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Die Erfindung betrifft ein Entnahmesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Entnahmesystem ist aus der
DE 10 2021 116 140 bekannt. Dieses Entnahmesystem dient zum Befüllen und Entleeren von Behältern, insbesondere von Fässern, die mit flüssigen Chemikalien befüllt sind. Das Entnahmesystem umfasst einen Entnahmekopf, der an einem Tauchrohr eines Behälters befestigt werden kann. Mittels des Entnahmekopfs ist Flüssigkeit über das Tauchrohr aus dem Behälter entnehmbar oder Flüssigkeit dem Behälter zuführbar. Der Entnahmekopf ist durch eine Verschiebebewegung in einer Befestigungsstellung am Tauchrohr fixierbar. Die Befestigungsstellung kann mittels eines optischen Sensors eine Sollposition des Tauchrohrs am Entnahmekopf kontrolliert werden.
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Alternativ kann der Entnahmekopf am Tauchrohr festgeschraubt werden.
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Generell bildet der Entnahmekopf mit dem Tauchrohr einen Flüssigkeitskanal aus, wenn der Entnahmekopf in der Befestigungsstellung mit dem Tauchrohr verbunden ist. Über den Flüssigkeitskanal wird Flüssigkeit über das Tauchrohr aus dem Behälter entnommen oder dem Behälter zugeführt.
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Um bei Befüllen bzw. Entleeren des Behälters ausreichend große Durchflussraten zu erzielen, ist eine ausreichende Belüftung des Behälters erforderlich, d.h. es muss ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum des Behälters und der Umgebung erfolgen.
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Bei bekannten Entnahmesystemen ist hierzu im Tauchrohr eine kreisrunde Belüftungsöffnung vorgesehen. Aufgrund konstruktiver Gegebenheiten kann jedoch der Durchmesser der Belüftungsöffnung nicht beliebig groß gewählt werden. Aufgrund der begrenzten Durchmesser der kreisförmigen Bohrung ergibt sich eine nicht optimale Belüftung des Behälters, was zur Folge hat, dass die Durchflussraten bei der Befüllung oder bei Entleerung der Behälter nicht zufriedenstellend sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Entnahmesystem bereitzustellen, welches ein effizientes Befüllen oder Entleeren von Behältern ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ein Entnahmesystem für einen ein Tauchrohr aufweisenden Behälter, der zur Aufnahme einer Flüssigkeit ausgebildet ist und mit einem Entnahmekopf, welcher am Tauchrohr befestigbar ist. Die Flüssigkeit ist über das Tauchrohr und den Entnahmekopf aus dem Behälter entnehmbar oder Flüssigkeit ist dem Behälter zuführbar. Im Tauchrohr ist wenigstens eine Belüftungsöffnung in Form eines Langlochs vorhanden.
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Durch die Langlochform der oder jeder Belüftungsöffnung kann deren Größe gegenüber bekannten kreisförmigen Belüftungsöffnungen signifikant erhöht werden, ohne die Höhe der Belüftungsöffnung, d.h. deren Ausdehnung in Längsrichtung des Tauchrohrs zu erhöhen.
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Damit wird auf überraschend einfache Weise die Belüftung des Behälters bei dessen Befüllung mit Flüssigkeit oder bei dessen Entleerung signifikant verbessert.
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Dies führt zu einem effizienten Druckausgleich zwischen dem Druck im Behälter und dem Außendruck der Umgebung. Damit lassen sich hohe Druckflussraten bei der Belüftung und Entleerung der Behälter erzielen. Die als Langloch ausgebildeten Belüftungsöffnungen können dabei in die Konstruktion des Tauchrohrs und des Entnahmekopfs eingebunden werden, ohne diese zu beeinträchtigen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind am Tauchrohr zwei gegenüberliegend angeordnete Langlöcher vorhanden.
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Zweckmäßig sind die Langlöcher identisch ausgebildet.
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Die beiden gegenüberliegend angeordneten Langlöcher erhöhen den Gasaustausch zwischen Gehälterinnenraum und der äußeren Umgebung, ohne die Konstruktion und Stabilität des Tauchrohrs zu beeinträchtigen.
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Besonders vorteilhaft verläuft die Längsachse des oder jedes Langlochs senkrecht zur Längsachse des Tauchrohrs.
