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Die Erfindung richtet sich auf einen druckstabilen Kompensator mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1
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Einleitung
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Kompensatoren kommen in Anlagen zum Einsatz in denen eine Kraftübertragung von Rohrleitungen oder Anlagenkomponenten auf andere Rohrleitungen oder Anlagenkomponenten vermieden werden soll.
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In Anlagen zur Behandlung von pulverförmigen Materialien wie Anlagen mit Mühlen oder Sichtern – um nur einige zu nennen – wird das zu verarbeitende Material über Rohrleitungen und/oder Dosiervorrichtungen beispielsweise Wägevorrichtungen zugeführt und anschließend auf eine Mühle oder eine andere materialverarbeitende Maschine aufgegeben. Um eine Übertragung von Kräften von einer Rohrleitung oder einer Dosiervorrichtung auf eine Wägevorrichtung zu verhindern, werden vor der Wägeeinrichtung Waagenkompensatoren eingesetzt, dadurch wird ein Verfälschen des Gewichtssignals verhindert.
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Stand der Technik
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In der
DE 20 2008 012 645 U1 ist ein Waagenkompensator beschrieben, der vollständig aus einem flexiblem Material besteht. Er dient der Entkopplung einer Wiegeeinrichtung von einer zugehörigen Halterung.
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Werden Kompensatoren aus flexiblen Material in Anlagen eingesetzt bei denen es beim An- oder Abfahren zu Druckschwankungen im System kommt, führt diese zu Verformungen der Kompesatoren. Die Druckschwankungen führen zu einem ballonförmigen Aufblasen oder Zusammenklappen der Kompensatoren aus flexiblem Material. Dies führt beim Einsatz als Waagenkompensator zu einer Kraftübertragung auf die Wägevorrichtung und somit zu einer Verfälschung des Gewichtssignals der Wägevorrichtung.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu Schaffen, die es ermöglicht Kompensatoren druckstabil auszuführen, damit sie auch in Anlagen einsetzbar sind, die vollständig oder beim An- oder Abfahren im Überdruck oder Unterdruck arbeiten ohne dass es zum Zusammenklappen oder Aufblasen des Kompensators kommt.
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Lösung
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Bei einem Kompensator der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kompensator aus einem Bereich aus flexiblem Material zur Kraftaufnahme und einem Bereich aus druckstabilen Material zur Vermeidung von Verformungen durch Druckschwankungen in der Anlage besteht.
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Die Erfindung
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Ein solcher Kompensator kann im Vergleich zu hochflexiblen Waagenkompensatoren bei unterschiedlichen Anlagendrücken oder beim An- und Abfahren von Anlagen mit Druckschwankugen eingsetzt werden, ohne dass er sich bei Überdruck ballonförmig aufbläßt oder bei Unterdruck zusammenklappt und den Materialfluss behindert. Es wird außerdem verhindert das es zu Verfälschungen des Gewichtssignals durch Kraftübertragung auf eine Wägevorrichtung kommt.
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Der Kompensator besitzt einen rohrförmigen Einlaufstutzen an den sich eine Erweiterung anschließt. Der Stutzen und die Erweiterung bestehen aus einem flexiblen Material. Daran schließt sich eine Verjüngung und ein Auslaufstutzen aus druckstabilem Material an. Der Einlaufstutzen mit der Erweiterung kann lösbar mit der Verjüngung und den Auslaufstutzen verbunden sein. In diesem Fall sind der Einlaufstutzen mit der Erweiterung über eine Clamp- oder andere lösbare Verbindung mit der Verjüngung mit Auslaufstutzen verbunden. Der Kompensator kann aber auch so ausgeführt sein, dass Erweiterung und Verjüngung unlösbar miteinander verbunden sind.
