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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abgeben
einer Flüssigkeit
wie zum Beispiel ein Klebstoff oder ein Beschichtungsmaterial mit
festen Partikeln.
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Stand der
Technik
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Bisher
wurde eine Flüssigkeit,
wie zum Beispiel ein Beschichtungsmaterial mit festen Partikeln, von
einem Ausgabeventil durch folgende drei Methoden gefördert und
abgegeben, da sich die festen Partikel leicht ablagern. Es ist zu
bemerken, dass der Ausdruck „Abgeben
einer Flüssigkeit", wie er hier benutzt
wird, sowohl Abgeben (Abgeben der Flüssigkeit wie sie ist) als auch
Sprühen
(Sprühen
der Flüssigkeit,
das heißt,
sie zu zerstäuben
und dann abzugeben) umfasst.
- (1) Ein Verfahren,
bei dem eine Flüssigkeit,
die in einem Speichertank durch eine große Vorrichtung gerührt wird,
geteilt und in Spritzen oder kleine Behälter gefüllt und direkt benutzt wird.
- (2) Ein Verfahren wie durch JP 63-11 98 77 A vorgeschlagen,
bei dem eine Flüssigkeit
in einem von zwei Behältern
mit komprimierter Luft druckbeaufschlagt wird, bei dem die Luft
des anderen Behälters
zum Bewegen der Flüssigkeit
durch einen Flüssigkeitsströmungskanal
zwischen den zwei Behältern
geöffnet
wird und bei dem ein automatisches Abgabeventil als ein Abgabeventil
an einem Zwischenstück
des Strömungskanals
zum Abgeben der Flüssigkeit,
während
die Flüssigkeit sich
bewegt, bereitgestellt ist. Dieser Vorgang wird alternierend zwischen
den Behältern
ausgeführt,
um die Anlagerung der festen Partikel zu verhindern.
- (3) Ein Verfahren, bei dem ein Zirkulationskreislauf durch,
zum Beispiel, einen Pumpenabgabeanschluss zu einem automatischen
Abgabeventil und einen Pumpensauganschluss durch Verwenden einer
Pumpe oder ähnlichem,
gebildet wird, um eine Flüssigkeit
zu einem Bereich nahe des Nadel- und Ventilsitzes des automatischen
Abgabeventils gezwungen zu zirkulieren. Zum Beispiel wird eine Dispersion
(Dispersionsflüssigkeit
mit festen Partikeln) von einem Gemisch aus Karbonpartikeln und
einer Bindemittellösung,
die auf die innere Oberfläche
einer Alkalitrockenbatterie zum Verbessern ihrer Leistung sprühgeschichtet
wird; unter relativ hohem Flüssigkeitsdruck
zirkuliert, um sekundäre
Agglomerationen der Partikel wieder zu dispergieren. Da ein stabiles
Beschichten durch Verwenden dieses Verfahrens ausgeführt werden
kann, während
die Anlagerung der Karbonpartikel verhindert wird, wird sie weltweit
verwendet.
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In
dem unter obiger Position (1) beschriebenen Verfahren ist im Falle
einer niedrigen Viskosität der
Flüssigkeit
im Bereich von 3000 mPa·s
oder weniger, insbesondere um 1 bis 500 mPa·s, die Anlagerung der festen
Partikel, obwohl sie von der relativen Dichte und der Größe der Partikel
abhängt,
so schnell, dass dort ein großer
Unterschied zwischen der Qualität
der Flüssigkeit
zu Beginn des Abgebens und der Qualität der Flüssigkeit während der Abgebens oder am
Ende des Abgebens besteht, ebenso ist insbesondere der Gehalt an
Partikeln das größte Anliegen.
Des weiteren häufen
sich die abgesetzten Partikel in einem Bereich nahe des Ventils
oder des Ventilsitzes des automatischen Abgabeventils an und verursachen
oft einen Ausfall der Abgabe.
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In
dem unter obiger Position (2) beschriebenen Verfahren wird die Durchflussrate
der Flüssigkeit durch
die Höhe
des Luftdrucks bestimmt. Deshalb ist die Steuerung über einen
Zeitraum vor dem nachfolgenden Schritt, dass heisst von der Zeit,
wenn sich die Flüssigkeit
vom ersten Tank zum zweiten Tank bewegt, zu der Zeit, wenn sich
die Flüssigkeit
vom zweiten Tank zum ersten Tank bewegt, nur durch den Druck der
komprimierten Luft beeinflusst. Deshalb wird bei Verwendung eines
kommerziell verfügbaren Luftreglers
eine niedrigviskose Flüssigkeit,
die in eine Spritze mit einer kleinen Kapazität von beispielsweise um 5 × 10–6m3 bis 30 × 10–6m3 (5ccm bis 30ccm) gefüllt ist, sofort zu einer Spritze
auf der gegenüberliegenden
Seite bewegt, in weniger als einer Sekunde, wenn mit einem Druck
von 0,05 MPa Druck beaufschlagt wird, welches die kleinste Skalenteilung ist.
Dadurch entstehen die Probleme, dass der Vorgang des Abgebens der
Flüssigkeit
durch das abgebende Ventil nicht für einen gewünschten Zeitraum fortgeführt und
die Abgabe nicht stabil ausgeführt werden
kann. Das Verfahren beinhaltet ebenso Probleme wie zum Beispiel
das Einschließen
von Luft und die Schwierigkeit des stabilen Abgebens einer vorgegebenen
Menge der Flüssigkeit.