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Die Längsachse des oder der Langlöcher braucht dabei nicht exakt senkrecht zur Längsachse des Tauchrohrs verlaufen, d.h. es reicht aus, wenn diese quer zur Längsachse des Tauchrohrs verläuft.
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Durch diese Ausbildung der Belüftungsöffnung ist gewährleistet, dass diese in Längsrichtung des Tauchrohrs eine geringe Ausdehnung aufweisen und dennoch großflächig ausgebildet sind, um eine gute Belüftung des Behälters zu gewährleisten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Tauchrohr aus Kunststoff.
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Insbesondere ist das Tauchrohr ein Kunststoffspritzgussteil.
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Das Tauchrohr kann somit in hohen Stückzahlen rationell und kostengünstig gefertigt werden. Die Belüftungsöffnungen werden im Spritzvorgang zur Herstellung des Kunststoffspritzgussteils mit eingearbeitet.
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Die Größe und Anzahl der im Kunststoffspritzgussteil vorgesehenen Belüftungsöffnungen muss begrenzt bleiben, um die Stabilität des Kunststoffspritzgussteils nicht zu gefährden. Diese Anforderungen werden mit den erfindungsgemäßen Belüftungsöffnungen in Form von Langlöchern erfüllt, die einen hinreichend großen Abstand zueinander haben, wobei dennoch die Flächen der Belüftungsöffnungen groß genug sind, um hohe Durchflussraten bei der Befüllung oder Entleerung der Behälter zu erzielen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der Oberseite des Tauchrohrs ein Kopfteil vorhanden, welches in einer Behälteröffnung in der Decke des Behälters gelagert ist, wobei das Tauchrohr in vertikaler Richtung verläuft.
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Dabei ist die oder jede Belüftungsöffnung im Ausmündungsbereich des Tauchrohrs am Kopfteil gelagert.
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Die Belüftungsöffnungen befinden sich somit dicht unterhalb des Kopfteils. Durch diese konstruktive Randbedingung muss die Ausdehnung der Belüftungsöffnung in Längsrichtung begrenzt werden. Diese Anforderungen werden mit den erfindungsgemäßen Belüftungsöffnungen erfüllt, da deren Ausdehnung quer zur Längsachse des Tauchrohrs signifikant größer ist, als in Richtung der Längsachse des Tauchrohrs.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Entnahmekopf an seiner Unterseite ein rohrförmiges Segment auf, welches bei am Tauchrohr befestigten Entnahmekopf in das Tauchrohr ragt, wobei die Wände des Tauchrohrs und des rohrförmigen Segments einen Flüssigkeitskanal begrenzen.
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Dabei mündet der Flüssigkeitskanal an einem Flüssigkeitsanschluss des Entnahmekopfs aus.
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Weiterhin bildet die oder jede Belüftungsöffnung eine Ausmündung eines Gaskanals aus.
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Dabei verläuft der Gaskanal im Bereich des Entnahmekopfs und mündet an einem Belüftungsanschluss des Entnahmekopfs aus.
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Über den Flüssigkeitskanal erfolgt die Zufuhr von Flüssigkeit zum Befüllen des Behälters und auch die Ausleitung von Flüssigkeit aus dem Behälter. Über den Gaskanal erfolgt bei diesen Vorgängen die Belüftung des Behälters und damit ein Druckausgleich zwischen dem Druck im Behälter und dem Außendruck der Umgebung.
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Durch die erfindungsgemäß als Langloch ausgebildeten Belüftungsöffnungen wird ein effizienter Druckausgleich gewährleistet und dadurch hohe Durchflussraten bei dem Befüllen oder Entleeren des Behälters erzielt.
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Vorteilhaft ist an der Außenseite des rohrförmigen Segments eine in dessen Umfangsrichtung umlaufende Dichtung vorgesehen, wobei bei am Tauchrohr befestigten Entnahmekopf die Dichtung dicht unterhalb der oder jeder Belüftungsöffnung des Tauchrohrs liegt.
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Dabei trennt die Dichtung den Gaskanal vom Flüssigkeitskanal.
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Durch die Dichtung sind somit der Gaskanal und der Flüssigkeitskanal vollständig entkoppelt.
