DE2828587A1

DE2828587A1 - Verfahren und vorrichtung zum mischen von gasen in einer geschlossenen kammer

Info

Publication number: DE2828587A1
Application number: DE19782828587
Authority: DE
Inventors: Thomas Freeman Reed
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2013093B; SE439734B; AU506137B1; JPS54102661A; GB2013093A; DE2828587C3; BE873170A; ES472442A1; IT7824938A0; FR2414951A1; JPS5721457B2; IT1096038B; US4166484A; CA1072925A; SE7900089L; FR2414951B1; DE2828587B2

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DB. DIETER F. MOBF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

^Mand"ⁿ- 39. Juni 1978 Postanschrift / Postal Addrasi Postfach 860109, 80OO München 86

Fienzenauerstrafle 28 Telefon Θ8 33 23

Telegramme: Chemlndus München Telex: (OJ 523992

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street _s Akron, Ohio 44329, V. St. A.

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen von Gasen in einer geschlossenen Kammer

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GT-1300 -,

Die Erfindung betrifft die Druckfüllung von Tennisbällen mit einem Gas niedriger Durchdringlichkeit gemäss der DE-Patentanmeldung P 27 56 631. 0.

Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen das Unterdrucksetzen und Mischen von Gasen in einer geschlossenen Kammer, und insbesondere das Unterdrucksetzen und Mischen eines Gases niedriger Durchdringlichkeit mit Luft in einem Tennisballzentrum, gerade bevor die beiden Hälften des Zentrums verbunden werden, um einen vollständigen unter Druck stehenden Ball zu bilden.

Das Unterdrucksetzen von Tennisballzentren mit einem Gas geringer Durchdringlichkeit, wie beispielsweise Schwefelhexafluorid oder Perfluorpropan wird in den vorausgehend genannten Patentanmeldungen beschrieben. Der Vorteil der Verwendung derartiger Gase geringer Durchdringlichkeit liegt darin, dass sie aus den Tennisbällen nicht so leicht wie Luft austreten und infolgedessen Tennisbälle mit einer längeren Lebensdauer ergeben.

Damit jedoch die Gase niedriger Durchdringlichkeit in technisch brauchbarer Weise zur Erhöhung der Lebensdauer von Tennisbällen wirksam sein können, muss das Gas ziemlich gleichmässig durch die Form verteilt werden. Im anderen Fall erhält nur ein Teil des erzeugten Tennisbälle genug Gas geringer Durchdringlichkeit, um ihre Lebensdauer wirksam zu erhöhen. Ferner sind Käufer, die einmal einen guten Satz von Tennisbällen erhalten haben, bei der nächsten Gelegenheit wahrscheinlich enttäuscht, wenn sie einen Satz von Bäll&n bekommen, der nicht ebenso viel Gas geringer Durchdringlichkeit aufweist.

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Eine besondere Schwierigkeit mit Schwefelhexafluorid und anderen Gasen geringer Durchdringlichkeit liegt darin, dass sie, da sie schwerer als Luft sind, die Neigung haben, bereits in der Form eine Schichtenbildung in der Luft zu ergeben und sich in den Formhohlräumen in der Nachbarschaft der Stelle zu sammeln, wo sie eingeführt werden- Schliesslich vermischen sich die Gase durch Diffusion, aber dieser Vorgang erfordert eine lange Zeit, beispielsweise 10 Minuten oder mehr, um eine zufriedenstellende Gasverteilung durch alle Formhohlräume zu erreichen.