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Ferner,
sogar wenn ein mit einer Skala ausgestatteter Luftregler, der eine
minimale Skalenteilung von 0,001 MPa aufweist, zum Beaufschlagen von
Druck auf die Flüssigkeit
verwendet wird, liegt die Bewegungszeit der Flüssigkeit in den Spritzen, die eine
Kapazität
von 30 × 10–6m3 (30ccm) aufweisen, in der Größenordnung
einer Sekunde und die Bewegungsrichtung muss häufig gewechselt werden, um einen
automatischen Vorgang auszuführen.
Außerdem
kann eine häufige
Unterbrechung der Arbeit nicht verhindert werden, sogar wenn ein
großer
Behälter,
der eine Kapazität
von mehreren Litern besitzt, verwendet wird.
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Um
die Unterbrechung der Arbeit zum Zeitpunkt des Wechselns der Bewegungsrichtung
wie in JP 60-5251 A vorgeschlagen zu verhindern, gibt es somit ein
Verfahren, in der drei Beschichtungsmaterialtanks für die stabile
Zufuhr eines Pulverschlammbeschichtungsmaterials benutzt werden.
Bei diesem Verfahren wird druckbeaufschlagte Luft in den ersten Tank
gespeist, um immer einen festen Druck aufrechtzuerhalten, und das
Pulverschlammbeschichtungsmaterial wird zum dritten Tank durch eine
Beschichtungspistole unter dem gleichen Flüssigkeitsdruck wie der Druck
der druckbeaufschlagten Luft gepumpt. Wenn der Pegel des ersten
Tanks sinkt, wird druckbeaufschlagte Luft in den zweiten Tank gespeist,
um das Beschichtungsmaterial durch den zweiten Tank zu pumpen und
es von der Beschichtungspistole abzugeben. Bei diesem Verfahren
sind, während
das Pumpen vom zweiten Tank stabilisiert wird, 10 Sekunden gleichzeitigen
Pumpens vom ersten und zweiten Tank notwendig.
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Im
Allgemeinen besitzen diese Tanks eine Kapazität von 18 × 10–6m3 bis 30 × 10 3m3 (18 Liter bis 30 Liter). Deshalb ist diese
Methode nicht geeignet für
die vorstehend genannten Spritzen, die kleine Behälter sind.
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Ferner
schließen
die oben genannten zwei Verfahren, die durch JP 63-119877 A und
JP 60-5251 A offengelegt sind, das Problem, dass ein an der Wand
des Tanks anhaftender Beschichtungsfilm durch seinen Kontakt mit
einem trockenen Gas getrocknet wird, während der Pegel des Beschichtungsmaterials
sinkt, da eine Druckquelle ein Gas, wie zum Beispiel komprimierte
Luft ist. Da der Pulverschlamm und die Dispersion eine Lösung eines
Polymers, wie zum Beispiel ein Bindemittel zusätzlich zu anorganischen oder
organischen festen Partikeln nach deren Trocknung besitzt, ist die
Polymerlösungskomponente,
die sich nicht wieder aufgelöst
hat, nicht besser als ein fremder Gegenstand.
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Des
weiteren ist es in der Industrie bekannt, dass, wenn komprimiertes
Gas, wie zum Beispiel komprimierte Luft, in Kontakt mit einer niedrigviskosen
Flüssigkeit
kommt, die insbesondere reich an einem Lösungsmittel ist, sich ein Teil
des Gases in der Flüssigkeit
löst. Folglich
tritt ein Qualitätsproblem häufig auf,
da Mikro-Blasen in der abgegebenen Flüssigkeit enthalten sind.
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In
dem unter obiger Position (3) beschriebenen Verfahren muss eine
spezielle Kolbenpumpe verwendet werden, die frei von Pulsationen
und der Anlagerung oder Agglomeration von Partikeln im Kreislauf
ist und die nicht durch die festen Partikel verschlissen ist. Diese
Vorrichtung ist groß und
teuer und erfordert ebenso eine (1) Gallone (um 3,8 10–3m3 (3,8 Liter)) oder mehr von einem Beschichtungsmaterial
für eine
stabile Zirkulation. Deshalb ist sie nicht als Prüfgerät zum Test
von mehreren 10 × 10–6m3 (mehrere zehn ccm) eines Beschichtungsmaterials, welches
für die
labormaßstäbliche Entwicklung
eines Materials erforderlich ist, geeignet, während eine große Geldsumme
zur Entwicklung eines Materials investiert wurde. Zusätzlich wurde
eine große
Menge eines Lösungsmittels
zum Reinigen des Inneren des Kreislaufes nach der Arbeit benötigt und
das meiste des Beschichtungsmaterials im Kreislauf kann nicht benutzt
werden, da es ein Reinigungslösungsmittel enthält.
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In
den letzten Jahren wurde die Anzahl von teuren Materialien aufgrund
des Fortschritts in der Entwicklung von funktionalen Beschichtungsmaterialien
gesteigert. Solche Materialien beinhalten eine Dispersion, die anorganische
Partikel mit einer einheitlichen Partikelgrößenverteilung und einer Größe von mehreren
Mikrometern oder weniger, oder in einigen Fällen auf einem nanometrischen
Niveau, umfassen, einen Polymerpartikel mit einheitlicher Partikelgröße beinhaltenden
Pulverschlamm, eine Elektrodentinte für die Elektroden von Brennstoffzellen, wie
in
US 5,415,888 B und
dergleichen vorgeschlagen, und eine Elektrodentinte mit sehr feinen
Platinpartikeln, die in einer nanometrischen Anordnung auf einem
Karbonnanoröhrchen
getragen werden. Es ist nicht unüblich,
dass einige dieser Beschichtungsmaterialien mehrere Millionen Yen
pro Kilogramm kosten und eine Vorrichtung und ein Verfahren gewünscht sind,
die nicht nur hochqualitative Beschichtungen erlauben, sondern auch
fähig sind,
aus einer minimalen Menge eines Beschichtungsmaterials das meiste
zu machen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben genannten Probleme
geschaffen, und ein Zweck hiervon ist, eine Vorrichtung zum Abgeben einer
Flüssigkeit
bereitzustellen, die es ermöglichen, eine
minimale Menge einer Flüssigkeit
zu handhaben, ohne sie zu verschwenden und eine exakte Menge der
Flüssigkeit
abzugeben und zu sprühen, ohne
feste Partikel anzulagern.
