DE102021113135A1

DE102021113135A1 - Horizontal rotierender Dünnschicht-Entgaser

Info

Publication number: DE102021113135A1
Application number: DE102021113135.9A
Authority: DE
Inventors: Erich Scheugenpflug
Original assignee: Ventup GmbH
Current assignee: Dosmatix De GmbH
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Um viskoses Material zu entgasen, wird für eine Dünnschicht-Entgasung das in einem Gehäuse (2) im Wesentlichen in Form eines Bodensatzes stillstehende Material (M) durch einen Bewegungskörper (5), insbesondere Rotationskörper (5), der periodisch immer wieder mit einem bestimmten Flächenbereich in den Füllstand des Materials (M) eintaucht, beim Ausfahren aus dem Material (M) eine dünne Schicht (S) an Material(M) erzeugt und dies vielfach hintereinander, sodass auf sehr begrenztem Raum innerhalb eines Unterdruck-beaufschlagtem Gehäuse (2) sehr viel Haftfläche zum Ausbilden einer dünnen Schicht (S) des Materials (M) zur Verfügung stehen.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft einen Entgaser für flüssiges und viskoses Material wie etwa Fette, Öle, Gießharze oder Vergussmassen, in dem dieses entgast wird, da für die weitere Verwendung Lufteinschlüsse in solchen Materialien äußerst nachteilig sind. Ein solcher Entgaser kann gleichzeitig als Zwischenpuffer oder Vorratsbehälter für das Material dienen, wobei neben dem Entgasen auch ein ständiges Durchmischen stattfindet.
II. Technischer Hintergrund
Ein solcher Entgaser umfasst zunächst einen dichten Behälter, der einen Unterdruck-Anschluss besitzt, um das Gas aus sich öffnenden Gaseinschlüssen, in aller Regel Lufteinschlüssen, absaugen zu können, sowie eine Zulauföffnung und eine Ablauföffnung für das Material.
In der Aufsicht betrachtet besitzen Entgaser, wenn sie gleichzeitig als Mischer dienen, nach dem Stand der Technik meist einen runden Innen-Querschnitt, damit bei Anordnen eines um eine aufrechte Achse drehenden Rührers darin, dessen Rührflügel meist entlang des Umfanges nahe an den Innenflächen der Wandung und/oder dem Boden des Vorratsbehälters entlang bewegt werden können.
Die Zulauföffnung ist meist im oberen Bereich des Behälters, oft in dessen Deckel, angeordnet und die Ablauföffnung meist im unteren Bereich, meist gekoppelt ist mit einer oder zwei Förderpumpen.
Ferner ist es zum Zwecke der Dünnschicht-Entgasung bereits bekannt, dass das über die Zufluss-Öffnung in den Behälter strömende Material nicht direkt der Füllung des Entgasers zugeführt wird, sondern auf einen Ableitkörper fließt, dessen - über dem maximalen Füllstand liegende - Oberseite, die Ableitfläche, dazu dient, den Strom des Materials zu verteilen und einen möglichst dünnen Film aus dem Material auf dieser Ableitfläche entstehen zu lassen, in dem eventuell noch vorhandene Lufteinschlüsse sich umso leichter öffnen, je dünner die Schicht ist.
Vorzugsweise ist eine solche Ableitfläche vom Ort des Auftreffens des Materialstromes aus der Zufluss-Öffnung, der Auftreffstelle, zu einer tiefer liegenden Abtropfkante der Ableitfläche hingeneigt.
Dabei ist es ebenfalls bekannt, die Ableitfläche radial nach außen, insbesondere in Richtung Wandung des Vorratsbehälters, abfallen zu lassen und die Abtropfkante so nahe an der Innenseite der - oft sich konisch nach unten verjüngend - Wandung anzuordnen, dass das über die Abtropfkante strömende Material auf die Innenseite der Wandung auftrifft und an dieser weiter herabläuft, sodass die Fläche der dünnen Schicht aus Material stark vergrößert wird und dabei wiederum eine dünne, sich leicht entgasende Schicht über einen noch deutlich längeren Zeitraum bildet.
Dennoch ist die Größe der sich ausbildenden dünnen Schicht sowie deren zeitliche Bestandsdauer nicht optimal und damit auch nicht das Entgasungs-Ergebnis.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Entgaser zur Verfügung zu stellen, mit dem trotz einfachem Aufbau eine möglichst gute Entgasung des Materials erreicht werden kann.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 17 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Entgasen des flüssigen oder viskosen Materials, welches vorzugsweise zumindest so niederviskos ist, dass es sich noch um ein selbst-nivellierendes Material handelt, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Bewegungskörper in einen vorhanden Bodensatz des Materials entweder permanent eingetaucht ist, zumindest teilweise, oder während der Bewegung der Bewegungskörper oder wenigstens ein spezifischer Bereich des Bewegungskörpers nur periodisch, also über einen bestimmten Zeitraum, eingetaucht ist und dann wieder vollständig aus dem Bodensatz herausgehoben wird.
Durch das Anhaften des Materials beim Eintauchen bildet sich beim Herausbewegen des Bewegungskörpers aus dem Bodensatz - je nach räumlicher Lage der Haftfläche des Bewegungskörpers, die mit dem Material benetzt ist - eine schwerkraftabhängig sehr dünne Schicht aus, welche das Austreten von darin enthaltenen Gasblasen aus der Oberfläche der Schicht erleichtert, sodass nach Aufgehen der Blase an der Oberfläche der Schicht das darin enthaltene Gas über den Unterdruck-Anschluss im Behälter abgesaugt werden kann.
Dabei wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Bewegungskörpers - bei einem Rotationskörper insbesondere dessen Umfangsgeschwindigkeit - festgelegt in Abhängigkeit von der Viskosität des Materials, indem diese Bewegungsgeschwindigkeit, insbesondere Umfangsgeschwindigkeit, umso geringer gewählt wird, je höher die Viskosität des Materials ist, also je pastöser das Material ist, um eine dementsprechend längere Zeit zum Ausbilden einer möglichst dünnen Schicht zur Verfügung zu stellen.