Es ist nicht erwünscht, diese Schwierigkeit zu überwinden, indem eine Vormischung des Gases niedriger Durchdringlichkeit mit der Luft vorgenommen wird und das Gemisch in eine evakuierte Form eingeführt wird, da bei evakuierter Form die restliche_szwischen den Kugelhälften und den Oberflächen der Formhohlräume eingeschlossene Luft das Bestreben hat, die Ballhälften aus den Hohlräumen herauszudrücken. Es ist dann nicht möglich, dass diese Ballhälften ordnungsgemäss unter Druck gesetzt oder beim Schliessen der Formabschnitte nach dem Unterdrucksetzen miteinander verbunden werden. Ein weiteres,zum Mischen der Gase in der Form versuchtes Verfahren besteht im Zusammenstossen der Form, nachdem sie unter Druck gesetzt wurde. Jedoch hat sich ein derartiges Zusammenstossen nicht als wirksam erwiesen, um die Mischzeit in einem merklichen Ausmass zu verringern. Ferner kann das Zusamraenstossen der Form zu einem Bruch der Siegelung am Umfang der Formabschnitte führen, was zu niedrigeren Drücken der Ballzentren sowie zu einem Verlust wertvollen Gases führt.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren werden die vorausgehend genannten Schwierigkeiten bei der Verteilung eines ersten Gases in alle Bereiche einer Kammer, die ein Gemisch des ersten Gases und eines zweiten Gases enthält, gelöst, indem das Gemisch des Gase durch eine erste Öffnung in der Kammer abgezogen und durch eine zweite, von der ersten Öffnung

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entfernt liegende Öffnung in die Kammer zurückgepumpt wird, so dass das Gemisch zu einem Fixessen durch die Kammer veranlasst wird, wobei das Abziehen des Gasgemisches aus der Kammer und das Hineinpumpen desselben in die Kammer fortgesetzt wird, bis das erste Gas mit dem gewünschten Gleichförmigkeit sgrad in der Kammer verteilt ist.

Gemäss der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Leitung vorgesehen, die an einem Ende mit einer ersten Öffnung in der Kammer in Verbindung steht, die die zu mischenden Gase enthält, und die an ihrem anderen Ende mit einer zweiten Öffnung verbunden ist, die von der ersten Öffnung entfernt liegt. Somit wird eine geschlossene Schleife zur Umwälzung des Gasgemisches sowohl durch die Kammer als auch durch die Leitung gebildet. Ferner ist eine Pumpenvorrichtung in der Leitung vorgesehen, um das Umwälzen der Gase vorzunehmen.

Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung eignen sich besonders für das Mischen eines Gases geringer Durchdringlichkeit, wie beispielsweise Schwefelhexafluorid, mit Luft in einer zum Unterdrucksetzen von TennisbaiIzentren geeigneten Form und zum Verbinden der Hälften dieser Ballzentren nach dem Unterdrucksetzen.

Die vorausgehenden Merkmale und der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellungen ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum

Unterdrücksetzen von Tennisballzentren, die die Erfindung verdeutlicht,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung, die einen Vergleich zwischen der zum üblichen Diffusionsmisehen von Gasen in Tennisballformen erforderlichen Zeit mit der zum mechanischen Mischen der Gase durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1

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erforderlichen Zeit darstellt, und

Pig. 3 eine Kurvendarstellung, welche den durch die vorliegende Erfindung erzielten Gasmischungsgrad als Funktion der mittels der Vorrichtung nach Pig- 1 ausgeführten Gasumwälzungen angibt.

unter Bezugnahme auf die schematische Darstellung der "Vorrichtung in Fig. 1 ist die Bodenseite eines oberen Formabschnitts 2 mit Formhohlräumen 4 dargestellt, die einzeln mit 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g bezeichnet sind. Die oberen Tennisballzentrenhälften 6, die mit Klebstoff beschichtete Ränder 7 aufweisen, sind in diesen Formhohlräutnen 4 aufgenommen. TJm den Umfang der oberen Formabschnitts 2 ist ein Dichtungselement 8 angeordnet, das an einem weiteren Dichtungselement am Aussenumfang eines nicht dargestellten unteren Formabschnitts anliegt.

Der untere Foriaabschnitt ist ähnlich dem oberen Formabschnitt 2 ausgebildet und hat untere, nicht dargestellte Tennisballhälften, die in Hohlräumen unmittelbar unterhalb der Hohlräume 4 im oberen Formabschnitt 2 aufgenommen werden. Wie dies bei einer Formvorrichtung zum Verbinden von Tennisballhälften üblich ist, erfasst der obere Formabschnitt 2 zunächst den unteren Formabschnitt mit seinem umfangsseitigen Dichtungselement 8 zur Ausbildung einer Kammer 10, während die Bänder der Ballhälften innerhalb der Formhohlräume beider Formabschnitte in einem geringen Abstand voneinander verbleiben. Mit anderen Worten_s die kreisförmigen Ränder der Ballhälften liegen nahe aneinander, aber stehen nicht in Berührung miteinander, während die umfangsseitigen Ränder der Formabschnitte aneinander liegen, um eine Kammer 10 zu bilden, die abgedichtet ist, so dass sie unter Druck gesetzt werden kann. Die vorausgehenden Merkmale der Vorrichtung gemäss Fig. 1 sind bekannt und sind bei den meisten Formen vorhanden, die zum Unterdruck setz en des Raums innerhalb von Tennisballhälften und zum anschliessenden Verbinden dieser Fälften zur Herstellung eines vollständige^ unter Druck gesetzten Balls verwendet werden.

