Дегазационное устройство для текучих сред и способ дегазации текучих сред

Дегазационное устройство для текучих сред и способ дегазации текучих сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение касается устройства и способа для дегазации текучих сред.

При производстве конструктивных элементов из волокнистых композитов применяются искусственные смолы. При этом важно, чтобы смола по возможности не содержала включений воздуха или, соответственно, пузырей, так как такого рода включения воздуха действуют на материал, ослабляя структуру.

То есть при этом должна осуществляться дегазация смолы. До сих пор смола заливается в смесительные емкости и перемешивается в вакууме. Дегазация материала происходит при этом только в области, близкой к поверхности.

Другой вариант дегазации смолы представляет собой так называемая дегазация тонкого слоя. Как уже указывалось выше, дегазация происходит, в частности, на поверхности, в то время как высокая вязкость смолы позволяет пузырям газа только медленно подниматься из глубины, и поэтому дегазация затруднена. В связи с этим необходимо большое время выдержки.

Альтернативно этому могут также применяться полупроницаемые пленки, чтобы обеспечивать возможность дегазации смолы.

В качестве общего уровня техники следует сослаться на WO 2003/064144 A1 и US 3,229,449 A.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является предусмотреть усовершенствованную непрерывную дегазацию смолы.

Эта задача решается с помощью устройства для дегазации текучих сред по п.1 формулы изобретения, а также с помощью способа дегазации текучих сред по п.9 формулы изобретения.

Таким образом, предусмотрено дегазационное устройство для текучих сред для дегазации текучих сред, в частности смол. Устройство имеет элемент подвода текучей среды для подвода текучей среды и элемент отвода текучей среды для отвода текучей среды. Между элементом подвода и элементом отвода предусмотрен по меньшей мере один структурный элемент для разрушения пузырей в текучей среде при протекании сквозь структурный элемент. Дополнительно или альтернативно этому может быть предусмотрен по меньшей мере один профильный элемент, по которому должна течь текучая среда. Дегазационное устройство для текучих сред имеет также первую камеру, в которую посредством элемента подвода текучей среды подается текучая среда. Первая камера имеет по меньшей мере один выполненный в виде нетканого материала структурный элемент. Устройство имеет также вторую камеру, которая примыкает к первой камере. Вторая камера имеет выполненный в виде решетки второй структурный элемент, по которому направляется текучая среда.

По одному другому аспекту настоящего изобретения предусмотрена перегородка между первой и второй камерами. Перегородка имеет по меньшей мере один зазор.

По одному другому аспекту настоящего изобретения устройство имеет третью камеру, которая примыкает ко второй камере и которая имеет по меньшей мере один выпуклый элемент.

По одному другому аспекту настоящего изобретения предусмотрена перегородка между второй и третьей камерами, которая имеет по меньшей мере один зазор.

По одному другому аспекту настоящего изобретения устройство имеет поворотную ось для поворота устройства.

По одному другому аспекту настоящего изобретения устройство имеет решетчатый элемент, который расположен вокруг элемента отвода текучей среды.

Изобретение касается также способа дегазации текучих сред, в частности смол. Для этого подается текучая среда, пузыри в которой разрушаются посредством пропускания текучей среды по меньшей мере сквозь один структурный элемент, и/или текучая среда направляется по меньшей мере по одному профильному элементу. Затем текучая среда может отводиться.

Изобретение касается также лопасти ветровой энергетической установки, которая изготавливается посредством смолы, дегазированной с помощью дегазационного устройства для текучих сред.

Ниже изобретение поясняется подробнее на примерах осуществления и со ссылкой на чертежи.

фиг.1: показан схематичный вид сечения дегазационного устройства для смолы;

фиг.2: показан схематичный вид сечения первого конца дегазационного устройства по одному из примеров осуществления изобретения;

фиг.3: показан схематичный вид сечения перехода между первой и второй камерами дегазационного устройства, показанного на фиг.1;

фиг.4: показан схематичный вид сечения другого перехода между второй камерой и третьей камерой дегазационного устройства, показанного на фиг.1; и

фиг.5: показан схематичный вид сечения детального фрагмента конца третьей камеры дегазационного устройства.