Natürlich spielt auch die Weglänge eine Rolle, über die sich der Bewegungskörper ganz oder teilweise außerhalb des Bodensatzes an Material befindet, jedoch kann diese Weglänge in der Regel nicht verändert werden, sondern ist konstruktiv vorgegeben.
Deshalb wird vorzugsweise eine Umfangsgeschwindigkeit von maximal 0,5 m/sec gewählt, besser nur maximal 0,01 m/sec.
Dabei muss die Bewegungsgeschwindigkeit nicht konstant sein, wobei vorzugsweise in den Bewegungsabschnitten, in denen sich die Haftfläche des Bewegungsköpers, an der das Material anhaftet, besonders steil im Raum steht, möglichst geringe Bewegungsgeschwindigkeit vorherrschen soll.
Zusätzlich kann von dem Bereich der Haftfläche, die zyklisch wieder in den Bodensatz aus Material eintaucht, das daran anhaftende Material vor dem Eintauchen wieder entfernt werden, beispielsweise mittels eines Rakels, also eines Abziehers, um die Haftfläche für das Eintauchen frei zu haben, damit neues Material und nicht an der Haftfläche verbliebenes Material die beabsichtigte dünne Schicht auf der Haftfläche des Bewegungsköpers benetzen kann.
Hinsichtlich des Dünnschicht-Entgasers umfasst dieser zunächst einmal ein dichtes Gehäuse mit einem Material-Zulauf und einem Material-Ablauf sowie einem Unterdruck-Anschluss, mit dem das Innere des Gehäuses unter Unterdruck gehalten werden kann und aus sich dort öffnenden Gasblasen das Gas abgesaugt werden kann.
In diesem Gehäuse bewegt sich ein Bewegungskörper, entweder hin und her, im Fall eines Rotationsköpers dreht er sich um eine Rotationsachse.
In Bewegung gesetzt wird der Bewegungskörper mittels eines Bewegungs-Antriebes, der sich vorzugsweise außerhalb des dichten Gehäuses befindet, sodass sich dessen z.B. Antriebswelle durch das Gehäuse hindurch erstreckt. Im Fall eines Rotationskörpers handelt es sich dabei um einen Rotationsantrieb, generell vorzugsweise um einen Elektromotor.
Der Bewegungsweg des Bewegungskörpers innerhalb des Gehäuses ist dabei so gestaltet, dass sich der Bewegungskörper zwischen einem bodennahen tiefsten Punkt und einem höchsten Punkt, der sich insbesondere nahe der Decke des Gehäuses befinden kann, hin und her bewegt.
Bodennah bedeutet, dass es sich um eine Höhenlage unter dem Füllstand, also der Oberfläche des Bodensatzes des Materials im Behälter, handelt, sodass sich der Bewegungskörper an seinen bodennahen tiefsten Punkt zumindest teilweise eingetaucht im Material befindet, der eingetauchte Bereich dieser Haftfläche des Bewegungskörpers jedoch an seinem höchsten Punkt oberhalb des Füllstandes befindet.
Konkret ist es so, dass sich der Bewegungsweg der Haftfläche, an der beim Eintauchen Material anhaften kann, nur über eine möglichst kurze Strecke nahe des bodennahen Punktes im Material befindet und über den Großteil des Bewegungsweges, vorzugsweise mindestens 60%, besser mindestens 70%, besser mindestens 80%davon, außerhalb des Materials.
Der Material-Auslauf wird sich in aller Regel an einem relativ tiefliegenden Punkt im Gehäuse befinden, aber seine Montagehöhe kann auch über den Füllstand im Behälter entscheiden, indem der Auslauf so groß ist, dass das über den Zulauf eingebrachte Material immer über den Ablauf ablaufen kann, da dieser einen demgegenüber größeren Querschnitt besitzt.
Der Material-Einlauf und/oder der Material-Auslauf sind vorzugsweise gesteuert verschßießbar.
Da vor allem der Wegabschnitt, in dem sich die Haftfläche möglichst steil stehend oberhalb des Materials befindet, für das Ausbilden einer dünnen Schicht auf der Haftfläche des Bewegungskörpers wichtig ist, kann der Behälter einen aufrecht stehenden schlanken Querschnitt besitzen, in dem der Bewegungskörper mit Haftflächen einen relativ steilen Aufwärtsweg und ggfs. auch einen relativ steilen Abwärtsweg nimmt, beispielsweise an einem Zugelement wie einer Kette oder einem Zahnriemen geführt ist, die zwischen einer hochliegenden oberen Umlenkwalze und einer tiefliegenden unteren Umlenkwalze umlaufen.
Da die in der Aufsicht betrachtete Breite des Gehäuses jedoch in der Regel keine kritische Größe ist, wird als Bewegungskörper vorzugsweise ein Rotationskörper verwendet, was eine sehr viel einfachere Konstruktion ermöglicht.
Vorzugsweise liegt die Rotationsachse zur Horizontalen in einem Winkel von weniger als 50°, besser weniger als 30°, besser weniger als 20°, besser als 10° oder die Rotationsachse liegt sogar horizontal.
Wenn der Rotationskörper ein hohler Rotationskörper ist, in dessen Inneres das Material auch vordringen kann, beispielsweise, weil die Umfangsfläche des Rotationskörpers Durchbrüche aufweist und/oder der Rotationskörper an einer oder gar beiden Stirnseiten offen ist, steht sowohl die Außenfläche des Rotationskörpers als auch die Innenfläche als Haftfläche für das Material zur Verfügung, und verbessert die Dünnschicht-Entgasung aufgrund der großen zur Verfügung stehenden Haftflächen.
Dabei sollten die Durchbrüche, die die innere und/oder die äußere Mantelfläche des Rotationskörpers aufweisen kann, in Summe maximal 20%, besser maximal 10%, besser maximal 5% der Größe der Mantelfläche betragen, da nur die verbleibende Mantelfläche als Haftfläche zur Verfügung steht. In absoluten Maßen sollten die Durchbrüche einen größten Durchmesser von maximal 10 mm, besser maximal 5 mm, besser maximal 3 mm, besser maximal 2 mm besitzen.
Der Rotationskörper kann beispielsweise ein Zylinder oder ein Kegelstumpf aus dünnem Material wie Blech oder auch Kunststoff sein, und der momentan am tiefsten liegende Bereich des Rotationskörpers befindet sich im Material, der Rest des Rotationskörpers außerhalb, also oberhalb, des Materials.
Dementsprechend sollte sich der Außenumfang des Rotationskörpers an seiner tiefsten Stelle