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Die Kammer 10 ist derart ausgeführt, dass sie durch eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Leitung 12 unter Druck gesetzt wird, was gewöhnlich mit Luft erfolgt, wobei die in Fig. 1 dargestellte Leitung 12 mit der Kammer 10 über einen Abschnitt einer anderen Leitung 16 verbunden ist. Um den Luftdruckverlust in den Tennisbällen nach ihrer Herstellung zu verringern, ist es jedoch erwünscht, die durch die Leitung 12 eingeführte Luft durch Schwefelhexafluorid (SF₆) oder Perfluorpropan (CF-,CF₂CF-,) oder ein anderes Gas zu ersetzen, das eine geringere Durchdringlichkeit durch die Wände der Tennisballhälften 6 als Luft aufweist. Dieses Gas geringer Durchdringlichkeit wird in die Kammer 10 bis zum gewünschten Druckwert gepumpt, der am Druckmesser 14 angegeben wird. Beispielsweise wäre ein gewünschter Überdruck für eine Mischung von SF^-Gas und Luft etwa 100 kPa, so dass die Konzentration von SFc innerhalb der Kammer 10 näherungsweise 50 Vol.% betragen würde.

Die durch die Erfindung gelöste Schwierigkeit liegt darin, dass Luft und SF^ oder ein anderes Gas geringer Druchdringlichkeit sich nicht sehr schnell mittels Diffusion mischen. Würden daher die Tennisballzentrumshälften miteinander verbunden, ohne dass die erforderliche Zeit für ein diffusives Vermischen zur Verfügung steht und ohne dass eine Art mechanischer Mischung erfolgt, so wäre die Konzentration des Gases geringer Dirchdringlichkeit sehr hoch in den in der Form befindlichen Tennisbällen in der Nähe der Einführungsstelle des Gases in die Form, und sie wäre sehr niedrig in den Tennisbällen im Abstand von der Einführungstelle. Dabei würden nur wenige Bälle die Vorteile einer langen Lebensdauer aufweisen, die durch Unterdrucksetzen der Bälle mit dem Gas geringer Durchdringlichkeit erreicht wird.

Um dieses Problem zu lösen, ist eine Gasumwälzleitung 16 vorgesehen. Durch die Leitung 16 wird das Gemisch der Gase in der Kammer 10 über eine Öffnung 18 im oberen Formabschnitt 2 abgezogen, und mittels einer Pumpe 22 über eine Öffnung 20 ,

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die von der Öffnung 18 entfernt liegt, zurück in die Kammer gepumpt. Zur gründlichen Vermischung der Gase in allen Teilen der Kammer 10 sollte die Öffnung 22, bezogen auf die Öffnung 18, an der gegenüberliegenden Seite der Kammer 10 liegen, so dass alle Teile der Kammer 10 durch die Strömung der Gase zwischen den Öffnungen 18 und 20 vermischt werden.

In grossen Formen kann das Vermischen der Gase in der Kammer 10 gefördert werden, indem an der Leitung 16 Abzweigungen 18a und 20a vorgesehen werden, so dass die Gase aus der Kammer 10 durch eine Mehrzahl von Öffnungen abgezogen und in die Kammer 10 durch eine Mehrzahl von Öffnungen zurückgepumpt werden. Zusätzlich zur Pumpe 22 liegt ferner vorzugsweise ein umlaufendes Messgerät 24 oder ein anderer Strömungsmesser in. der Leitung 16, um die Strömungsmenge der umgewälzten Gase zu ermitteln. Diese Strömungsmenge kann anschliessend dazu verwendet werden, um zu errechnen, wie viele Male das Gasgemisch in der Kammer 10 in einer vorgegebenen Zeitspanne umgewälzt wird. Das Gesamtvolumen des durch den Strömungsmesser 24 hindurchtretenden Gemisches sollte wenigstens das öfache und vorzugsweise wenigstens das 8fache des Gesamtvolumens der Kammer 10, der Leitung 16, der Pumpe 22 und aller anderen Einrichtungen sein, durch welche das Gemisch hindurchtritt, einschliesslich des Strömung smes se rs 24 selbst.