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Um
die oben genannten Probleme zu lösen, stellt
die vorliegende Erfindung die folgende Vorrichtung zum Abgeben einer
Flüssigkeit
bereit.
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Die
oben genannte Aufgabe wird gelöst durch
Bereitstellen von: eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Abgeben
einer Flüssigkeit
mit den Schritten des Regulierens der Durchflussrate einer Flüssigkeit
in einem Strömungskanal durch
Durchflussratenregulierungsmittel, während das Strömen der
Flüssigkeit
durch den Strömungskanal
zwischen zwei oder mehr Behältern
durch Aufbringen eines Drucks von 0,001 MPa bis 10 MPa auf die feste
Partikel beinhaltende Flüssigkeit
verursacht wird, die in mindestens einem Behälter der zwei oder mehr Behälter gefüllt ist
und durch Setzen des Flüssigkeitsdrucks
in mindestens einem übrigen
Behälter auf
ein niedrigeres Niveau als den Flüssigkeitsdruck in mindestens
einem Behälter
und Abgeben der Flüssigkeit
aus dem Strömungskanal
durch ein Ventil.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Längsschnittzeichnung
einer Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit gemäß einer
ersten Ausgestaltung vorliegender Erfindung, die in einem Verfahren
zum Abgeben einer Flüssigkeit
verwendet wird.
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2 ist
ein Systemdiagramm, das die Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit
gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Systemdiagramm einer Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit
mit drei Behältern
gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
ein Zeitdiagramm, welches drei Behälter der Vorrichtung zum Abgeben
einer Flüssigkeit aus 3 zeigt,
welches in einer Zeitreihe das Verhältnis zwischen den Flüssigkeitsströmen der
betreffenden Behälter
illustriert.
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Bevorzugte
Ausführungsform
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Vorrichtung DA zum Abgeben einer Flüssigkeit DA gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die in einem Verfahren
zum Abgeben einer Flüssigkeit
verwendet wird. In 1 kennzeichnet die Bezugsnummer 1 ein automatisches
Abgabeventil als ein Flüssigkeits-Abgabeventil. Das
automatische Abgabeventil ist durch Verbinden der Rohre 10-
1 und 10-2 zu Flüssigkeitsströmungskanälen mit
den durch die Bezugsnummern 5-1 und 5-2 gekennzeichneten
Spritzen verbunden. Die Spritzen 5-1 und 5-2 sind
mit einer feste Partikel beinhaltenden Flüssigkeit gefüllt, die
durch die Bezugnummer 6 gekennzeichnet sind (z. B. feste Partikel
mit einem Partikeldurchmesser auf einem nanometrischen Niveau bis
zu mehreren hundert Mikron, bevorzugt wird ein nanometrisches Niveau
bis zu mehreren zehn Mikron verwendet).
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Adapter
(Deckel) 11-1 und 11-2 sind an die oberen Enden
der Spritzen 5-1 und 5-2 angeordnet, um sie abzudichten
und sind mit den Förderleitungen für komprimierte
Luft, wie zum Beispiel ein komprimiertes Gas aus Luftversorgungen,
verbunden, und die Förderleitungen
für die
komprimierte Luft sind mit Reglern mit Entlastung 14-1 und 14-2 und
Drei-Wege-Magnet-Ventilen 13-1 und 13-2 ausgestattet,
jeweils in ihrer Benennungsreihenfolge stromabwärts. Dank dieser Anordnung
wird durch das Drei-Wege-Magnet-Ventil 13-1 komprimierte
Luft in die Spritze 5-1 geliefert, während ihr Druck auf einem vorbestimmten
Druck durch den Regler mit Entlastung 14-1 beibehalten
wird, um Druck auf die in die Spritze 5-1 gefüllte Flüssigkeit 6 auszuüben und
sie in die Spritze 5-2 durch die Leitungen 10-1 und 10-2,
die als Strömungskanäle dienen,
druckbeaufschlagt zu pumpen. An dieser Stelle wird die Spritze 5-2 durch das
Drei-Wege-Magnet-Ventil 13-2 zur Atmosphäre hin geöffnet, um
Luft in einen Raum über
der Flüssigkeit
abzugeben.
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Der
Druck in der Spritze 5-2 kann durch den Regler mit Entlastung 14-2 auf
einen gewünschten Druck
gesetzt werden, der niedriger als der der komprimierten Luft in
der Spritze 5-1 ist, um eine Druckdifferenz zu erzeugen,
so dass sich die Flüssigkeit bewegen
kann.
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Im
Hinblick auf Bewegung, dass heißt
Einströmen
und Ausströmen
der Flüssigkeit
von einem Behälter
zum anderen ist es, da beim Ausströmen der Flüssigkeit eine gleichmäßige Strömung geformt werden
kann und durch einen Jetstream mit steigender Druckdifferenz beim
Einströmen
der Flüssigkeit ein
Verhindern der Anlagerung von festen Partikeln eher erwartet werden
kann, bevorzugt, dass die Flüssigkeit
von den Böden
der Behälter
aus- und einströmt,
dass heißt,
von den Böden
der Spritzen 5-1 und 5-2 wie in dieser Ausgestaltung.