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Der Bereich aus flexiblem Material mit der Erweiterung dient der Kompensation/Aufnahme der Kräfte und hält sie von der Wägevorrichtung fern. So wird die Wägevorrichtung von der Übertragung von Schwingungen von angrenzenden Anlagenkomponenten entkopplt. Der Bereich aus druckstabilem Material der sich verjüngend ausgeführt ist, dient dem Auffangen des Materias und dem Zuführen in die nachfolgende Anlagekomponente. Er ist so ausgeführt, dass es nicht zu Ablagerungen von Material kommt. Durch seine druckstabile Ausführung kann er sich bei Druckschwankungen in der Anlage nicht aufblähen oder zusammenklappen. Der Einlaufstutzen des Kompensators ist so ausgeführt, dass das flexible Material dass den Rohrstutzen darstellt direkt in eine Dichtung für die Clampverbindung übergeht. Dichtung, Rohrstutzen und Erweiterung sind einstückig aus flexiblen Material ausgeführt. Sie können bei Bedarf aber auch mehrstückig ausgeführt werden. Umgeben wird der Einlaufstutzen mit Dichtung von einem Clampstutzen aus druckstabilem Material. So wird eine Clampverbindung zur vorgeschalteten Anlagenkomponente ermöglicht.
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Ist der Einlaufstutzen mit Erweiterung und die Verjüngung mit Auslaufstutzen lösbar z. B. über einen Clamp verbunden, dann geht die flexible Erweiterung direkt in eine Dichtung für die Verbindung mit der Verjüngung über.
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Der Kompensator kann auch zum Ausgleich von Bewegungen von Rohrleitungen oder anderen Anlagenkomponenten eingesetzt werden. Sein Einsatz ist nicht auf den Einsatz als Waagenkompensator beschränkt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kommen als flexible Materialien Elastomere wie Silikon oder EPDM zum Einsatz. In Pharmabereich kommen auch FDA-konforme Qualitäten zum Einsatz. Als druckstabiles Matrial kommt vorzugsweise Edelstahl zum Einsatz, aber auch durchsichtige Kunststoffe wie Makrolon, Polymethylmetacrylat u. a. sind möglich.
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Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Erweiterung aus flexiblen Material des Kompensators vorzugsweise im rechten Winkel zur Kompensatormittelachse ausgeführt. Sie kann aber auch in einem stumpfen Winkel im Bereich von >90 bis <120° zur Kompensatormittelachse ausgegführt werden. Alternativ kann sie auch konvex oder konkav ausgeführt sein. Der vorzugsweise waagerechte Bereich des Kompensators weist eine Dicke von 0,4 mm bis 2 mm auf und der flexible Einlaufstutzen von 0,4 mm bis 2 mm.
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In einer weiteren Ausgestalltung der Erfindung ist die druckstabile Verjüngung konisch ausgeführt und geht dann in den Auslaufstutzen über. Vorzugsweise weist dieser Bereich einen Winkel von 10° bis 30° zur Kompensatormittelachse auf. Die Verjüngung kann auch leicht konvex oder konvex ausgeführt werden.
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Der Bereich aus flexiblen Material ist lösbar mit dem Bereich aus druckstabilen Material verbunden. Je nach Ausführung können beide Bereiche aber auch unlösbar miteinander verbunden sein.
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Ist der Bereich aus flexiblen Material lösbar mit dem Bereich aus druckstabilen Material verbunden, kommen Clamp-, Flanschverfindungen oder formschlüssige Verbindungen zum Einsatz. Das Dichtungsmittel für die Verbindung ist bei diesen Ausführungen einstückig mit an den Stutzen mit Erweiterung mit eingearbeitet.
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Der Kompensator weist am Einlaufstutzen und am Auslaufstutzen handelsübliche Rohrverbindungen wie Clampverbindungen, Schraubverbindungen oder Flanschverbindungen als Übergang zu den periferen Anlagenteilen auf.
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In einer weiteren Ausführungsform eines zweiteiligen Kompensators besteht der einteilige flexible Bereich aus Einlaufstutzen, Erweiterung mit sich anschließendem zylindrischen Ring mit innenliegender o-ringförmiger Dichtung. Die Verjüngung mit Auslaufstutzen weist an ihrem oberen Rand am Außenumfang eine Ausnehmung auf. Der zylindrische Ring mit innenliegender o-ringförmigen Dichtung und die Ausnehmung am oberen Rand der Verjüngung bilden eine formschlüssige Verbindung. Sie wird mit einem Steckring gesichert.
