JP2016519634A - 特にペースト状の液体が入った容器の密封及び真空引きを実施する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内部空間が、シリンダー状の内側輪郭を有する容器に入った、特に好ましくはペースト状の液体を密封し、真空引き、又はガス加圧を実施する装置であり、これは、前記装置の外周に配置され、容器のシリンダー状の内部輪郭内に周囲をシーリングした状態で挿入可能に適合されており、且つ、前記装置の外側と前記装置の内側を区画するシーリングと、前記装置の外側に配置され、且つ、これに排気ポンプを接続できるように構成された連結手段と、連結手段と配管接続された前記装置の内側の開放気泡の多孔性の壁とを有している。代表図：図１

Description

本発明は、内部空間が、シリンダー状の内側輪郭を有する容器に入った、特に好ましくは粘度の高い液体を密封し、真空引き（又はガス加圧）を実施する装置に関する。

ペースト状（高粘度）の（多くの場合、攪拌されず（される必要なく）、通常鋼板製のシリンダー状の樽に保管および運搬のために相安定的に充填されている）マテリアルを、加工の際に、ポンプ（通常、高粘度液体用の特殊なポンプ）によって樽から取り出すことは、例えば、プラスチック製造並びにプラスチック加工などの分野のプロセスエンジニアリングにおける既知の課題である。該マテリアルは、自然には平坦化しない、すなわち、自重では、平坦・水平な液面を形成できないほど粘度が高いため、所謂「Ｆａｓｓｆｏｌｇｅｐｌａｔｔｅ（ドイツ語／樽を追従するプレート）、（以下、バレル・フォロー・プレートと呼ぶ）」が、採用される（そして通常、供給ポンプは、この上に設置される）。即ち、該バレル・フォロー・プレートは、該フォロー・プレートをバレルの周囲全体においてシールするシールリングを備えた（本来のバレルの蓋を取り外した後に）該樽内に設置される蓋状の手段である。これにより、液面を密封するリジッドな蓋が形成され、これが、樽容器と共に、液体を完全かつ気密に封鎖している。該バレル・フォロー・プレートは、能動的にマテリアルに押し付けられる、及び／又は、マテリアルを取り出す際に自重で摺動下降する。ここで用いられる容器は、一般的に、内部空間がシリンダー状、特に、円形シリンダー状の（場合によっては、補強のための縦方向のカシメのある）内部輪郭を有する樽（バレル）であるが、その内部輪郭は、内部空間の外部開口部、即ち、樽口に、通常、細くなることなく合流している。

いずれにせよ、高粘度の液体をポンプするにあたっては、特に、これに使用されるポンプの特性にとっては、液体内に、即ち、特に樽内とバレル・フォロー・プレートの下に、できれば全く空気が存在しない、あるいは、可能な限り少量の空気しか残っていないと言うことが重要である。

その結果として、工業的プロセスにおいては定期的に実施せざるを得ない、即ち、空になった樽を新しい樽に交換するにあたって、バレル・フォロー・プレートを取り付ける際には、供給ポンプ／計量ポンプ内に空気が侵入しないということを確実なものにしなければならないと言う問題が発生する。樽は、通常、満杯には充填されていないため、マテリアル表面からバレル・フォロー・プレートの取付面（樽の蓋口）の間にある程度の空気が存在している。この空気は、従来の技術では、ネジ付きロッドのような手動開閉手段を備えた穿孔や、手動式、又は、空圧作動式、及び／又は、電動式のボールバルブなどエア抜き手段から放出される。該エア抜き手段は、バレル・フォロー・プレートが樽に挿入される際に開けられる。そして、発生する空気圧が、該エア抜き手段から放出される。しかしこの方法では、前回の樽交換の際のマテリアルがエア抜き手段内に残存し、流れ出す空気によって該マテリアルが押し出される可能性があるため、開始時点において既に、マテリアルがエア抜き手段から外に噴出する危険性がある。更には、空気が突然放出されることにより、バレル・フォロー・プレートが、制御されることなく急に降下することもあり得る。また、該エア抜き手段は、全く空気がなくなるまで解放されていなければならないため、ユーザーが、例えば、エア抜き手段から出てくるマテリアルを受けるカップを交換するためなど、樽内に手を入れることを多くのケースにおいて回避できないことは周知の事実である。即ち、バレル・フォロー・プレートが、突然降下したり、マテリアルが噴出したりすれば、ユーザーが重症を負うこともあり得る。