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Die
Blenden 8-1 und 8-2 dienen als Durchflussratendrosselbauteile,
die eines der Durchflussratenregulierungsmittel sind, die zwischen
dem automatischen Abgabeventil 1 und den Spritzen 5-1 und 5-2 bereitgestellt
sind. Die Durchmesser und Längen der
Blenden 8-1 und 8-2 sind nicht genau begrenzt, können aber
gemäß der Viskosität und dem
Flüssigkeitsdruck
der Flüssigkeit
oder dem Durchmesser der festen Partikel angepasst werden. Für den Fall,
dass die Flüssigkeit
eine Viskosität
von 3000 mPa·s
oder weniger besitzt und feste Partikel, die sich relativ schnell
anlagern, beinhaltet, besitzen die Blenden bevorzugt einen Durchmesser
von 0,1 bis 0,8 mm und eine Länge
von 0,5 bis 10 mm, wodurch es ermöglicht wird, die Bewegungszeit
von 30 × 10–6m3 (30 ccm) der Flüssigkeit mit einer Viskosität von 100 mPa·s und
einer schnelleren Anlagerungszeit bei einem Flüssigkeitsdruck von 0,01 MPa
im Bereich von einer bis zehn Minuten zu regeln.
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Die
Durchflussratendrosselbauteile sind nicht auf eine besondere Form
beschränkt
und können
Nadelventile sein, deren Öffnungen
justiert werden können.
Es ist ebenso möglich,
veredelte Injektionsnadeln mit einem kleinen Durchmesser zu verwenden,
oder weichgeglühte
Edelstahlröhren
mit einer gewünschten
Länge und
einem inneren Durchmesser von, z.B., 1,59 mm (1/16 Zoll). Ferner,
nachdem die Durchflussratendrosselbauteile die Strömung in
einer Mehrzahl von schmalen Pfaden geteilt haben, können die
geteilten Ströme
aufeinander prallen und in Verbindung mit Mitteln zum Dispergieren von
Agglomerat fester Partikel verwendet werden, um eine exzellente
Aufpralldispersion auszuführen.
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Stromaufwärts von
den Blenden 8-1 und 8-2, die als Durchflussratendrosselbauteile
dienen, sind die Siebe 9-1 und 9-2 bereitgestellt,
die als Filter dienen. Die Siebe 9-1 und 9-2 werden
verwendet, um zu verhindern, dass trockene fremde Substanzen, die sich
an die Wände
der als Behälter
verwendeten Spritzen angesammelt haben und von der Wand abgefallen
sind, herunterfließen.
Dass heißt,
die fremde Substanz wird vom Blockieren der Blenden 8-1 und 8-2,
die als Durchflussratendrosselbauteile dienen, und vom Mischen in
die abgegebene Flüssigkeit
abgehalten.
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In
der Vorrichtung DA zum Abgeben einer Flüssigkeit, die wie vorab beschrieben
ausgeführt
ist, werden fremde Substanzen durch die Siebe 9-1 und 9-2 in
den Leitungen 10-1 und 10-2, die als Strömungskanäle von der
Spritze 5-1 zur Spritze 5-2 dienen, von der feste
Partikel beinhaltenden Flüssigkeit entfernt
und die Flüssigkeit
wird in eine Richtung, die durch durchgezogenen Linienpfeile „A" in 1 gezeigt
ist, in der oben genannten vorbestimmten Bewegungszeit von einer
bis zehn Minuten gepumpt, während
die Durchflussrate der Flüssigkeit
durch die Blenden 8-1 und 8-2 auf vorstehend genannten
vorbestimmten Wert reguliert ist. Druckbeaufschlagte Luft wird von
einer Luftversorgung zu einem Kolben 2 geliefert, der zu
einer Nadel 3 des automatischen Abgabeventils 1,
welches zwischen den Leitungen 10-1 und 10-2 durch
ein Drei-Wege-Magnet-Ventil 12 angebracht
ist, um die Nadel 3 gegen die Druckkraft einer Feder CS
anzuheben. Zwischen der Nadel 3 und einem Ventilsitz 4 ist
ein Spalt geformt und die feste Partikel beinhaltende Flüssigkeit
wird hierdurch von einer Öffnung
im Ventilsitz 4 abgegeben. Wenn der Flüssigkeitspegel der Spritze 5-1 sinkt
und einen niedrigen Pegel erreicht oder der Flüssigkeitspegel der Spritze 5-2 einen
hohen Pegel erreicht, wird die Zuführung komprimierter Luft durch
das Drei-Wege-Magnet-Ventil 13-1,
welches mit dem oberen Adapter 11-1 der Spritze 5-1 verbunden
ist, unterbrochen und es wird begonnen, komprimierte Luft durch das
Drei-Wege-Magnet-Ventil 13-2, welches mit dem oberen Adapter 11-2 der
Spritze 5-2 verbunden ist, zu liefern, während sie
auf einem vorbestimmten Druck durch den Regler mit Entlastung 14-2 gehalten wird.
Als ein Resultat wird die Flüssigkeit 6 in
der Spritze 5-2 druckbeaufschlagt und in eine Richtung, die
durch doppelt gepunktete Linienpfeile „B" in 1 gekennzeichnet
ist, in den Leitungen 10-2 und 10-1 gepumpt, die
als Strömungskanäle zum Strömen in die
Spritze 5-1 dienen. An dieser Stelle wird die Spritze 5-1 durch
das Drei-Wege- Magnet-Ventil 13-1 zur
Atmosphäre
hin geöffnet,
um Luft in den Raum über
der Flüssigkeit
abzugeben. Wenn der Flüssigkeitspegel
der Spritze 5-2 sinkt oder einen niedrigen Pegel erreicht
oder der Flüssigkeitspegel der
Spritze 5-1 einen hohen Pegel erreicht, wird die Strömungsrichtung
der Flüssigkeit
abwechselnd zwischen den Spritzen 5-1 und 5-2 in
der gleichen Weise wir vorstehend beschrieben gewechselt, um den
Abgabevorgang kontinuierlich auszuführen.