На фиг.1 показан схематичный вид сечения дегазационного устройства для смолы по первому примеру осуществления. Это устройство служит для дегазации и может при этом предусматриваться с поворотной опорой 300, посредством которой дегазационное устройство может регулироваться. За счет степени наклона может регулироваться скорость течения смолы. Наклон устройства может при этом регулироваться от 1 до 10% и определяет толщину слоя смолы и время выдержки в вакууме, то есть в итоге качество дегазации.

Подлежащая дегазации смола через штуцер 12 вводится в первую камеру 150. Затем смола течет через вторую камеру 160 в третью камеру 190, чтобы затем стекать через слив 310. В первой камере 150 смола течет из подводящего штуцера 12 сквозь нетканый материал 100 ко дну первой камеры 150, чтобы через первый зазор 200 или, соответственно, отверстие в первой стенке 210 между первой и второй камерами 150, 160 течь во вторую камеру 160. Во второй камере натянуто несколько решеток 180. Смола должна течь сквозь решетки 180, так чтобы в смоле могли удаляться пузыри. Через второй зазор или, соответственно, отверстие 201 во второй стене 211 между второй и третьей камерами 160, 190 смола течет в третью камеру 190. В третьей камере 190 предусмотрено множество профилей 220, по которым течет смола. Таким образом, в третьей камере близкая к поверхности область смолы увеличивается, что положительно сказывается на дегазации. В конце третьей камеры 190 предусмотрен слив 310, через который дегазированная смола может снова стекать.

На фиг.2 показан схематичный вид сечения первого конца (фрагмент F) дегазационного устройства, показанного на фиг.1. Смола вводится через ввод (штуцер) 12 в емкость, т.е. в первую камеру 150. Под вводом 12 предусмотрен по меньшей мере один слой нетканого материала 100. Нетканый материал 100 должен быть при этом выполнен таким образом, чтобы смола могла медленно протекать сквозь него. Благодаря структуре нетканого материала, из смолы могут, таким образом, уже удаляться первые пузыри. Смола течет, таким образом, сквозь нетканый материал 100 и через первый зазор или, соответственно, отверстие 200 в первой стенке 210 из первой камеры 150 во вторую камеру 160.

На фиг.3 показан детальный вид фрагмента E, указанного на фиг.1, т.е. перехода между первой и второй камерами 150, 160, показанного на фиг.1. Во второй камере 160 множество поперечин 170 расположено соответственно на крыше и на дне камеры 160. Между соответствующими поперечинами 170 натянуты решетки 180, которые, например, имеют размер ячейки, равный нескольким миллиметрам. Текущая через первое отверстие 200 в первой стенке 210 во вторую камеру 160 смола должна преодолеть первую поперечину 170 на дне камеры, и течет, таким образом, через эту поперечину 170, так что смола при стекании вниз с поперечины 170 должна течь сквозь решетку 180. Дополнительно поперечины 170 могут в виде опции иметь зазоры 206 на дне второй камеры 160. Таким образом, благодаря предусмотренным поперечинам 170 достигается, что смола у поперечин 170 течет вверх, так что поверхность смолы увеличивается, что приводит к улучшению дегазации. Кроме того, смола должна при течении вниз от поперечин 170 течь сквозь решетки 180, которые способствуют дополнительной дегазации смолы.

Первый зазор 200 может при этом выбираться относительно узким, чтобы за счет этого получать относительно тонкий слой смолы, так чтобы пузыри оказывались в близкой к поверхности области. Посредством температуры может регулироваться вязкость или, соответственно, скорость течения. Решетки 180 могут быть также выполнены многослойными. Решетчатая структура может быть при этом выполнена из полимерного волокна или металла, притом что обеспечивается, чтобы решетка не размягчалась или, соответственно, не растворялась смолой.

Таким образом, структура решетки представляет собой один из параметров при дегазации смолы. Поперечины 170 необязательно должны заканчиваться непосредственно дном левой камеры 160, а между поперечинами и дном левой камеры 160 могут также иметься зазоры, так что пропускная способность при дегазации смолы может увеличиваться.