Beim Betrieb wird ein Gas geringer Durchdringlichkeit, wie beispielsweise Schwefelhexafluorid, in die Kammer 10 gepumpt, wobei die Ventile 26 und 28 in der Leitung 16 geschlossen sind. Ferner ist das Ventil 32 in der Entlüftungsleitung geschlossen. Ist der gewünschte Druckwert erreicht, was durch den Druckmesser 14 angezeigt wird, so wird, das Ventil in der Leitung 12 geschbssen und die Ventile 26 und 28 in der Leitung 16 werden geöffnet. Dann zieht die Pumpe 22 das Gasgemisch in der Kammer 10 über die Öffnung 18 ab und pumpt es über die Öffnung 20 in die Kammer 10 zurück. Das Gas mit niedriger Durchdringlichkeit wird auf diese Weise schnell in der gesamten Kammer 10 verteilt, indem es kontinuierlich

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längs einer Bahn umgewälzt wird, bei welcher das Gas "von der Öffnung 20 an einer Seite der Kammer 10 hin zur Öffnung 18 an der anderen Seite der Kammer 10 strömen muss. Nach einer ausreichenden Zeitspanne für etwa 8 Umwälzungen des Gasgemisches, was durch die vom Strömungsmesser 24- ermittelte Gasdurchflussmenge bestimmt wird, werden die Ventile 26 und 28 erneut abgeschaltet. Die Formabschnitte werden dann geschlossen, um die Tennisballhälften miteinander zu verbinden und das in der Kammer 10, aber ausserhalb der miteinander verbundenen Tennisballhälften eingeschlossene Gas wird durch Öffnen des Ventils 32 in der Entlüftungsleitung 30 abgelassen.

Die verbesserte Schnelligkeit, durch welche das aufgeführte Verfahren und die aufgeführte Vorrichtung das Gas geringer Durchdringlichkeit in der Kammer 10 vertelt, wurde mittels einer genormten Abweichungsanalyse der Konzentrationsschwankungen des Schwefelhexafluorids in Tennisbällen ermittelt, die sowohl durch übliches diffuses Vermischen der Gase als auch durch die mechanische Vermischung unter Verwendung der vorausgehend beschriebenen Vorrichtung und des beschriebenen Verfahrens hergestellt wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfungen und Analysen sind in den Fig. 2 und 3 der anliegenden Zeichnungen dargestellt.

In jedem Gemisch von 50 Vol.% Schwefelhexafluorid und 50 Vol.% Luft ist üblicherweise eine gewisse Schwankung in der genauen Konzentration des Schwefelhexafluorids in verschiedenen Teilen der Formkammer vorhanden. Für statistische Zwecke kann diese Schwankung durch die übliche Standardabweichung (y- festgelegt werden, die durch die folgende Formel gegeben ist:

η - 1

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wobei x^ = Konzentration des Schwefelhexafluorids in jeder Probe, die zu einem Zeitpunkt in der Kammer 10 entnommen wurde (Fig. 1) und η = Anzahl der entnommenen Proben.

Die Standardabweichung ist ein numerisches Mass der Verteilung der Schwefelhexafluorid-Konzentrationen um den Durchschnittswert der Schwefelhexafluorid-Konzentrationen für jeden Probensatz. Falls die Verteilung breit ist und sich über einen grossen Bereich zu beiden Seiten des Werts für die Durchschnittskonzentration erstreckt, so ist *° gross. Entsprechend ergeben schmale Verteilungen des Schwefelhexafluorid-Konzentrationen entsprechend kleine Werte von §~ , die anzeigen, dass die Konzentrationen der meisten Proben nahe an der Durchschnittskonzentration liegen.