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Auf
diese Weise wird in der in 1 gezeigten
Ausgestaltung, da die feste Partikel beinhaltende Flüssigkeit
wie oben beschrieben in den Strömungskanälen 10-1 und 10-2 gepumpt
wird, die Anlagerung der festen Partikel verhindert und die Durchflussrate der
Flüssigkeit
wird durch die Funktion der Blenden 8-1 und 8- 2 geregelt,
um die Flüssigkeit
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Strömungskanäle fließen zu lassen.
Deshalb wird eine Flüssigkeit
mit einer hohen Qualität
und einer einheitlichen Dispergierbarkeit der Partikel durch das
automatische Abgabeventil 1 für einen gewünschten Zeitraum abgegeben.
Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger kontinuierlicher
Vorgang ausgeführt
werden. Diese Vorrichtung ist, wenn die Spritzen 5-1 und 5-2 beispielsweise
Behälter
mit einer kleinen Kapazität von
ungefähr
5 × 10–6m3 bis 30 × 10–6m3 (5 bis 30ccm) sind und eine teure abzugebende
Flüssigkeit
in die Spritzen gefüllt
ist, besonders nützlich,
da eine minimale und exakte Menge der Flüssigkeit abgegeben werden kann,
ohne sie zu verschwenden.
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Es
ist anzumerken, dass in der in 1 gezeigten
Ausgestaltung die Behälter
als Spritzen 5-1 und 5-2 gezeigt werden. Dennoch
ist die Form und Größe der Behälter in
vorliegender Erfindung nicht beschränkt. Werden die Behälter bei
einem niedrigen Druck verwendet, können kommerziell verfügbare kostengünstige Plastikspritzen,
wie in vorstehend genannter Ausgestaltung mit einer Kapazität von 5 × 10–6m3 bis zu mehreren 100 × 10–6m3 (5 bis zu mehreren 100 ccm) verwendet werden.
Ebenso können kommerziell
verfügbare
kostengünstige
Gefäße mit einer
Kapazität
von ungefähr
1 × 10–6m3 (mehrere Liter) verwendet werden. Ist ein
relativ hoher Flüssigkeitsdruck
gewünscht,
kann ebenso eine dreiteilige Struktur, die aus einem druckfesten,
hohlen Metallzylinder oder einem Rohr als Zylinderabschnitt, einem oberen
Abschnitt und einem Bodenabschnitt besteht, verwendet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung können
die Durchflussratenregulierungsmittel zum periodischen (diskontinuierlichen)
Bewegen der Flüssigkeit
verwendet werden. Dass heißt,
wie in 1 gezeigt ist, dass die Zuführungen komprimierter Luft,
die mit den Adaptern 11-1 und 11-2 der Spritzen 5-1 und 5-2 verbunden
sind, intermittierend (diskontinuierlich) durch die Drei-Wege-Magnet-Ventile 13-1 und 13-2 geöffnet und
geschlossen werden, um intermittierend Druck auf die Flüssigkeit
auszuüben,
so dass sie regelmäßig mit
geregelten Impulsen bewegt wird. Es ist anzumerken, dass die Flüssigkeit
vom Abgabeventil 1 abgegeben werden kann, während ein
gleichbleibender Flüssigkeitsdruck
zwischen Impulsen gehalten wird.
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Auch
können
in der vorliegenden Erfindung, wie durch Strichpunktlinien in 1 gezeigt,
durch die Bezugsnummern 7-1 und 7-2 gekennzeichnete Tauchkolben
zwischen die Flüssigkeit 6 und
dem komprimierten Gas in den Spritzen installiert werden. Die Kolben 7-1 und 7-2 können die
Lösung
des Gases in der Flüssigkeit
verhindern, da sie die Flüssigkeit
vom komprimierten Gas trennen. Zusätzlich können die Kolben 7-1 und 7-2 den
gleichen Durchmesser wie der innere Durchmesser der Spritzen 5-1 und 5-2 besitzen,
um den gleichen Druck wie das komprimierte Gas zu erreichen. Das
Verhältnis
des Flüssigkeitsdrucks
kann durch Verändern
der Durchmesser nicht gezeigter Zylinder geändert werden, welche Kolben
verwenden, die mit den Kolben 7-1 und 7-2 verbunden
sind. Das Verhältnis
der Querschnittsfläche
von jedem der Tauchkolben 7-1 und 7-2 zu der Querschnittsfläche von
jedem der Zylinder oder der Kolben wird in der Industrie „Pumpenverhältnis" genannt. Sind die
Zylinder kleiner als die Kolben 7-1 und 7-2, wird
der Flüssigkeitsdruck
kleiner als der Druck des komprimierten Gases, und sind die Zylinder
größer als
die Kolben 7-1 und 7-2, wird der Flüssigkeitsdruck
höher als
der Druck des komprimierten Gases.
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Dass
heißt,
dass in vorliegender Erfindung durch Setzen des Verhältnisses
zu 1/10 ein Flüssigkeitsdruck
von 0,001 MPa mit einem Druck von 0,01 MPa des komprimierten Gases
leicht erreicht werden kann und durch Setzen des Verhältnisses
zu 20 ein Flüssigkeitsdruck
von 10 MPa bei einem normalen Luftkompressordruck von 0,5 MPa in
einer Produktionsstätte
erreicht werden kann. Zum Beispiel ist der niedrige Druck im ersten
Fall zum Doppelflüssigkeitssprühen geeignet,
wohingegen sich der relativ hohe Flüssigkeitsdruck von bis zu 10
MPa im letzteren Fall zum luftlosen Sprühen eignet.
