DE10060722A1 - Herstellung von Gasgemischen mittels Ink-Jet - Google Patents
Herstellung von Gasgemischen mittels Ink-JetInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
- B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
- B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
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Abstract
Die Vorrichtung zur Herstellung von Gasgemischen mit mindestens einer Komponente einer verdampfbaren Flüssigkeit, enthält eine Ink-Jet-Flüssigkeitsdosiereinheit mit Flüssigkeitsvorratskammer 5, Flüssigkeitsweg 6 (optional) und Flüssigkeitsdosierdüse 7, womit eine oder mehrere verdampfbare Flüssigkeiten in ein Gas oder einen Gasstrom dosiert werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Gas
gemischen mit Anteilen dampfförmiger, flüchtiger Komponenten.
Gasgemische mit Anteilen dampfförmiger, flüchtiger Komponenten werden
Ferner wird ein druckluftbetriebenes Dosiersystem für Geruchstoffe (Essenzen) in
der US 5 610 674 beschrieben, womit verschiedene Geruchstoffe gezielt in eine
Atemmaske abgegeben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
quantitativen, leicht und exakt reproduzierbaren Dosierung flüssiger Bestandteile
in einen Behälter mit einem Gas oder einen Gasstrom bereitzustellen.
Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 beschrie
benen Merkmalen.
Bei dem sogenannten Ink-Jet-Verfahren wird durch einen angelegten Span
nungsimpuls eine bestimmte Menge einer Flüssigkeit in der Regel unter Ausnut
zung des piezoelektrischen Effektes, eines magnetischen Effektes oder durch re
sistives Erhitzen durch eine Düse gespritzt. Das Verfahren ist von den Tinten
strahldruckern her bekannt. Die Dosierung von Flüssigkeit erfolgt beispielsweise
durch eine Düse eines Piezo-elektrischen Dispensers oder durch eine Düse eines
Dispensers mit Mikroventil (z. B. Mikromagnetventil). Flüssigkeitsdispenser, die in
eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eingebaut werden können, werden z. B. in
"Nachrichten aus der Chemie, Dezember 2000, Wiley-VCH, S. 1566-1567, be
schrieben, worauf hiermit bezug genommen wird. Es können mehrere Flüssig
keitsdispenser kombiniert werden, deren Düsen beispielsweise in einem Array
angeordnet werden. Insbesondere durch den Einsatz mehrerer Flüssigkeits
dispenser, die vorteilhaft mit einer Steuereinheit verbunden sind, können sehr
komplexe Präzisionsgasgemische hergestellt werden.
Das Ink-Jet-Verfahren wird erfindungsgemäß zur Herstellung von Gasgemischen
aus einem oder mehreren Gasen und dem Dampf mindestens einer Flüssigkeit
eingesetzt. Die Flüssigkeiten sind vorzugsweise flüchtig. Mit Hilfe des Ink-Jet-
Verfahrens wird eine Flüssigkeit in ein Gas (reines Gas oder Gasgemisch) sehr
genau dosiert. Es werden beispielsweise flüchtige, bei Raumtemperatur und Nor
maldruck flüssige Komponenten, wie flüssige Kohlenwasserstoffe (z. B. C5-
Kohlenwasserstoffe und höher), Aromaten, Alkohole, Ether, Ketone u. a. verwen
det. Mit Hilfe einer Vorrichtung auf Basis des Ink-Jet-Verfahrens lassen sich auf
einfache Weise durch Variation der Einspritzhäufigkeit oder Einspritzmenge einer
flüssigen Komponente, insbesondere einer leichtflüchtigen Komponente, Gasge
mische erzeugen. Z. B. erfolgt die Herstellung eines Gasgemisches mit dampfför
migen Anteilen einer leichtflüchtigen Komponente (VOC) durch Dosierung der
Komponente mittels "Ink-Jet" in einen Gasstrom (reines Gas oder Gasgemisch),
wobei die Gasströmungsgeschwindigkeit zur Einstellung der gewünschten Kon
zentration der flüchtigen Komponente in dem Gas in der Regel variiert oder ange
paßt wird.
Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Gasgemischen zur
Kalibrierung von Messgeräten und zur Herstellung von Prüfgasgemischen. Ferner
wird das Verfahren zur Parfümierung oder Aromatisierung von Gasen wie sauer
stoffhaltigem Gas, Sauerstoff oder Atemgasen eingesetzt. Zur Parfümierung oder
Aromatisierung werden z. B. oder flüchtige flüssige Duftstoffe oder Aromen einge
setzt (z. B. als Duftstoff-Konzentrat). Duftstoffe sind beispielsweise etherische Öle,
die im allgemeinen Terpene enthalten. Die Duftstoffe dienen z. B. zur Erzeugung
eines wohlriechenden sauerstoffhaltigen Gases. Die Duftstoffe können außer ei
nem angenehmen Geruch in der Anwendungskonzentration auch eine physiologi
sche oder andere vorteilhafte Wirkung aufweisen.