- in absoluten Werten ausgedrückt um maximal 10 mm, besser maximal 5 mm, besser maximal 3 mm von der gegenüberliegenden, unteren Innenfläche der Wand des Behälters entfernt sein

- in relativen Werten um maximal 7%, besser maximal 5%, besser maximal 3% des Durchmessers des Rotationskörpers von der gegenüberliegenden Stelle der Innenfläche der Wand des Behälters entfernt sein.

Denn zum Benetzen der Haftfläche des Bewegungskörpers, insbesondere Rotationskörpers, genügt in der Regel ein sehr geringer Füllstand, also Bodensatz, an Material im Behälter, und umso mehr Raumhöhe steht innerhalb des Behälters als Bewegungsweg zur Verfügung, innerhalb dessen sich die möglichst dünne Materialschicht auf der Haftfläche ausbilden kann.
Deshalb kann der Rotationskörper betrachtet in Richtung seiner Rotationsachse exzentrisch, nämlich möglichst weit unten, im umgebenden Behälter angeordnet sein, bei dem es sich häufig aus Herstellungsgründen ebenfalls um einen rotationssymmetrischen Behälter handelt.
Rotationsachse des Rotationskörpers und die Symmetrieachse eines rotationssymmetrischen Behälters müssen nicht parallel zueinander verlaufen.
Um möglichst viel Haftfläche zur Verfügung zu haben, können auch mehrere Rotationsköper ineinander, insbesondere konzentrisch ineinander, angeordnet sein und dann entweder gemeinsam synchron oder auch gegenläufig rotierend angetrieben sein, vorzugsweise jedoch vom gleichen Rotationsantrieb angetrieben sein, was den Aufbau vereinfacht.
Eine vorteilhafte Bauform besteht darin, dass der Rotationskörper eine, vorzugsweise jedoch mehrere, in Richtung der Rotationsachse hintereinander angeordnete Scheiben umfasst, die vorzugsweise synchron miteinander rotieren und vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind.
Die Scheiben können dabei einen solchen Durchmesser und gegenseitigen Abstand sowie Neigung ihrer Scheibenfläche gegenüber der Vertikalen aufweisen, dass ein vom höchsten Punkt einer Scheibe auf der überhängenden Seite herabtropfendes Material auf der Oberfläche des Materials und nicht auf der benachbarten Scheibe auftrifft.
Denn letzteres würde dort die Schicht verstärken, was nicht zur Entgasung beiträgt.
Der Rotationskörper kann auch einzelne Paddel umfassen, die entlang des Umfanges eines Rotationskörpers angeordnet sein können und die in axialer und/oder radialer Richtung von der Rotationsachse abragen können oder auch in Tangenten-Richtung mit ihren Haftflächen liegen können oder einen Winkel dazwischen einnehmen können, und sich nur über ein Segment des Umfanges des Rotationskörpers erstrecken können.
Vorzugsweise tauchen solche Paddel vollständig in den Bodensatz aus Material ein und bei Weiterbewegung verlassen sie den Bodensatz des Materials vollständig.
Die Haftflächen, insbesondere äußere und/oder innere Oberfläche eines Bewegungskörpers, insbesondere eines Rotationskörpers, können unterschiedlich strukturiert sein:

Sie können eben sein, also insbesondere eine Rauhigkeit von unter 0,05 mm, insbesondere unter 0,01 mm, insbesondere unter 0,005 mm, insbesondere unter 0,001 mm aufweisen, was das Abstreifen von daran anhaftendem Material mittels eines Rakels erleichtert.

Der Rakel kann jedoch auch in einem bestimmten Abstand zu Haftfläche angeordnet werden, um darauf eine bereits sehr dünne Schicht aus dem Material zu erzeugen, möglichst kurz nach dem heraus bewegen der Haftfläche, also des Bewegungskörpers, aus dem Bodensatz.
Die Haftfläche kann jedoch auch Aufwölbungen und/oder Vertiefungen aufweisen, was ein ungleichmäßiges Fließverhalten des Materials entlang der Haftfläche, abhängig von der Schräglage der Haftfläche im Raum, ergibt und die Entgasung im Bereich dieser Erhebungen zusätzlich verbessern kann. Vertiefungen sind hierfür weniger vorteilhaft, können aber bei einem Prägen einer dünnen Wandung oder dünnen Scheibe zwangsweise auftreten.
Eine solche Wandung oder auch Scheibe kann auch Durchbrüche aufweisen, die beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausprägen hergestellt sind. Insbesondere bei einseitig offenen Ausprägungen können solche Ausprägungen in Umfangsrichtung verlaufen.
Die Durchbrüche können mit der offenen Seite entgegen der Drehrichtung des Rotationskörpers weisen, wodurch ein Abtropfen von dem Ende der Ausprägung erleichtert wird und sich auf der Oberfläche der Ausprägung eine besonders dünne Schicht aus Material ergeben kann.
Natürlich kann durch entsprechende Gestaltung eines Rakels, etwa in Form eines Besens, auch eine unebene Haftfläche von Material gereinigt werden, aber noch einfacher ist dies bei einer ebenen Fläche, selbst wenn diese Vertiefungen aufweist.
Ein solcher Rakel sollte vorzugsweise in Drehrichtung des Rotationskörpers in einem Winkelbereich von maximal 120°, besser maximal 100°, besser maximal 90° einer vollen Umdrehung des Rotationskörpers vor dem Weidereintauchen in das Material angeordnet werden, um den verbleibenden Bewegungsweg für das ausbilden der dünnen Schicht nicht unnötig zu verkürzen
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:

1a: einen Längsschnitt durch eine erste Bauform des Entgasers mit einem um eine horizontale Achse darin rotierenden Rotationskörper,
1b: einen Vertikalschnitt analog 1a durch eine zweite Bauform eines Entgasers,
1c: einen Vertikalschnitt durch eine dritte Bauform eines solchen Entgaser,
2a: eine Schnittdarstellung geschnitten lotrecht zur Rotationsachse des Rotationskörpers,
2b: einen Schnitt lotrecht zur Rotationsachse durch eine weitere Bauform eines solchen Entgasers und
2c: einen Schnitt lotrecht zur Rotationsachse um eine weitere Bauform des Entgasers mit am Rotationskörper hängenden Benetzungskörpern und
2d: eine Abwandlung der Bauform gemäß 2c in gleicher Blickrichtung.