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In
vorliegender Erfindung, wie in
JP 2111478 A vorgeschlagen, kann eine Druckvorrichtung
mit einem Pumpenverhältnis
von 20 beispielsweise zum Aufbringen eines Flüssigkeitsdrucks von 10 MPa
verwendet werden, um verflüssigtes
Kohlensäuregas
in einen superkritischen Zustand zu bringen, so dass das Gas mit
einer hochviskosen Flüssigkeit
vermischt wird, um eine niedrigviskose Flüssigkeit zu erhalten. Sogar
im Falle einer niedrigviskosen Flüssigkeit kann sie mit einem
verflüssigten
Kohlensäuregas,
welches in einen superkritischen Zustand gebracht wurde, gemischt
werden und zum Formen eines trockenen Films gesprüht werden,
durch Verwenden der Flüssigkeitseigenschaft,
dass sie beim Sprühen
sofort verdampft. In der vorliegenden Erfindung ist der Druck und
die Temperatur des Kohlensäuregases
nicht besonders beschränkt,
solange es sich in einem Bereich befindet, in dem es nicht vom superkritischen
Zustand abweicht. Zum Beispiel kann das Gas die Flüssigkeit
während
der Einhaltung eines Differenzdrucks von ungefähr 10 MPa und einer Temperatur
von ungefähr
50°C bewegen.
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Ferner
kann in vorliegender Erfindung die Flüssigkeit gemäß eines
volumetrischen Vorgangs mit einem elektrischen Tauchkolbentyp durch
Kombinieren eines Kolbens mit einem Servomotor oder Schrittmotor
bewegt werden, anstatt das komprimierte Gas zu verwenden. Bei diesem
Vorgang liegt ein Vorzug darin, dass sogar ein Material, dessen
Viskosität
mit fortschreitender Zeit wie bei einer reaktiven Flüssigkeit
steigt, in einer vorgegebenen Materialmenge pro Zeiteinheit bewegt
und in einer vorgegebenen Materialmenge abgegeben werden kann.
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Darüber hinaus
kann in vorliegender Erfindung die Flüssigkeitsmenge, die gleich
zur durch das automatische Abgabeventil abgegebenen Menge ist, automatisch
oder regelmäßig durch
eine nicht gezeigte Flüssigkeitszuführung unter
höherem
Druck in den Behälter
oder Kreislauf gespeist werden.
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Außerdem kann
in vorliegender Erfindung die Flüssigkeit
abgegeben werden, während
sie bewegt wird. Für
den Fall, dass eine Flüssigkeit
kein Qualitätsproblem
und keine so große
Anlagerungsgeschwindigkeit besitzt, kann ein nicht gezeigtes Schaltventil
zum Abgeben der Flüssigkeit
geschlossen werden, welches zwischen einem Behälter, der beispielsweise durch
einmaliges Stoppen der Flüssigkeitsbewegung
in den Strömungskanälen 10-1 und 10-2 für einen
gewünschten
Zeitraum druckbeaufschlagt wird, einem anderen Behälter stromabwärts der
Spritze 5-1 in 1 und beispielsweise einem Abschnitt
der Verbindungsstelle mit der Leitung am unteren Ende der Spritze 5-2,
dass heißt
stromaufwärts
der Spritze 5-2, bereitgestellt ist. Während die Bewegung der Flüssigkeit
in den Strömungskanälen 10-1 und 10-2 durch
Angleichen der Drücke der
zwei oder mehr verbundenen Behälter
einmal unterbrochen wird, kann die Flüssigkeit vom automatischen
Abgabeventil 1 abgegeben werden.
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Zusätzlich kann
in vorliegender Erfindung ein Lösungsmittel
in das komprimierte Gas gemischt werden, um zu verhindern, dass
ein an den inneren Wänden
der Behälter
anhaftender Flüssigkeitsfilm getrocknet
wird und, wie durch Strichpunktlinien in 1 gezeigt,
kann ein Lösungsmittel
S in den Vertiefungen R, die auf der Gasseite der Kolben 7-1 und 7-2 geformt
sind, gesammelt werden, um eine mit dem Lösungsmittel gesättigte Atmosphäre zu erzeugen.
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In
der vorliegenden Erfindung kann die durch das automatische Abgabeventil 1 abgegebene
Flüssigkeit
in andere kleine Behälter
etc. alleine oder als Füllmittel
gefüllt
werden. Sie kann ebenso auf ein zu beschichtendes Objekt angewandt
werden, dessen Form nicht besonders beschränkt ist.
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Ferner
kann in vorliegender Erfindung die Flüssigkeit ebenso durch Anbringen
einer Sprühdüse an das äußere Ende
des automatischen Abgabeventils 1 gesprüht werden. Die gesprühten Flüssigkeitspartikel
können
beispielsweise zur Granulierung oder können auf ein zu beschichtendes
Objekt aufgebracht werden.
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Darüber hinaus
kann die Flüssigkeit
durch Verwenden der Energie des komprimierten Gases zerstäubt werden,
um ein Doppelflüssigkeitsspray
zu erhalten.