На фиг.4 показан фрагмент D, указанный на фиг.1, т.е. переход между второй камерой 160 и третьей камерой 190, которая примыкает слева ко второй камере 160. Вторая перегородка 211 между второй камерой 160 и третьей камерой 190, в свою очередь, имеет второй зазор 201 на своей нижней стороне. Таким образом, смола снова принуждается к тому, чтобы течь через этот узкий второй зазор 201, благодаря чему поверхность или, соответственно, близкая к поверхности область дополнительно увеличивается.

В третьей камере 190 расположены профили 220 таким образом, что смола должна течь по профилям, так что происходит дополнительное увеличение поверхности или, соответственно, близкой к поверхности области смолы. Предпочтительным образом профили 220 располагаются в перевернутом положении так, чтобы смола могла течь по ним. Профили могут быть выполнены выпуклыми. Третья камера 190 может разделяться несколькими перегородками 212-215 в каждом случае с зазором 202-205. В каждой из разделенных камер расположен по меньшей мере один профиль 220. Благодаря тому, что между камерами или, соответственно, участками в другой камере 190 выполнены лишь очень узкие зазоры 202-205, только небольшое количество смолы течет через зазор 202-205, так что смола может застаиваться перед зазором, т.е. происходит застой 230 смолы. Благодаря тому, что по кромкам профилей 220 течет лишь тонкая пленка смолы, близкая к поверхности область увеличивается, что положительно сказывается на дегазации.

На фиг.5 показан фрагмент H, указанный на фиг.1, т.е. левый вырез левого конца третьей камеры 190. Здесь показан сливной штуцер 310, который находится не внизу в дне, а был поднят таким образом, что отчерпывается только крайний верхний слой смолы. Дополнительно может еще предусматриваться другая решетка 320, чтобы удалять из смолы дополнительные пузыри.

С помощью такого рода устройства может обеспечиваться дегазация значительно больше 90% смолы. Все устройство эксплуатируется в вакууме. При этом давление составляет приблизительно около 10 мбар.

Смола, которая была дегазирована посредством описанного выше дегазационного устройства для текучих сред, может применяться для изготовления лопасти ротора ветровой энергетической установки. Альтернативно этому смола, дегазированная посредством дегазационного устройства для текучих сред, может также применяться для изготовления компонентов ветровой энергетической установки.

1. Дегазационное устройство для текучих сред для дегазации текучих сред, в частности смол, включающее в себя:элемент (12) подвода текучей среды для подвода текучей среды,элемент (310) отвода текучей среды для отвода текучей среды, ипо меньшей мере один структурный элемент (100, 180) для разрушения пузырей в текучей среде, сквозь который пропускается текучая среда между элементом (12) подвода и элементом (310) отвода, и по меньшей мере один профильный элемент (220), по которому направляется текучая среда между элементом (12) подвода и элементом (310) отвода,первую камеру (150), в которую текучая среда подается посредством элемента (12) подвода текучей среды, снабженную по меньшей мере одним выполненным в виде нетканого материала структурным элементом (100),вторую камеру (160), которая примыкает к первой камере (150), снабженную по меньшей мере одним выполненным в виде решетки вторым структурным элементом (180), по которому направляется текучая среда.

2. Устройство по п.1, у которого перегородка между первой и второй камерами (150, 160) имеет по меньшей мере один зазор (200).

3. Устройство по п.1 или 2, включающее в себя также третью камеру (190), которая примыкает ко второй камере (160), снабженную по меньшей мере одним выпуклым элементом в качестве профильного элемента (220).

4. Устройство по п.3, у которого перегородка между второй и третьей камерами (160, 190) имеет по меньшей мере один второй зазор (201).

5. Устройство по п.1 или 2, имеющее поворотную ось (300) для поворота устройства.

6. Устройство по п.1 или 2, включающее в себя также решетчатый элемент (320), который расположен вокруг элемента (310) отвода текучей среды.

7. Способ дегазации текучих сред, в частности смол, включающий в себя следующие этапы:подвод текучей среды,разрушение пузырей в текучей среде посредством пропускания текучей среды сквозь по меньшей мере один выполненный в виде нетканого материала структурный элемент (100) в первой камере (150) и посредством пропускания текучей среды сквозь выполненный в виде решетки второй структурный элемент (180) инаправление текучей среды по меньшей мере по одному профильному элементу, иотвод текучей среды.