Die 1a - c zeigen im vertikalen Längsschnitt unterschiedliche Bauformen von Entgasern, bei denen in einem - wie die 2 zeigen - in aller Regel rotationssymmetrischen, liegenden Gehäuse - welches aus einem Topf 2.1 und einem dicht darauf ansetzbaren Deckel 2.2 besteht - als Bewegungsköper jeweils ein oder mehrere Rotationskörper im inneren des Gehäuses 2 rotierend antreibbar sind.
Zu diesem Zweck sind die Rotationskörper 5 drehfest mit einer Welle 15 verbunden, die sich luftdicht durch den Deckel 2.2 - und wahlweise auf dem Boden des Topfes 2.1 gelagert oder sich durch diesen ebenfalls hindurch erstreckend - nach außen erstreckt und von einem dort drehfest mit der Welle verbundenen Rotations-Antrieb 6, in der Regel einem Elektromotor, angetrieben wird.
Das dem Rotations-Antrieb 6 gegenüberliegende freie Ende der Welle 15 ist in einer Lagerung 19, die sich vorzugsweise innerhalb des Gehäuses befindet, etwa am Boden des Topfes 2.1, zusätzlich gelagert.
Der Materialzulauf 4a ist im oberen Bereich, hier an der linken Seite des Topfes 2.1, vorgesehen und der Materialauslauf 4b im unteren Bereich, vorzugsweise an einem tiefsten Punkt des Behälters 2, hier an der rechten Seite.
Ebenfalls im oberen Bereich ist ein Unterdruck-Anschluss 3 im Gehäuse vorgesehen, über den der Innenraum des Gehäuses mit Unterdruck beaufschlagbar ist.
Im vorliegenden Fall ist das Gehäuse über Stellfüße auf dem Untergrund abgestellt, und der Unterdruck-Anschluss 3 befindet sich weit oberhalb des während des Betriebes üblichen Spiegels, also Bodensatzes, aus Material M, vorzugsweise im höchsten Punkt des Gehäuses.
Im Fall der 1a ist als Bewegungskörper ein rotierender, stirnseitig beidseits offener, liegender Zylinder als Rotationskörper 5 vorgesehen, dessen Wandung zusätzlich Durchbrüche 8 aufweisen kann wie rechts oben dargestellt.
Dabei ist die Rotationsachse 5' dieses Rotationskörpers identisch mit der Symmetrieachse 2' des rotationssymmetrischen Gehäuses, welche als axiale Richtung 10 definiert wird, und die im vorliegenden Fall entlang der Horizontalen H verläuft.
Wie 1a in der linken Bildhälfte zeigt, können auch mehrere Rotationskörper, hier Zylinder 5.1, 5.2 mit radialem Abstand ineinander aber drehfest miteinander und in diesem Fall eben mit der Welle 15 verbunden vorhanden sein, die auch beide gelocht ein können.
Diese Bauform ist in 2a im Segment links außen dargestellt. Gasblasen, die sich dabei in der dünnen Schicht aus Material M öffnen, deren Gas wird über den Unterdruck-Anschluss 3 abgesaugt.
Der untere Bereich des einen oder der beiden liegenden Rotationskörper 5 bzw. 5.1., 5.2 taucht in den Bodensatz aus Material M ein und wird dort benetzt, sodass das Material M sowohl an seiner Außenseite 7a als auch seiner Innenseite 7b anhaftet und beim Hochdrehen schwerkraftbedingt entlang dieser Flächen nach unten gleitet, bis dieser Bereich den höchsten Punkt erreicht hat, woraufhin dann dort anhaftendes Material in Umfangsrichtung schwerkraftbedingt abfließt.
1b zeigt eine Lösung, die sich von derjenigen der 1a dadurch unterscheidet, dass der Rotationskörper 5 kein beidseits offener Zylinder, sondern ein beidseits offener Kegelstumpf ist - oder zwei solche Kegelstümpfe ineinander, wie wiederum in der linken Bildhälfte dargestellt - die Rotationsachse dieses Rotationskörpers oder der beiden konzentrisch angeordneten Rotationskörper 5.1, 5.2 steht in einem Winkel α von etwa 10° schräg zur Symmetrieachse des Gehäuses 2, wobei der Winkel vorzugsweise so gewählt ist, dass die Mantelfläche des Kegelstumpfes am tiefsten Punkt des Umfanges parallel zur Innenseite des hier unten liegenden Teils der Wandung des Topfes 2.1 liegt.
In 1c sind mehrere Scheiben 9.1, 9.2 usw. axial, also entlang der Rotationsachse 5', also entlang der drehend angetriebenen Welle 15, angeordnet, wobei die ebenen Scheiben durch Neigung der Rotationsachse 5' schräg stehen, sodass in der Seitenansicht klar wird, dass vom höchsten Punkt einer Scheibe abtropfendes Material nicht auf die benachbarte Scheibe auftrifft, sondern auf dem Spiegel aus Material M in dem Behälter 2.
Zu diesem Zweck ist hier der gesamte Behälter 2 mit seiner Symmetrieachse 2', die mit der Rotationsache 5' übereinstimmt, schräg gestellt.
Ebenso gut könnte jedoch der Behälter 2 mit seiner Unterseite parallel zum Boden also horizontal verlaufen und lediglich die Welle 15 und damit die Rotationsachse 5' geneigt sein um zur gewünschten Schrägstellung der Scheiben 9.1, 9.2 usw. zu gelangen.
Zusätzlich ist in diesem Fall im Abstand um den Außenumfang der Scheiben 9.1, 9.2 - die alle drehfest mit der Welle 15 verbunden sind - wiederum ein rotierender, an beiden Stirnseiten offener Zylinder 5 vorhanden, der ebenfalls drehfest mit der Welle 15 verbunden ist, und ebenfalls einen Entgasungseffekt bewirkt.
In 1c ganz rechts ist anstelle einer in Umfangsrichtung vollständig umlaufenden Scheibe - wie die 2a im Segment rechts auf halber Höhe zeigt - ein Paddel 12 dargestellt, welches über eine Strebe radial abstrebend und beabstandet zu der Welle 15 angeordnet ist, wobei vorzugsweise mehrere solcher Paddel 12 über den Umfang verteilt an der gleichen Längsposition der Welle 15 vorhanden sind. Vorzugsweise sind die Paddel 12 Platten, die insbesondere nicht in einer Ebene lotrecht zur Rotationsachse liegen, sondern zu dieser schräggestellt sind, wie 1c zeigt, und dadurch einen Rühreffekt im Bodensatz des Materials M bewirken.
Die Paddel 12 sind in 2a im unteren Segment dargestellt. Im oberen Segment ist gezeigt, dass die Scheiben 9.1 auch Erhebungen 14 oder Vertiefungen 16 oder Durchbrüche 17 aufweisen können, was einen wiederum anderen Fluss des Materials entlang der Oberfläche der Scheiben bewirkt.
Die 2b-d zeigen - in diesem Fall betrachtet in Richtung der Rotationsachse 5' - weitere Bauformen von Rotationskörpern 5, die im Inneren des Behälters 2 rotieren:

Im Fall der 2b ist dies ein wiederum vorzugsweise an beiden Stirnseiten offener Zylinder mit geringer Wandstärke, beispielsweise aus Blech oder Kunststoff, der jedoch aus seiner Wandung nach außen oder innen vorstehende Erhebungen 14 und/oder Vertiefungen 16 - die durch Prägung des Bleches hergestellt werden können - aufweisen kann und/oder Durchbrüche 17, die durch Ausstanzungen 18 erzeugt werden können.

Die Höhe der Ausstanzungen 18 sollte dabei maximal das Zehnfache der Dicke des Zylinders betragen und vorzugsweise die offene Seite solcher Ausstanzungen in der der Drehrichtung 20 entgegengesetzten Richtung weisen. Dadurch wird bei Rotation das auf der Außenfläche der Ausstanzung 18 fließende Material über dessen Endkante abtropfen auf den darunterliegenden Bereich entweder der Wandung des Gehäuses 2 oder des Rotationskörpers 5, je nach Winkellage.
Die 2c und 2d zeigen Bewegungskörper - im Fall der 2c wiederum ein rotierender beidseits offener Zylinder 5 und im Fall der 2d ein umlaufendes Band 21 - an denen in Umlaufrichtung beabstandet Benetzungselemente 22, beispielsweise in Form von Platten 22 gelenkig befestigt sind, sodass diese immer vertikal hängen.
Im unteren Umlaufbereich tauchen diese Benetzungselemente 22 in das Material M im unteren Bereich des Gehäuses 2 ein und beim Herausbewegen aus dem Material läuft das Material entlang der Außenflächen der Benetzungskörper 22 langsam nach unten wobei mangels Nachschub an den Außenflächen der Benetzungskörper 22 eine vergleichsweise lange Zeit zum Abfließen nach unten zur Verfügung steht und dadurch die sich ausbildende Schicht aus Material sehr dünn wird.
Bei 2d läuft das Band 21, an dem die Benetzungsköper 22 befestigt sind über in diesem Fall drei Umlenkrollen, von denen wenigstens eine angetrieben ist, in diesem Fall ist eine der beiden oberen angetrieben - so um, dass die herabhängenden Benetzungskörper am tiefsten Punkt gerade noch nicht den Boden des Gehäuses 2 erreichen, ansonsten aber der Innenraum des Gehäuses möglichst gut ausgenutzt wird für einen langen Bewegungsweg des Bandes 21.
In 1c sind ferner an zwei Stellen Rakel 13 dargestellt, die Material von einer der Flächen der Platten 9.1 bzw. 9.3 abziehen, wobei der linke davon vom tiefsten Punkt des Gehäuses an dem er ortsfest montiert ist, im Wesentlichen senkrecht entsprechend der Neigung der Scheibe 9.1 nach oben verläuft, während der Rakel 13 an der Scheibe 9.3 schräg stehend von radial außen nach innen am umfänglichen Gehäuse befestigt abragt.
Wie 2a zeigt, kann sich dieser Rakel 13 etwa auf der Horizontalen befinden.
Je nachdem ob ein solcher Rakel 13 in Rotationsrichtung kurz vor oder kurz nach dem Eintauchbereich der Bewegungskörper, insbesondere Rotationskörper 5 angeordnet ist, erfüllt ein solcher Rakel 13 unterschiedliche Aufgaben:

Kurz vor dem Eintauchbereich, also stromaufwärts des Eintauchbereichs angeordnet soll ein solcher Rakel 13 in der Regel an der Haftfläche des Rotationskörpers 5 noch anhaftendes Material möglichst vollständig entfernen um ein Benetzen mit neuem Material M aus dem Bodensatz zu ermöglichen.