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Des
weiteren kann die Flüssigkeit
in vorliegender Erfindung intermittierend (diskontinuierlich) bei
einer Rate von 30 bis 3600 Impulsen pro Minute oder höher gesprüht werden,
falls die Bedingungen erfüllt
werden, um die pro Zeiteinheit abgegebene Flüssigkeitsmenge akkurat aufrecht
zu erhalten. Dieser Vorgang kann durch intermittierendes Aktivieren des
Kolbens 2 durch periodischen Öffnen und Schließen des
Drei-Wege-Magnet-Ventils 12 für komprimierte Luft, das mit
dem automatischen Abgabeventil 1 verbunden ist, mittels
eines nicht gezeigten Reglers oder ähnlichem leicht ausgeführt werden.
Es war im Allgemeinen unmöglich,
die feste Partikel beinhaltende Flüssigkeit kontinuierlich mit
einem extrem geringem Durchflussrate von ungefähr 1 × 10–6m3 bis 10 × 10–6m3 pro Minute (ungefähr 1 ccm bis 10ccm pro Minute)
zu sprühen,
da der Abstand zwischen der Düse oder
der Nadel 3 und dem Ventilsitz 4 aufgrund von Verstopfung
durch Agglomerate fester Partikel nicht gering gestaltet werden
konnte. Durch Kombinieren des in JP-A 61161175 gezeigten Verfahrens,
welches von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen
wurde, mit der vorliegenden Erfindung, kann der Dispersionsstatus
der festen Partikel jederzeit stabilisiert werden, dadurch wird
es möglich, hochqualitatives
Sprühen
auszuführen.
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2 zeigt
eine Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit gemäß eines
Verfahrens zum Bewegen einer Flüssigkeit
gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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Eine
Flüssigkeit 26,
die druckbeaufschlagt und in einen Behälter 21 gefüllt ist,
wird durch ein automatisches Abgabeventil 22, welches mit
einer als ein Strömungskanal
dienenden Leitung 27 verbunden ist, zu einem Behälter 23 gepumpt,
während
ihre Durchflussrate durch Durchflussratenregulierungsmittel, wie
beispielsweise eine nicht gezeigte Blende, geregelt ist. Die im
Behälter 23 angesammelte
Flüssigkeit
wird durch eine Leitung 28 zum Behälter 21 mittels einer
kostengünstigen
Pumpe 24 unter einem höheren
Flüssigkeitsdruck
als beim Zirkulieren gepumpt. Die Pumpe 24 ist eine kommerziell
verfügbare
kostengünstige
Pumpe, wie beispielsweise eine Membran- oder Schlauchpumpe, welche
den auf die Flüssigkeit
im Behälter 21 aufgebrachten
Druck durch Verwenden eines Reglers mit Entlastung 25 für komprimiertes
Gas oder dergleichen auf einem festen Niveau halten kann, sogar
beim Auftreten von unregelmäßigen Impulsen
oder beim Ansteigen der Flüssigkeit
in Behälter 21.
Zusätzlich
kann die Leitung 28 zum Verbinden der Pumpe 24 und
des Behälters 21 mit
einem dazwischenliegenden Rückschlagventil
ausgerüstet
werden, falls notwendig. Sogar wenn die Flüssigkeit bewegt wird, wird
die Flüssigkeit mit
hoher Qualität
und einheitlicher Dispergierbarkeit der Partikel durch das automatische
Abgabeventil 22 über
einen gewünschten
Zeitraum abgegeben, wodurch es möglich
wird, einen gleichmäßigen, kontinuierlichen
Vorgang auszuführen.
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3 und 4 zeigen
eine Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein
Systemdiagramm einer Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit
mit drei Behältern
und 4 ist ein Zeitdiagramm, welches die drei Behälter der
Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit
aus 3 zeigt, wobei sie in zeitlichen Abfolgen die
Beziehung zwischen den Flüssigkeitsströmen der
betreffenden Behälter
illustriert.
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Ein
Luftregler 35-1 zum Bereitstellen eines komprimierten Gases
ist durch ein Drei-Wege-Magnet-Ventil 36-1 mit einem Behälter 31-1 verbunden. Das
Magnet-Ventil 36-1 befindet
sich durch eine Anweisung von einem nicht gezeigten Regler, der
mit einem Programm verbunden und separat installiert ist, in einem
offenen Zustand. Eine Flüssigkeit 34 im
Behälter 31-1 ist
durch den Druck eines komprimierten Gases, dessen Druck durch den
Regler auf einen gewünschten
Wert eingestellt wurde, druckbeaufschlagt, um in einen Strömungskanal 37 zu
fließen und
passiert ein Schaltventil mit einer Blende 32-1, welches
sich durch eine Anweisung des Reglers in einer Öffnungsstellung befindet und
weiter durch ein automatischen Abgabeventil 33 und ein
Schaltventil mit einer Blende 32-3, welches sich in einer Öffnungsstellung
befindet und mit einem Behälter 31-1 verbunden
ist, um sich in dem Behälter 31-3 zu
bewegen. Der Behälter 31-3 ist
mit einem Luftregler 35-3 verbunden, um den Druck eines
komprimierten Gases durch ein Drei-Wege-Magnet-Ventil 36-3 einzustellen,
welches bereits angewiesen wurde, sich zu schließen und befindet sich in einer
Position, in der das innere des Behälters 31-3 mit einem
Luftöffnungsanschluss
kommuniziert.
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Ferner
bewegt sich eine in einem Behälter 31-2 angesammelte
Flüssigkeit
nicht, da ein Schaltventil 32-2 angewiesen wurde, sich
zu schließen,
jedoch mit einem komprimierten Gas druckbeaufschlagt wurde, da ein
Magnet-Ventil 36-2, welches mit dem Behälter 31-2 verbunden
ist, angewiesen wurde, sich zu öffnen.