Pur eine Gauss¹sehe Kurve, der viele Verteilungen sehr ähnlich sind, reicht eine Streuung entsprechend 4-d""* aus, um etwa 95 % der Proben zu umfassen. Bei mit Schwefelhexafluorid gefüllten Tennisbällen wurde geschätzt, dass bei einem 8 % Schwankungsbereich der Lebensdauer 95 % der Tennisbälle toleriert werden können. Dies entspricht einem annehmbaren 8 % Bereich in der Schwefelhexafluorid-Konzentration. Da die Bälle mit einer 50%igen Konzentration von Schwefelhexafluorid gefüllt werden, bedeutet ein 8%-Bereich bei dieser Konzentration eine annehmbare Streuung von 4- Vol.% Schwefelh exafluorid-Konzentration in den Bällen.

Unter Berücksichtigung der vorausgehend genannten Aufgabenstellung wurden Prüfungen durchgeführt, um zu ermitteln, wie lang das Schwefelhexafluorid benötigt, um mittels Diffusion und durch eine mechanische Vermischung mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäss der Erfindung in der Luft verteilt zu werden. Für die Diffusions-Vermischungsprüfungen wurde eine mit sieben Formhohlräumen versehene Form mit einer Gestalt gemäss Fig. 1 mit unter Druck stehendem Schwefelhexafluorid beschickt, bis eine Völumenkonzentration von etwa

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50 % Schwefelhexafluorid erreicht war. Während dieses Unterdrucksetzens wurden die Forinhälften mit ihren Pressentischen 5,59 mm auseinander gehalten, wobei jedoch die äusseren Umfange dichtend aneinander lagen. Anschliessend wurden die Tennisballhälften nach unterschiedlichen Zeitintervallen miteinander verbunden, um mehrere Sätze von je sieben Ballen zu ergeben, wovon jeder Satz ein unterschiedliches Ausmass einer gleichförmigen Verteilung des Schwefelhexafluorids aufwies. Die 4 >& -Konzentrationsstreuung für jeden Satz wurde anschliessend unter Verwendung der vorausgehend angeführten Formel berechnet. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

Diffusionsvermischung von SIV

Satz Nr.	Diffusionszeit	O	5	4 σ -Streuung der
(jeweils 7 Bälle) (in Minuten)	1	30	SF^-Konzentration
		^ö (Vol.%)
34a	langsam zugegeben) 1	52,0
34b	34d	25,7
34c (SF₆	34e
	47,6
8,61
1,83

Es wurde gefunden, dass aus der Probe 34c ersichtlich war, dass das Einführen des Schwefelhexafluorids in die Form mit geringer Geschwindigkeit die Verteilung des Schwefelhexafluorids in der Form behinderte, dass jedoch selbst mit einer schnellen Einführung des Schwefelhexafluorids die erforderliche Zeit zur Erzielung einer iJe'-Konzentrationsstreuung von 4 % sehr hoch war. Vie die Kurve 34 in Fig. angibt, muss eine Diffusionszeit von etwa 10 Minuten zur Verfügung stehen, um die gewünschte 4 %-Streuung bei der Schwefelhexafluorid-Konzentration zu erzielen.

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Eine weitere Reine von Tennisballsätzen wurde in der gleichen Form mit sieben Bauen hergestellt, jedoch wurden, anstatt eine Diffusionsmischung des Schwefelhexafluorids allein vorzunehmen, die Yentile 26 und 28 (I¹Xg- 1) geöffnet und das Gemisch aus Schwefelhexafluorid und Luft in der Kammer 10 wurde durch die Pumpe 22 mit einer Strömungsmenge von 17 dnr/min. gepumpt. Dieser Vorgang wurde bei jedem der Ballsätze während unterschiedlichen Zeitspannen durchgeführt, bevor die Formhälften zum Verbinden der Ballhälften geschlossen wurden. Die Streuung der 4-^" -Konzentration wurde anschliessend für jeden Satz Bälle berechnet und die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der Tabelle II angegeben:

Tabelle II

Mechanisches Vermischen von SF,-

Satz Nr. Mischzeit 4 «^"-Streuung in der (jeweils 7 Bälle) (Minuten) SF^-Konzentration

^b (Vol.%)

36a	0	52,0
36b	0,167	12,0
36c	0,25	2,84
36d	0,5	1,70
36e	0,833	1,92
36f	1,00	7,44
36g	1,00	0,95
36h	1,50	1,26

Diese Ergebnisse sind in der gestrichelt gezeichneten Kurve 36 in Fig. 2 aufgetragen und zeigen eine grosse Verbesserung der Schnelligkeit, mit welcher das Schwefelhexafluoridgas unter Verwendung der mechanischen Mischvor-.xi£htung und des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung verteilt werden kann.

