen, also ein Lösen oder Befestigen der Überwurfmutter 24, ermöglicht wird. Vorteil dieser Ausführungsvariante ist unter anderem die Möglichkeit einer guten räumlichen Zugänglichkeit des Werkzeugs 64 in einen zurückgesetzten Bereich des unteren Entnahmeanschlusses 18.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Behälter
- 12
- Schutzkäfig
- 14
- Beschriftungselement
- 16
- oberer Entnahmeanschluss
- 18
- unterer Entnahmeanschluss
- 20
- Fluid
- 22
- Lagerelemente
- 24
- Verbindungselement / Überwurfmutter
- 26
- Einlaufrohr
- 28
- Einlauföffnung
- 30
- Ablaufkammer
- 32
- Auslauföffnung
- 34
- Auslaufrohr
- 36
- vertikal oberes Ende der Auslauföffnung
- 38
- vertikal unteres Ende der Einlauföffnung
- 40
- Pumpe
- 42
- Steuereinheit
- 44
- Rückschlagventil
- 46
- Ventil
- 47
- Erster Schwellenwert der Füllhöhe
- 48
- Zweiter Schwellenwert der Füllhöhe
- 50
- Steuerinformation
- 52
- Füllhöhenmesseinrichtung
- 54
- Schwimmer
- 56
- Gebereinheit
- 58
- Füllhöhe zwischen erstem und zweitem Schwellenwert der Füllhöhe
- 60
- Strebenanordnung
- 62
- Griffstück
- 64
- Werkzeug für Verbindungselement
- 66
- Haltestege
- 68
- Einwölbungen des Werkzeugs
- 100
- Entnahmevorrichtung