Wenn die Flüssigkeit
im Behälter 31-1 eine
untere Grenze erreicht, erfasst dies ein nicht gezeigter Flüssigkeitsstandsensor
oder ähnliches
und eine Öffnungsanweisung
vom Regler zum Schaltventil 32-2 welches mit dem Behälter 31-2 verbunden
ist, wird gegeben, so dass begonnen wird, die Flüssigkeit im Behälter 31-2 zum
Behälter 31-3 zu bewegen.
Beispielsweise ist das Schaltventil 32-1, welches nach
20 Millisekunden eine Anweisung vom Regler erhält geschlossen und das Magnet-Ventil 36-1 wird
zur gleichen Zeit angewiesen, geschlossen zu sein, so dass der Luftöffnungsanschluss
des Magnet-Ventil 36-1 zum Inneren des Ventils 31-1 verbunden
ist, um den Innendruck des Ventils 31-1 auf den atmosphärischen
Druck zu reduzieren.
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Erreicht
der Flüssigkeitspegel
des Behälters 31-3 eine
obere Grenze, wird das Schaltventil 32-1 des Behälters 31-1 aufgrund
der Erfassung durch einen mit dem Regler verbundenen Pegelsensor
oder ähnliches
geöffnet,
um die Flüssigkeit
im Behälter 31-2 ebenso
in Richtung Behälter 31-1 strömen zu lassen.
Zur gleichen Zeit wird das Schaltventil 32-2, welches mit
dem Behälter 31-3 verbunden
ist, geschlossen und das Magnet-Ventil 36-3 wird zur Bereitschaft
für das
nächste
Umschalten geöffnet.
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Dieser
Vorgang wird periodisch ausgeführt und
die Flüssigkeit
kann bei einer gewünschten
Zeiteinteilung während
dieses Vorgangs abgegeben werden. Das heißt, dass während des vorstehend genannten
Vorgangs die durch den Strömungskanal 37 fließende, feste
Partikel beinhaltende Flüssigkeit durch
das Flüssigkeits-Abgabeventil 33,
welches den gleichen Aufbau wie in 1 gezeigt
aufweist, abgegeben wird. Da die Flüssigkeit an dieser Stelle in
den Strömungskanal 37 gepumpt
wird, wird die Anlagerung der festen Partikel verhindert, und die
Durchflussrate der Flüssigkeit
wird durch die Funktion der Blenden der Schaltventile mit einer
Blende 32-1, 32-2 und 32-3 eingestellt,
so dass das Strömen
der Flüssigkeit
im Strömungskanal
mit einer vorbestimmten Rate ausgelöst wird. Als ein Resultat wird
die Flüssigkeit
mit einer hohen Qualität
und einer einheitlichen Dispergierbarkeit der Partikel für einen
gewünschten Zeitraum
durch das automatische Abgabeventil 1 abgegeben, so dass
ein gleichmäßiger und
kontinuierlicher Vorgang ausgeführt
wird.
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Ferner
kann in vorstehend genannten Ausgestaltungen die Flüssigkeitsmenge,
die mit der abgegebenen Menge gleich ist, immer oder regelmäßig in einen
Behälter
oder einen Verbindungskreislauf durch eine Flüssigkeitszuführung gespeist
werden. Ferner wird in vorliegender Erfindung die Flüssigkeit ohne
Unterbrechung der Druckbeaufschlagung der Flüssigkeit durch Vorprogrammieren
des Reglers bewegt, basierend auf einer Abgabe ohne Verwendung eines
Pegelsensors oder ähnlichem,
wodurch es ermöglicht
wird, die feste Partikel beinhaltende Flüssigkeit ohne Anlagerung der
festen Partikel abzugeben und automatisch die Flüssigkeit aufzufüllen.
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In
den vorstehend genannten Ausgestaltungen ist die Anzahl der mit
der Flüssigkeit
gefüllten
Behälter
zwei oder drei. Dennoch können
in vorliegender Erfindung vier oder mehr Behälter bereitgestellt werden,
um eine gewünschte
Kombination von Einströmungs-
und Ausströmungssystemen
der Flüssigkeit
durch Strömungskanäle, die
diese Behälter
verbinden, auszuführen,
um die Flüssigkeit
von den Strömungskanälen durch
das Flüssigkeits-Abgabeventil
abzugeben.
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Wie
aus vorstehender Beschreibung offensichtlich, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Vorrichtung zum Abgeben einer Flüssigkeit erhalten werden, die
es ermöglicht,
eine minimale Menge der Flüssigkeit
zu handhaben, ohne sie zu verschwenden und eine exakte Menge der
Flüssigkeit ohne
Anlagerung der festen Partikel abzugeben oder zu sprühen. Dass
heißt,
da die feste Partikel beinhaltende Flüssigkeit durch einen Strömungskanal
gepumpt wird, dass die Anlagerung der festen Partikel verhindert
wird und die Durchflussrate der Flüssigkeit durch die Funktion
von Durchflussratenregulierungsmitteln geregelt wird, um die Flüssigkeit
durch den Strömungskanal
mit einer vorbestimmten Rate strömen
zu lassen. Als ein Resultat wird die Flüssigkeit mit hoher Qualität und einheitlicher
Dispergierbarkeit der Partikel durch ein Flüssigkeits-Abgabeventil für einen
gewünschten
Zeitraum abgegeben, so dass ein gleichmäßiger und kontinuierlicher
Vorgang ausgeführt
werden kann. Dadurch ist die Erfindung besonders nützlich,
wenn der Behälter
ein kleiner Behälter
ist und teure Flüssigkeit
in den Behälter
gefüllt ist,
welche vom Behälter
aus abgegeben werden soll, da eine minimale und exakte Menge der
Flüssigkeit abgegeben
werden kann, ohne sie zu verschwenden.