Die Vorrichtung und das Verfahren eignen sich insbesondere zur Herstellung von
kleinen Gasgemischmengen, z. B. zur Erzeugung eines Präzisionsgasgemisches
direkt vor Ort für einen direkten Verbrauch in einem Verbraucher (z. B. bei der
Kalibrierung in einem Meßgerät oder Analysengerät).
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Schema eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gasgemisches.
Von einer Druckgasquelle 1, z. B. eine Druckgasleitung oder eine Druckgasfla
sche mit einem Gas, wird Gas in der Regel zu einem Druckminderer 3 (optional)
geführt, wo der Druck des Gases auf einen niederen Druck (Gebrauchsdruck) re
duziert wird. Von der Gasquelle 1 führt eine Gasleitung 4 zu einem Verbraucher 9
(z. B. Meßgerät, Gasspeicher oder Abfülleinrichtung). An der Gasleitung 4 ist die
Flüssigkeitsdosiereinheit mit Flüssigkeitsvorratskammer 5 (z. B. Reservoir für
VOC), Flüssigkeitsweg 6 und Flüssigkeitsdosierdüse 7 angeordnet. Der Flüssig
keitsweg 6 kann entfallen, beispielsweise bei einem Flüssigkeitstank 5 mit integ
rierter Düse 7. Mit der Flüssigkeitsdosiereinheit wird Flüssigkeit in die Gasleitung 4
über die Düse 7 abgegeben. Die Flüssigkeitsdosiereinheit, insbesondere die Do
sierdüse 7, ist mit einer Steuereinheit 10 verbunden, die die Flüssigkeitsdosierung
steuert, z. B. über Spannungsimpulse. Die Flüssigkeitsdosierung erfolgt in der
Regel in einen Gasstrom. Der Gasstrom mit der zugemischten, verdampfenden
Flüssigkeit wird zu einem Verbraucher 9 geleitet. In der Gasleitung 4 kann eine
Mischstrecke oder Mischvorrichtung zwischen Mündung der Düse 7 und Verbrau
cher 9 angeordnet werden.
Bei der Herstellung von Prüfgasen oder Kalibriergasen wird das hergestellte Gas
gemisch in der Regel in Druckgasbehältern (z. B. Druckgasflaschen, Druckdosen
oder Druckgaspatronen) gespeichert. Zu diesem Zweck wird das Gasgemisch
verdichtet und in einen oder mehreren Druckgasbehältern abgefüllt. In Fig. 1 sind
dieser oder diese Druckgasbehälter als Verbraucher 9 bezeichnet. Zur Verdich
tung des Gasgemisches wird in der Gasleitung 4 z. B. ein Kompressor angeord
net.
1
Gasquelle (z. B. Druckgasbehälter oder Gasversorgung)
2
frei
3
Druckminderer
4
Gasleitung
5
Flüssigkeitsvorratskammer (z. B. Reservoir VOC)
6
Flüssigkeitsweg oder Flüssigkeitsleitung
7
Düse
8
frei
9
Verbraucher oder Gasspeicher
10
Steuerung
11
Steuerleitung
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Gasgemischen mit mindestens einer Kompo
nente einer verdampfbaren Flüssigkeit, enthaltend mindestens eine Ink-Jet-
Flüssigkeitsdosiereinheit (5, 6, 7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeits
dosiereinheit (5, 6, 7) eine Tintenstrahldruckerpatrone zugrunde liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits
dosiereinheit (5, 6, 7) zur Flüssigkeitabgabe direkt an einem Behälter, einem
Druckgasbehälter oder einer Gasleitung (4) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine Steuereinheit (10) für die Flüssigkeitsdosierung aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung eine Gasquelle (1) aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkeitsdosiereinheit (5, 6, 7) zur Flüssigkeitsdosierung mit einer Gas
leitung (4) verbunden ist, die zwischen einer Gasquelle (1) und einem
Verbraucher (9) angeordnet ist.
7. Verfahrung zur Herstellung von Gasgemischen mit mindestens einer Kompo
nente einer verdampfbaren Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß mittels
Ink-Jet-Verfahren ein oder mehrere verdampfbare Flüssigkeiten in ein Gas o
der einen Gasstrom dosiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hergestellte
Gasgemisch verdichtet und in einen Druckgasbehälter (9) abgefüllt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das herge
stellte Gasgemisch zu einem Meßgerät oder Analysengerät (9) geleitet wird.
10. Verwendung einer Vorrichtung auf Basis des Ink-Jet-Verfahrens zur Herstel
lung von Gasgemischen mit mindestens einer Komponente einer verdampfba
ren Flüssigkeit.
11. Verwendung nach Anspruch 10 zur Herstellung eines Kalibrier-Gasgemisches,
Prüfgasgemisches oder zur Parfümierung oder Aromatisierung eines Gases.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gasgemisch direkt vorort bei einem Verbraucher (9) erzeugt wird.
13. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstel
lung eines Gasgemisches.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das herge
stellte Gasgemisch in einem Druckgasbehälter abgefüllt oder einem Meßgerät
oder Analysengerät zugeführt wird.
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