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Der Abstand zwischen der Dichtung des Entnahmekopfs und dem Kopfteil des Tauchrohrs ist relativ gering. Dies begrenzt die maximale Ausdehnung der Belüftungsöffnung in Längsrichtung des Tauchrohrs. Diese Anforderungen sind mit den erfindungsgemäßen Belüftungsöffnungen erfüllt, da die Ausdehnung des oder jedes Langlochs in Längsrichtung des Tauchrohrs signifikant kleiner ist als senkrecht hierzu.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Entnahmesystems.
- 2: Darstellung des Entnahmekopfs und des Tauchrohrs des Entnahmesystems gemäß 1.
- 3: Darstellung des am Tauchrohr befestigten Entnahmekopf des Entnahmesystems gemäß 1.
- 4: Schnittdarstellung des Entnahmekopfs des Entnahmesystems gemäß 1.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entnahmesystems 1 für transportable Behälter 2, die insbesondere von Fässern oder dergleichen gebildet sein können. In dem jeweiligen Behälter 2 wird eine Flüssigkeit 3 gelagert. Bei in derartigen Behältern 2 gelagerten Flüssigkeiten 3 handelt es sich insbesondere um flüssige Spezialchemikalien.
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Das Entnahmesystem 1 umfasst einen Entnahmekopf 4, das an einem Tauchrohr 5 befestigt werden kann. Das Tauchrohr 5 ist in einem Spundkopf 6, der in einer Behälteröffnung des Behälters 2 sitzt, gelagert und so fest mit dem Behälter 2 verbunden. Die Längsachse des Tauchrohrs 5 verläuft in vertikaler Richtung.
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Der Entnahmekopf 4 dient zur Entnahme von Flüssigkeit 3 aus dem Behälter 2. Ebenso kann dieser zur Befüllung von Behältern 2 genutzt werden. Hierzu weist der Entnahmekopf 4 an seinem oberen Ende einen Flüssigkeitsanschluss 4a auf. An diesem Flüssigkeitsanschluss 4a wird eine Leitung 7 angeschlossen, die zu einer Pumpe 8 führt. Die Leitung 7 kann in Form eines Schlauchs ausgebildet sein. Die Pumpe 8 wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert.
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2 zeigt den Entnahmekopf 4 in Abstand zum Tauchrohr des Entnahmesystems 1 gemäß 1. 3 zeigt den am Tauchrohr befestigten Entnahmekopf 4. 4 zeigt den Entnahmekopf 4 in einer Schnittdarstellung.
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Der Entnahmekopf 4 weist einen ein Gehäuse bildenden Grundkörper 4b auf, an dessen oberen Ende der Flüssigkeitsanschluss 4a vorgesehen ist. An dessen unteres Ende schließt ein Rückschlagventil 9 an, welches an die Oberseite eines rohrförmigen Segments 10 anschließt, das an der Unterseite des Grundkörpers 4b ausmündet. Der Hohlraum des rohrförmigen Segments 10 bildet eine Kanalstruktur 11 als Bestandteil eines Flüssigkeitskanals zum Befüllen und Entleeren des Behälter 2.
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Im Grundkörper 4b des Entnahmekopfs 4 verläuft konzentrisch zur Kanalstruktur 11 ein Belüftungskanal 12 als Bestandteil eines Gaskanals zur Belüftung des Behälters 2 und zur Gewährleistung eines Druckausgleichs zwischen dem Druck im Behälter 2 und dem Außendruck der Umgebung. Der Gaskanal mündet an einem Belüftungsanschluss 13 aus.
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An der Außenseite des Gaskanals befindet sich ein Flansch 14 zur Befestigung des Entnahmekopfs 4 am Tauchrohr 5.
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Am unteren Rand des rohrförmigen Segments 10 ausmündend befinden sich in dessen Längsrichtung verlaufende Vertiefungen 15. Oberhalb dieser Vertiefungen 15 befindet sich eine Dichtung 16, die in Umfangsrichtung des rohrförmigen Segments umläuft.
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Das Tauchrohr 5 besteht aus Kunststoff und ist vorteilhaft als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet.
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Das Tauchrohr 5 besteht im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Rohrkörper, dessen Innenwand Bestandteil des Flüssigkeitskanals ist. An der Oberseite des Tauchrohrs 5 ist ein Kopfteil 5a vorhanden, das bevorzugt einstückig mit dem Rohrkörper ausgebildet ist. Das Kopfteil 5a weist ein Außengewinde 17 zur Befestigung in der Behälteröffnung des Behälters 2 auf.