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Der Kompensator ist konzentrisch aufgebaut.
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Der Kompensator wird vorzugsweise als Waagenkompensator eingesetzt.
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Figuren
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In 1 ist der erfindungsgemäße einteilige Waagenkompensator dargestellt.
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In 2 ist der erfindungsgemäße zweiteilige Waagenkompensator dargestellt.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Kompensator (1) im Längsschnitt dargestellt. Er besteht aus dem Einlaufstutzen (2) an den sich eine Erweiterung (3) anschließt, diese geht in die Verjüngung (4) über und endet in einem Auslaufstutzen (5). Der Einlaufstutzen (2) weißt eine Dichtung (6) auf. Dichtung (6), Einlaufstutzen (2) und Erweiterung (3) sind einstückig aus flexiblem Material wie beispielsweise Silikon ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kompensator über Clampverbindungen mit der Pereferie verbunden. Die Dichtung ist wie eine handelsübliche Dichtung für Clampverbindungen ausgeführt.
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Der Eintrittsstutzen (2) mit Dichtung (6) ist von einem Rohrstutzen (7) mit Clampverbindung konzentrisch umgeben. Er dient der Stabilisierung der Clampverbindung und verhindert, dass sich der Einlaufstutzen (2) bei Überdruck aufbläht. Der Rohrstutzen ist aus Edelstahl. Er kann aber auch aus jedem anderen druckstabilen Material ausgeführt sein.
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Der Auslaufstutzen (5) ist ebenfalls als Clampverbindung ausgeführt. Der Auslaufstutzen (5) und die Verjüngung (4) bestehen beispielsweise aus Edelstahl.
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Das flexible Material von Einlaufstutzen (2) mit Dichtung (6) und Erweiterung (3) kann innerhalb der Verjüngung (4) und Auslaufstutzen (5) bis zur Dichtung (11) weitergeführt sein und ist dann mit der Verjüngung (4) und den Auslaufstutzen (5) unlösbar verbunden.
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In 2 ist ein erfindungsgemäß zweiteiliger Kompensator (1) dargestellt. Er besteht aus einem ersten Teil bestehend aus dem Einlaufstutzen (2) an den sich eine Erweiterung (3) anschließt und einem zweiten Teil bestehend aus einer Verjüngung (4) mit anschließndem Auslaufstutzen (5). Der Einlaufstutzen (2) weißt eine Dichtung (6) auf. Die Erweiterung (3) geht ebenfalls in eine Dichtung (8) über. Dichtung (6), Einlaufstutzen (2), Erweiterung (3) und Dichtung (8) sind einstückig aus Silikon ausgeführt.
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Die Verjüngung (4) mit Auslaufstutzen (5) ist in Edelstahl ausgeführt.
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Der Eintrittsstutzen (2) mit Dichtung (6) ist von einem Rohrstutzen (7) mit Clampverbindung konzentrisch umgeben. Er dient der Stabilisierung der Clampverbindung und verhindert, dass sich der Einlaufstutzen (2) bei Überdruck aufbläht.
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Die beiden Teile, der Einlaufstutzen (2) mit Erweiterung (3) und die Verjüngung (4) mit Auslaufstutzen (5) werden über eine Clampverbindung (9) verbunden, dafür wird auf die Dichtung (8) die sich an die Erweiterung (3) des Einlaufstutzens (2) anschließt ein Clampgegenstück (10) angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kompensator
- 2
- Einlaufstutzen
- 3
- Erweiterung
- 4
- Verjüngung
- 5
- Auslaufstutzen
- 6
- Dichtung
- 7
- Rohrstutzen
- 8
- Dichtung
- 9
- Clampverbindung
- 10
- Clampgegenstück
- 11
- Dichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008012645 U1 [0004]