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In der Tat kann die gewünschte 4-^-Streuung der Schwefelhexafluorid-Konzentration entsprechend 4- % gut in weniger als 30 Sekunden erreicht werden. Der einzige Test, der es nahelegte, dass eine grössere Zeitspanne erforderlich sein könnte, entsprach Satz 36f, jedoch wird angenommen, dass das Ergebnis dieses Tests irrtümlich erhalten wurde, da es soweit von den Ergebnissen der anderen Tests abweicht, die mit der gleichen oder naheau gleichen Vermischungszeit vorgenommen wurden.

Die erforderliche Zeit zum Verteilen des Schwefelhexafluorids in die gewünschte 4-0 - Konzentration kann selbstverständlich verbessert werden, indem die von der Pumpe erzeugte Strömungsmenge erhöht wird. In der Tat hat sich als kritischer Faktor bei der Bestimmung des Ausmasses der Schwefelhexafluorid-Verteilung unter Verwendung einer mechanischen Vermischung nicht allein die Zeit erwiesen, sondern die Anzahl der Umwälzungen des Gemisches. Eine Umwälzung des Gemisches beinhalt das Pumpen einer Menge einer Gasmischung, die dem kombinierten Volumen der Kammer 10, der Leitung 16, der Pumpe 22 und Jeder anderen Einrichtung entspricht, durch welche das Gemisch hindurchtritt. Die 4 ^-Schwankung in der Konzentration des Schwefelhexafluorids hat sich als sehr eng abhängig von der Anzahl von Umwälzungen erwiesen, welche die Mischung erfährt. Eine Reihe von Prüfsätzen von Tennisbällen wurde mit unterschiedlicher Anzahl von Gasumwälzungen durchgeführt, bevor die Tennisballhälften miteinander verbunden wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind anschliessend in Tabelle III angegeben:

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Tabelle III

Mechanisches Mischen von SF^ als	Satz Hr.	Anzahl der Umwälzungen	Funktion der
	(jeweils 7	Anzahl der Umwäl-
38a	Bälle) zungen	4-€T -Streuung
38b	1,8	der SF_C- Konzentrati ^b(Vol.%)
38c	5,5	13,2
38d	7,2	2,8
38e	22,0	5,9
38f	7,1	7,4-
38g	3,7	3,5
38h	7,6	12,2
38i	7,6	5,5
38j	7,6	8,2
38k	1,4-	7,3
3Bl	18,5	17,6
38m	10,8	1,9
38n	21,6	1,7
32,5	0,95
1,3

Diese Ergebnisse sind in der Kurve gemäss Fig. 3 als Messwerte 38a ... 38n angegeben. Eine Kurve 38 ist durch die Mitte dieser Messwerte geführt und zeigt, dass geringfügig mehr als 8 Umwälzungen die gewünschte 4-6" Schwefelhexafluorid-Konzentration von 4- Vol.% ergeben. Es ist eine gewisse Schwankung der Messwerte vorhanden und es ist möglich, dass eine Kurve durch die Messwerte gezeichnet werden könnte, die so niedrig wie die gestrichelte Kurve 38' verläuft, was zu der Schlussfolgerung führt, dass auch nur 6 Umwälzungen eine 4- (5^-Schwefelhexafluorid-Konzentration erzeugen könnten. Selbstverständlich soll berücksichtigt werden, dass ungeachtet ob 6 oder 8 Umwälzungen als ausreichend angesehen werden, diese Ergebnisse auf Versuchen mit einer Versuchsform mit sieben Hohlräumen durchgeführt wurden, und

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dass mehr Umwälzungen sehr wohl für grössere technisch eingesetzte Formen notwendig sein könnten.

Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass ein mechanisches Mischen durch Umwälzen des Gasgemisches durch eine Leitung ausserhalb der Form einer Diffusion der Gase innerhalb der Form selbst definitiv überlegen ist. In der Tat wurde gezeigt, dass eine Mischzeit von bis zu 10 Minuten, die für eine ordnungsgemässe Mischung durch Diffusion erforderlich ist, auf einen Wert innerhalb von 10 bis 50 Sekunden mittels des mechanischen Mischverfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung verringert werden kann.

Während vorausgehend ein Verfahren und eine Vorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass Abänderungen und weitere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche möglich sind.

Ende der Beschreibung.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur schnellen Verteilung eines ersten Gases in einer Kammer, die ein Gemisch des ersten Gases und eines zweiten Gases enthält und gegenüber der 'Umgebungsatmosphäre abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch durch eine erste Öffnung in der Kammer abgezogen wird und das Gasgemisch durch eine zweite Öffnung, die von der ersten Öffnung entfernt liegt, in die Kammer gepumpt wird, um eine Strömung des Gasgemisches durch die Kammer zu verursachen, wobei das Abziehen und Pumpen fortgesetzt wird, bis das erste Gas bis zum gewünschten Gleichförmigkeitsgrad in der Kammer verteilt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer durch Formabschnitte zur Verbindung der Hälften der Tennisballzentren gebildet wird, sowie durch eine Anzahl der Hälften der Tennisballzentren, die in den Hohlräumen in den Formabschnitten liegen, wobei die Formabschnitte in eine Stellung geschlossen wurden, in der die Ränder der Hälften der Tennisballzentren nahe aneinander liegen, aber einander nicht berühren und in der die äusseren Umfange der Forraabschnitte dichtend aneinander liegen.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas eine geringere Durchdringlichkeit durch die TennisballZentren als Luft aufweist, und das zweite

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Gas aus Luft besteht, und dass das Abziehen und das Pumpen des Gasgemisches fortgesetzt wird, bis das Volumen des derart abgezogenen und gepumpten Gemisches mindestens das 6-fache des kombinierten Volumens der Kammer und aller Leitungen und anderen Kammern beträgt, durch welche das Gemisch abgezogen und gepumpt wird.

4·. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmenge des abgezogenen und gepumpten Gasgemisches gemessen wird und das Abziehen und Pumpen des Gasgemisches während einer Zeitspanne fortgesetzt wird, die ausreicht, um das gewünschte Volumen des Gemisches bei der gemessenen Strömungsmenge abzuziehen und zu pumpen.

5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas, das eine geringere Durchdringlichkeit durch die Tennisballzentren als Luft aufweist, Schwefelhexafluorid ist.

6. Verfahren zum Unterdrucksetzen von Tennisballzentren, bei welchem zwei Eormabschnitte mit Formhohlräumen, in denen die Hälften der Tennisballzentren liegen, in eine Stellung geschlossen werden, in der die Bänder der Hälften der TennisballZentren nahe beieinander liegen, aber sich nicht berühren und in welcher die äusseren Umfange der Pormabschnitte dichtend aneinander liegen, wobei ein von Luft unterschiedliches Gas in die abgedichtete Kammer zwischen den Formabschnitten eingeführt wird, um sich mit der Luft innerhalb der abgedichteten Kammer zu vermischen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in der abgedichteten Kammer schnell verteilt wird, indem das Gas und Luftgemisch durch eine erste Öffnung in der abgedichteten Kammer abgezogen und das Gemisch durch eine zweite Öffnung in der abgedichteten Kammer, die von der ersten Öffnung entfernt liegt, in

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die Kammer gepumpt wird, um eine Strömung des Gemisches durch die abgedichtete Kammer zu erzeugen, wobei das Abziehen und Pumpen fortgesetzt wird, bis das Gas auf den gewünschten Gleichförmigkeitsgrad in der abgedichteten Kammer verteilt ist.

7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas eine geringere Durchdringlichkeit durch die Tennisballzentren als Luft aufweist und das zweite Gas aus Luft besteht, und das Abziehen und Pumpen des Gasgemisches fortgesetzt wird, bis das Volumen des derart abgezogenen und gepumpten Gemisches mindestens das 6fache des kombinierten Volumens der Kammer und aller Leitungen und anderer Kammern aufweist, durch welche das Gemisch abgezogen und gepumpt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas und Luftgemisch aus einer Anzahl von ersten Öffnungen in der abgedichteten Kammer abgezogen und in die abgedichtete Kammer durch eine Anzahl zweiter Öffnungen gepumpt wird, wobei jede der zweiten Öffnungen mindestens von einer der ersten Öffnungen entfernt angeordnet ist.

9- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gas eine geringere Durchdringlichkeit durch die Tennisballzentren als Luft aufweist und das zweite Gas aus Luft besteht, und dass das Abziehen und Pumpen des Gasgemisches fortgesetzt wird, bis das Volumen des derart abgezogenen und gepumpten Gemisches mindestens das 6fache des kombinierten Volumens der genannten Kammer und aller Leitungen und anderen Kammern beträgt, durch welche das Gemisch abgezogen und gepumpt wird.

10. Vorrichtung zur schnellen Verteilung eines ersten Gases durch eine Kammer, die ein Gemisch eines ersten und eines zweiten Gases enthält und gegenüber der Umgebungs-

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atmosphäre abgedichtet ist, gekennzeichnet durch eine Leitung (16), die an einem Ende mit der Kammer (10) an einer ersten Öffnung (18) in Verbindung steht und die an ihrem anderen Ende mit der Kammer (10) an einer zweiten Öffnung (20) in Verbindung steht, die von der ersten Öffnung (18) entfernt liegt, um eine geschlossene Schleife zum Umwälzen des Gasgemisches durch die Kammer und die Leitung zu bilden, und durch eine Einrichtung (22) in der Leitung (16), um das Gasgemisch durch die Leitung und die Kammer zu pumpen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (10) durch Formabschnitte (2) gebildet wird, um die Hälften der Tennisballζentren miteinander zu verbinden, wobei eine Mehrzahl der Hälften der Tennisballzentren in Hohlräumen (4a bis 4g) in den Formabschnitten angeordnet sind, und die Formabschnitte in einer Stellung liegen, in der die Ränder der Hälften (6) der Tennisballzentren Eänder (7) aufweisen, die nahe einander liegen, aber einander nicht berühren, während die äusseren Umfange der Formabschnitte (2) dichtend aneinander liegen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (16) eine Einrichtung (24) zum Messen der Strömungsmenge des Gasgemisches durch die Leitung liegt.

13· Vorrichtung zum Unterdrucksetzen von Tennisballzentren, die zwei Formabschnitte mit Formhohlräumen aufweist, in denen die Hälften der Tennisballzentren liegen, wobei die Formabschnitte die Ränder der Hälften der Ten-, nisballzentren nahe aneinander, aber ohne Berührung miteinander halten, und die Formabschnitte mit ihren äusseren Umfangen dichtend aneinander liegen, um zwischen den Formabschnitten eine geschlossene Kammer zu

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bilden, und die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Einführen von Gas in die geschlossene Kammer zur Mischung mit der in der Kammer befindlichen Luft aufweist, gekennzeichnet durch eine Gasumwälζleitung (16), die an einem Ende an einer ersten Öffnung (18) mit der Kammer (10) verbunden ist und die an ihrem anderen Ende mit der Kammer an einer zweiten Öffnung (20) verbunden ist, die entfernt von der ersten Öffnung liegt, um eine geschlossene Schleife zum Umwälzen des Gasgemisches durch die Kammer und die Leitung zu bilden, und durch eine in der Leitung (16) angeordnete Einrichtung (22), um das Gasgemisch durch die Leitung und die Kammer zu pumpen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (16) eine Einrichtung (24) zum Messen der Strömungsmenge des durch die Leitung fliessenden Gasgemisches liegt.

15· Vorrichtung nach Anspruch 1J_r dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (16) an jedem Ende in eine Mehrzahl von Abzweigungen (18a, 20a) unterteilt ist, wobei die Abzweigungen an einem Ende mit der Kammer (10) an einer Mehrzahl von ersten Öffnungen (I8)in Verbindung stehen und die Abzweigungen am anderen Ende mit der Kammer an einer Mehrzahl zweiter Öffnungen (20), wobei jede der zweiten Öffnungen von mindestens einer der ersten Öffnungen in der Kammer entfernt liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (16) eine Einrichtung zum Messen der Strömungsmenge des durch die Leitung fliessenden Gasgemisches liegt.

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