空気がシステム内に存在することは、エアキャビティの量と大さがある程度以上になると供給ポンプがシステム内のマテリアルを圧縮できなくなる、及び／又は、侵入した空気が、混合比の問題を引き起こす、更には、プロセス停止の原因になり得ることから、プロセスエンジニアリング的に非常に不利なことである。よってユーザーは、周知のごとく、システム内に空気が存在していないことを確実なものとするために、エア抜き手段から大量のマテリアルを取り出さざるを得ない（要するに、損失せざるを得ない）。

即ち、本発明は、特に好ましくはペースト状の液体を容器内で密封、真空引き、又はガス加圧を実施するための、プロセスに適し、ユーザーに使いやすく、且つ、低コスト、更には、特に上記のような欠点が解消された、装置を提供すると言う課題に基づくものである。

該課題は、請求項１記載の特徴を持つ装置によって達成される。尚、好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る装置は、特に好ましくはペースト状の液体を容器内で、例えば、冒頭に記されているプロセスエンジニアリング行程において、密封、真空引き、又はガス加圧を実施するためのものである。この際、本発明は、装置の取付、及び、特に、容器の交換の際に、システム内への空気の侵入、噴出の危険、マテリアルの損失、並びに、ユーザーの危険を回避する。

本発明にかかる装置は、装置の周囲に配置される、容器のシリンダー状の内部輪郭（特に上記のごとき容器）に対して周囲を密封するように挿入可能に適合されたシーリングを有している。本発明にかかる装置がそれに対して適合された該容器の内部輪郭は、容器外部への開口部に、特に好ましくは、細くなること無くつながっている。内部輪郭は、好ましくは、円形シリンダー状である；特に好ましくは、ロックリング式の蓋を有する壁が滑らかなスチール鋼板製の（普及している形態では、直径５７２ｍｍの）樽の輪郭である。本発明がそれに対して適合された内部輪郭は、カシメ（又は、例えば、樽の強度を増すための他のストラクチャー）を、特に好ましくは、シリンダー軸方向に、有している。これに対しては、好ましくは、シーリングが、例えば、該ストラクチャーの形状に柔軟性をもってピッタリと密着することによりマッチングされる。

本発明にかかる装置のシーリングは、該装置の外側と該装置の内側を区切るものである。該装置の外側には、その上に真空ポンプを（直接的に）接続できるように構成されている連結手段が、配置されている。尚、該連結手段には、（間接的に）真空ポンプと配管を介して接続されている配管が接続されても良い。「真空ポンプ」乃至「排気ポンプ」とは、気体を運搬するためのポンプ、乃至、装置であり、これは、負圧を、及び／又は、（特に、上記プロセスにおいて空になった樽から取り外すために）正圧も発生させることができるように構成されている。尚、正圧は、作業現場に装備されていることが多々ある圧縮空気網から供給することもできる。

該装置は、本発明では、該装置の内側に開放気泡の多孔性の壁を有しており、これが、連結手段と配管によって接続されている。該多孔性マテリアルは、吸引されるべきガス（特に、空気）を通過させるが、特に、ペースト状のマテリアルに対しては、ある種、ラビリンスシールとして機能する。該多孔性の壁は、例えば、ビーレフェルト市のＨｏｈｎｅｎ＆Ｃｏ社製のＭｅｔａｐｏｒ（登録商標）など、アルミニウム粒子・エポキシ樹脂・複合材料製であることが好ましい。但し、空気を通過させるが液体は通過させない（即ち、開放気泡の多孔性の）全てのマテリアル、及び、ストラクチャーが、適していることは、言うまでもない。例えば、Ｇｏｒｅｔｅｘ（登録商標）など不折布も考えうるが、自らは形状が安定しないマテリアルやストラクチャーの場合、形状を維持する支持ストラクチャーが必要となる。

装置の内側から外側への空圧による通過が、可能な限り絞られることなく、特に好ましくは、開放気泡の多孔性の壁から配管接続への移行部では、設定された圧力が低下することなく実施できるように、多孔性の壁は、移行部空間において、連結手段との配管接続部内に入り込んでいることができるが、該移行部空間は、接続配管よりも大きい断面を有していることが好ましい。

これにより、バレル・フォロー・プレートを取り付ける際に、直接的に該バレル・フォロー・プレートを介して、容器内（特にマテリアル表面上）の、マテリアル内の（特に、マテリアル表面付近の空気だまりや気泡）、（供給／計量）ポンプ内の、更には、可能な限りマテリアルを供給する配管内の空気も吸引されることができる。

当初、表面付近にはなかったが、マテリアルを取り出していくにつれ上昇してきたマテリアル内の空気だまりを取り除くために、本来のマテリアル取り出しの際、即ち、作業中に容器からマテリアルが取り出されている間、恒常的に、又は間隔を置いて真空引きを実施することも可能である。