Bei einer Anordnung kurz nach, also stromabwärts, des Eintauchbereiches soll der Rakel 13 dagegen das Material M nicht vollständig von der Haftfläche, also der Oberfläche des Bewegungskörpers oder Rotationskörpers 5, entfernen, sondern mit einem so geringen Abstand zu diesem eingestellt sein, dass von Anfang an die an dem Bewegungskörper oder Rotationsköper 5 verbleibende Schichtdicke sehr gering ist und durch die Bewegung dann zunehmend geringer wird.
Ferner ist am Beispiel der 1a dargestellt, dass das Material M im Gehäuse 2 beheizbar ist, was besonders dünne Schichten S an Material M entstehen lässt, in diesem Fall in Form einer außen im unteren Bereich, vorzugsweise mindestens bis zur Höhe des Spiegels an Material, an die Wandung des Gehäuses 2 angelegten und fixierten, vorzugsweise elektrisch betriebenen, Heizmatte 24.
Bezugszeichenliste

1: Entgaser
2: Gehäuse
2.1: Topf
2.2: Deckel
2': Symmetrieachse
3: Unterdruck-Anschluss
4a: Material-Zulauf
4b: Material-Ablauf
5, 5.1, 5.2: Bewegungskörper, Rotationskörper
5': Rotationsachse
6: Bewegung-Antriebrotation-Antrieb
7a: äußere Mantelfläche
7b: innere Mantelfläche
8: Durchbruch
9, 9.1,9.2: Scheibe
10: axiale Richtung
11.1, 11.2: Querrichtungen
12: Paddel
13: Rakel
14: Aufwölbung, Erhebung
15: Welle
16: Vertiefung
17: Durchbruch
18: Ausprägung
19: Lagerung
20: Drehrichtung
21: Band
22: Benetzungs-Körper
23: Umlenkwalze
24: Heizvorrichtung, Heizmatte
A: Abstand
d: Wandstärke
D: Durchmesser
H: Horizontale
M: Material
S: dünne Schicht
α: Winkel