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Erfindungsgemäß befinden sich im Tauchrohr 5 zwei gegenüberliegend angeordnete, identisch ausgebildete Belüftungsöffnungen 18.
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Die Belüftungsöffnungen 18 sind in Form von Langlöchern ausgebildet. Die Längsachsen der Langlöcher verlaufen senkrecht zur Längsachse des Tauchrohrs 5. Da die Längsachse des Tauchrohrs 5 in vertikaler Richtung verläuft, verlaufen die Längsachsen der Langlöcher in horizontaler Richtung. Die Ausdehnung jedes Langlochs in dessen Längsrichtung ist signifikant größer, vorteilhaft wenigstens 2- bis 3-mal größer als die Ausdehnung des Langlochs in vertikaler Richtung.
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Die Belüftungsöffnungen 18 befinden sich dicht unterhalb des Kopfteils 5a des Tauchrohrs 5, d.h. die Belüftungsöffnungen 18 befinden sich im Ausmündungsbereich, wo das Tauchrohr 5 am Kopfteil 5a ausmündet.
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3 zeigt den am Tauchrohr 5 befestigten Entnahmekopf 4. Die Belüftungsöffnungen 18 liegen dann dicht oberhalb der Dichtung 16. Die Belüftungsöffnungen 18 liegen im Zwischenraum zwischen dem Kopfteil 5a und der Dichtung 16. Die Höhen, d.h. Ausdehnungen der Belüftungsöffnungen 18 in Längsrichtung des Tauchrohrs 5 sind an den dort vorhandenen freien Teil des Zwischenraums angepasst. Dadurch, dass die Belüftungsöffnungen 18 als Langlöcher augebildet sind und deren Ausdehnungen quer zur Längsachse größer sind als in Längsrichtung des Tauchrohrs 5, weisen beide Langlöchern optimiert große Querschnitte auf, die einen größtmöglichen Durchsatz von Gas, insbesondere Luft, im Behälter 2 ermöglichen. Die Ausdehnungen der Langlöcher quer zur Längsachse des Tauchrohrs 5 sind signifikant kleiner als der Umfang des Tauchrohrs 5. Damit ist zwischen den Langlöchern hinreichend viel Wandmaterial des Tauchrohrs 5 vorhanden, so dass dessen Stabilität durch die Langlöcher nicht beeinträchtigt ist.
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Die Belüftungsöffnungen 18 begrenzen zum Behälterinnenraum hin den Gaskanal, der über den Belüftungskanal 12 zum Gaskanal führt. Durch die maximierten Querschnitte der Belüftungsöffnungen 18 wird über dem Gaskanal ein effizienter Druckausgleich zwischen dem Druck im Behälter 2 und dem Außendruck der Umgebung ermöglicht. Die Strömungsrichtung des Gases ist in 3 mit den Pfeilen I gekennzeichnet.
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In 3 ist weiterhin mit den Pfeilen II der Flüssigkeitsstrom bei Entnahme von Flüssigkeit 3 über den Flüssigkeitskanal dargestellt. Flüssigkeit 3 im Behälter 2 strömt über die offene Unterseite des Tauchrohrs 5 in dieses ein und wird über die Kanalstruktur 11 des Entnahmekopfs 4 zum Flüssigkeitsanschluss geführt und dort ausgebildet.
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Mittels der Dichtung 16 ist der Gasstrom im Gaskanal vom Flüssigkeitsstrom im Flüssigkeitskanal getrennt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entnahmesystem
- 2
- Behälter
- 3
- Flüssigkeit
- 4
- Entnahmekopf
- 4a
- Flüssigkeitsanschluss
- 4b
- Grundkörper
- 5
- Tauchrohr
- 5a
- Kopfteil
- 6
- Spundkopf
- 7
- Leitung
- 8
- Pumpe
- 9
- Rückschlagventil
- 10
- rohrförmiges Segment
- 11
- Kanalstruktur
- 12
- Belüftungskanal
- 13
- Belüftungsanschluss
- 14
- Flansch
- 15
- Vertiefung
- 16
- Dichtung
- 17
- Außengewinde
- 18
- Belüftungsöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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