真空ガス抜きを、真空ポンプによる空気の吸引を広面積に行うことを可能にするも、ペースト状のマテリアルは、（小さな、好ましくは、１ｍｍ未満の細孔径のおかげ、更には、「迷路（ラビリンス）」のような開放気泡の多孔性マテリアルのおかげで）それに侵入できず、決して通過することはない「通気性」マテリアルと組み合わせて実施することによって、これまで従来のガス抜きにおいては、確認事項として必須であった（常に、結果としてマテリアル損失につながっていた）マテリアルの排出を阻止することが可能になった。更には、樽交換の際の装置付近での人による作業も必要なくなったため、このような作業に付帯するリスクを回避することが可能になった。

該多孔性の壁には、シーリングされるマテリアルの粘度と相安定性には依存するも、０．０００１から１ｍｍの平均細孔直径が、適していることが示された。即ち、水程度の粘度の（又は、粘度は高いものの相が安定しておらず、排気減圧下、水程度の粘度の相が、分離する）マテリアルには、０．００１から０．０１ｍｍの平均細孔直径が適しているが、粘度が５００００から２０００００ｍＰａｓのペースト状液体、例えば、Ｒａｍｐｆ Ｔｏｏｌｉｎｇ社製のＲａｋｕ−Ｔｏｏｌ（登録商標） ＣＰ−６０７０や他のメーカーの類似するマテリアルには、０．１から１ｍｍの平均細孔直径が適している。

同じ本発明にかかる連結手段を介して、（例えば、空になった樽を満杯のものに交換する際に）容器から装置を（例えば、油圧式、空気圧式、又は電動式のアクチュエータを用いて）取り出す際には、バレル・フォロー・プレートの取り出しによって減圧され、取り外しを阻害しないように、空気を送り込むことも可能である。また、能動的な「空気圧による」装置の取り出しを、装置の下方に空気を送り込み−特に好ましくは、アクチュエータとフォロー・プレートの下に圧縮空気を送り込むことの組み合わせにより、該装置を容器から押し出すことも考え得る。

多孔性の通気性を有する（ある種、流れ出す空気のデフューザとして機能する）マテリアルを介して、空気を広面積に送り込むことにより、取り出しの際の飛散も阻止できる。

本発明とこれに対して適応された制御とを組み合わせることにより、バレル・フォロー・プレートの全自動での挿入・取り出しを安全且つ問題の無い、マテリアルの損失がないためにコストを削減できる標準プロセスとすることが可能になる。例えば、２コンポーネント、又は複数コンポーネント製のプラスチックの工業的混合プロセスなど用に普及している特に好ましくはシリンダー状のロックリング式の蓋を有する樽などの樽交換も、マテリアルを損失することなく、且つ、優位に高められた安全性において実施できる。

本発明の上記の並びに更なる長所と特徴を、本発明の実施例の図に基づいて更に記述する。

樽に取り付けられる、本発明に係る装置とこれに直接取り付けられた供給ポンプユニットの側方断面図である。

図に示されている装置２は、容器６内の特にペースト状の液体４をシーリングし、真空引きする、又はガス圧をこれにかける役割を果たすものである。

装置２は、円形のゴムシーリング８を有しており、これは、装置２の周囲に直接配置されている。またこれは、四つの隣接して設けられた周方向外側に突出している段階的に直径の異なるひだ状リング１０を有している（尚、全ての他の種類やデザインのシーリング、例えば、ソリッドな、又は中空（ホース状）断面の一本、又は複数本のシーリングも考え得る。）。スチール鋼板製樽６の円形シリンダー状内部輪郭１２の周囲を密封できるようにシーリング８は、適合されている。本発明に係る装置２がそれに合わされている樽６の内部輪郭は、細くされることなく、スチール鋼板製蓋付き樽の外側への樽口１６につながっているが、樽口１６は、その内部に充填された高粘度マテリアル４の保管と運搬のために、鋼板製蓋とロックリング（図示せず）によって閉鎖されることができる。

装置２のシーリング８は、装置２の外側１８と装置２の内側２０を区切るものである。外側１８には、連結手段２２が、内ネジ２２として配置されている。連結手段２２には、空圧式ポンプ（電動式、空圧式真空ポンプ、図示せず）をつなぐことが可能な配管（図示せず）を接続（即ち、ねじ込む）ことができる。該ポンプは、負圧を発生できる、並びに、（特に好ましくは、空になった樽６を装置２から取り外す際に）正圧を発生できるように構成されている。尚、連結手段２２を介しては、従来の圧搾空気網（図示せず）からの空気圧を導入することも可能である。