Claims

Dünnschicht-Entgaser (1) mit - einem dichten Gehäuse (2) mit einem Unterdruck-Anschluss (3) sowie einem Material-Zulauf (4a) und einem Material-Ablauf (4b), - einem darin bewegten Bewegungskörper (5), insbesondere einem um eine primär horizontale Rotationsachse rotierenden Rotationskörper (5), - einem Bewegungs-Antrieb (6), insbesondere Rotations-Antrieb (6) zum Antreiben des Bewegungskörpes (5), insbesondere Rotations-Körpers (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Bewegungskörpers (5) so gestaltet ist, dass der Bewegungsweg einzelner Bereiche des Bewegungskörpers (5) sich dieser mittels des Bewegungs-Antriebs (6) zwischen einem bodennahen tiefsten Punkt und einem höchsten, insbesondere deckennahen, Punkt bezüglich des Gehäuses (2) hin und her bewegt.
Dünnschicht-Entgaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (5') zur Horizontalen (H) einen Winkel (α) von weniger als 50°, besser weniger als 30°, besser weniger als 20°, besser weniger als 10° oder auch von 0° einnimmt. (Trommel:)
Dünnschicht-Entgaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (5) - ein hohler Rotationskörper (5) ist und/oder - ein rotationssymmetrischer Rotationskörper (5), insbesondere ein, vorzugsweise in axialer Richtung mindestens einseitig offener, hohler, Zylinder (5) oder Kegelstumpf (5) ist.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die äußere (7a) und/oder innere (7b) Mantelfläche des Rotationskörpers (5) Durchbrüche (8) aufweist, die in Summe maximal 20 %, maximal besser 10 %, besser maximal 5 % der Größe der Mantelfläche (7a, b) betragen und/oder - die Durchbrüche (8) einen größten Durchmesser von maximal 10 mm, besser maximal 5 mm, besser maximal 3 mm, besser maximal 2 mm aufweisen. (Anordnung:)
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des Rotationskörpers (5) an seiner tiefsten Stelle - maximal 10 mm, besser maximal 5 mm, besser maximal 3 mm von der gegenüberliegenden Stelle der Innenfläche der Wand des Behälters (2) entfernt ist und/oder - um maximal 7 %, besser maximal 5 %, besser maximal 3 % des Durchmessers des Rotationskörpers (5) von der gegenüberliegenden Stelle der Innenfläche der Wand des Behälters (2) entfernt ist.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rotationskörper (5) betrachtet in Richtung der Rotationsachse (5') exzentrisch in einem rotationssymmetrischen Behälter (2) angeordnet ist, - insbesondere gegenüber der Symmetrieachse (2') des Behälters (2) nach unten versetzt.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - mehrere Rotationskörper (5.1, 5.2) ineinander, insbesondere konzentrisch ineinander, angeordnet sind und insbesondere gemeinsam entweder synchron oder gegenläufig rotierenden. - insbesondere vom gleichen Rotations-Antrieb (6) angetrieben sind. (Scheiben:)
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (5) eine, vorzugsweise mehrere, axial hintereinander angeordnete, vorzugsweise synchron miteinander rotierende, Scheiben (9.1, 9.2) umfasst.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (9.1, 9.2) einen solchen Durchmesser (D) und gegenseitigen axialen Abstand (A) in Relation zur Schrägstellung der Rotationsachse (5') aufweisen, dass ein vom höchsten Punkt einer Scheibe (9.1) auf der überhängenden Seite herabtropfendes Material (M) auf der Oberfläche des Material-Spiegels und nicht auf der benachbarten Scheibe (9.2) auftrifft. (Paddel:)
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (5) Paddel (12) umfasst, die vorzugsweise in axialer Richtung von der Rotationsachse (5') abstehen und sich nur über ein Segment des Umfanges des Rotationskörpers (5) erstrecken.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paddel (12) eine Oberfläche besitzen, die Richtungskomponenten der Rotationsrichtung (5') der Paddel (12) aufweisen. (Rakel:)
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Rakel (13) vorhanden ist, der an der, vorzugsweise ebenen, Fläche, insbesondere Mantelfläche, des Rotationskörpers (5) anliegt und daran anhaftendes Material (M) abstreift, - insbesondere in Drehrichtung (20) des Rotationskörpers (5) in einen Winkelbereich von maximal 120°, besser maximal 100°, besser maximal 90°, besser maximal 60°, besser maximal 40° vor dem Eintauchen in das Material (M).
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Rakel (13) vorhanden ist, der zu der, vorzugsweise ebenen, Fläche, insbesondere Mantelfläche, des Rotationskörpers (5) einen definierten Abstand aufweist und daran anhaftendes Material (M) zu einer dünnen Schicht (S) abzieht, - insbesondere in Drehrichtung (20) des Rotationskörpers (5) in einen Winkelbereich von maximal 120°, besser maximal 100°, besser maximal 90°, besser maximal 60°, besser maximal 40°, nach dem Eintauchen in das Material (M). (Strukturierung:)
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (5) eine äußere oder innere Oberfläche besitzt, die - eben ist und/oder - Aufwölbungen (14) und/oder Vertiefungen (16) aufweist - wobei insbesondere die Höhe der Aufwölbungen (14) und/oder Vertiefungen (16) maximal dem fünffachen, besser maximal den dreifachen besser maximal dem doppelten der Wandstärke (d) des hohlen Rotationskörpers (5) beträgt.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (15) des hohlen Rotationskörpers (5) - Durchbrüche (17) aufweist, - insbesondere in Form von Ausstanzungen oder Ausprägungen (18), - insbesondere die einseitig offenen Ausprägungen (18) mit der offenen Seite, also ihrem Durchbruch (17) entgegen der Bewegungsrichtung des Bewegungskörpers, insbesondere der Drehrichtung (20) des Rotationskörpers (5) weisen.
Dünnschicht-Entgaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Heizvorrichtung (24), vorzugsweise mit Temperaturüberwachung, zum Beheizen des Bodensatzes an Material vorhanden ist, - insbesondere in Form einer Heizvorrichtung (24) zur Beheizung zumindest des unteren Bereiches des Gehäuses (2), insbesondere von außen, - insbesondere in Form einer an den unteren Teil des Umfanges außen an das Gehäuse (2) angelegten Heizmatte (24).
Verfahren zum Entgasen eines flüssigen oder viskosen, insbesondere selbst-nivellierenden Materials (M) durch periodisches oder permanentes Eintauchen wenigstens eines Teils eines bewegten Bewegungskörpers, insbesondere eines rotierenden Rotationskörpers, in einen Bodensatz, also Material-Spiegel, des Materials und Benetzen mit dem Material (M), - insbesondere mittels eines Dünnschicht-Entgasers nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass - die Bewegungsgeschwindigkeit des Bewegungskörpers, insbesondere die Umfangsgeschwindigkeit des Rotationskörpers, festgelegt wird in Abhängigkeit von der Viskosität des Materials (M), - insbesondere die Bewegungsgeschwindigkeit des Bewegungskörpers, insbesondere die Umfangsgeschwindigkeit des Rotationskörpers umso geringer gewählt wird, je höher die Viskosität des Materials (M) ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Umfangsgeschwindigkeit maximal 0,5 m/sec beträgt, besser nur maximal 0,1 m/sec beträgt, besser nur maximal 0,05 m/sec beträgt, besser nur maximal 0,01 m/sec beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich auf dem Rotationskörper bildende dünne Schicht (S) aus Material (M) im Luftraum oberhalb des Materials (M) von einem Rakel (13) wieder entfernt wird vor dem erneuten Eintauchen des Rotationskörpers in das Material (M).