装置２は更に、表面のリング状の領域２６を装置２の内側２０を形成している開放気泡の多孔性の壁２４も有している。該多孔性の壁２４は、連結手段２２と配管接続２５されている。多孔性マテリアル２４は、吸引されるべきガス２８（特に、空気）を通過させるが、特に、ペースト状のマテリアル４に対しては、ある種、ラビリンスシールとして機能する。該多孔性の壁２４は、平均直径０．４ｍｍのアルミニウム粒子・エポキシ樹脂・複合材料から構成されている。高粘度マテリアル４は、例えば、Ｒａｍｐｆ Ｔｏｏｌｉｎｇ社製のＲａｋｕ−Ｔｏｏｌ（登録商標） ＣＰ−６０７０である。

装置２の内側２０から外側１８への空圧による通過が、可能な限り絞られることなく、特に好ましくは、開放気泡の多孔性のマテリアル２４から接続手段２２への配管接続２５との移行部では、設定された圧力が低下することなく実施できるように、多孔性のマテリアル２４は、軸方向に隣り合って配置され周方向内側に多孔性マテリアル２４内に伸びる四本のリング状チャンネル３０として構成されている移行部空間によって、配管接続２５、即ち、接続手段２２と接続されているが、リング状チャンネル３０は、軸方向チャンネル（図示せず、周上に分散配置されている）をつないでいる。使用されている多孔性成形部材２４は、マテリアルも、圧縮空気も、多孔性成形部材２４を通らない移行部空間３０への「他の道」を探せないように、即ち、多孔性成形部材２４を介してのみ行きつけるように、継ぎ目の溝の中に設けられたシーリング・リング３３によって本体３４に対してシーリングされている。

ユニット３２は、これによって粘性の液体４が確実に、且つ、空気を含むことなく樽６から取り出されることを可能にするための供給ポンプの構成部品の一つである。取り出しは、バレル・フォロー・プレート２を取付け、装置２と粘性液体４の（示されている如く、水平ではない）表面との間の、並びに、ポンプユニット３２の配管チャンネルからの空気２８を真空引きした後に実施される。

全体として、装置２と樽６は、軸３４を中心として回転対称であり、上記の如き樽６へのバレル・フォロー・プレート２の挿入の際には、これらは、共通の軸３４に対して互いに回転対称に揃えられる。樽６は、樽口がある樽６の上部の端の部分のみが図示されている。樽の底を含む樽の下部は、図の大きさを小さくするために、省略した。

Claims (7)

1. 内部空間が、シリンダー状の内側輪郭を有する容器に入った、特に好ましくは粘度の高い液体を密封し、真空引き、又はガス加圧を実施する装置であって、
   前記容器の内部空間は、シリンダー状の内部輪郭（１２）を有し、
   前記装置（２）の外周に配置され、容器のシリンダー状の内部輪郭（１２）内に周囲をシーリングした状態で挿入可能に適合されており、且つ、前記装置（２）の外側（１８）と前記装置（２）の内側（２０）を区画するシーリング（８）と、
   前記装置（２）の外側（１８）に配置され、且つ、これに排気ポンプを接続できるように構成された連結手段（２２）と、
   連結手段（２２）と配管接続（２５）された前記装置（２）の内側（２０）の開放気泡の多孔性の壁（２４）と、
   を備えることを特徴とする、特に好ましくは粘度の高い液体を密封し、真空引き、又はガス加圧を実施する装置。
2. 開放気泡の多孔性の壁（２４）は、０．０００１から１ｍｍの間の平均細孔直径を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 開放気泡の多孔性の壁（２４）は、粘度が５００００から２０００００ｍＰａｓの間の高粘性液体を止めるために、０．１から１ｍｍの間の平均細孔直径を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記多孔性の壁（２４）は、アルミニウム粒子・エポキシ樹脂・複合材料から構成されていることを特徴とする請求項１から３のうち何れか１項に記載の装置。
5. 前記多孔性の壁（２４）は、移行部空間を介して連結手段（２２）を有する配管接続（２５）へと移行していることを特徴とする請求項１から４のうち何れか１項に記載の装置。
6. 前記シーリング（８）は、容器の円形シリンダー状の内部輪郭（１２）内に、周囲をシーリングできるように挿入可能に適合されていることを特徴とする請求項１から５のうち何れか１項に記載の装置。
7. 前記シーリング（８）は、ロックリングを有する滑らかな壁のスチール鋼板製蓋付き樽（６）の円形シリンダー状の内部輪郭（１２）内に、周囲をシーリングできるように挿入可能に適合されていることを特徴とする請求項１から６のうち何れか１項に記載の装置。

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