<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von pulver-und pastenförmigen Bindemitteln mit Lösungsmitteln und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen breiige Massen erzeugt werden können.
Der Mischvorgang erfolgt mit propeller-, gelochten und ungelochten schaufel- oder stiftförmigen Mischern, wobei die breiigen Massen anschliessend weiterverarbeitet werden. Infolge der Trägheit neigt das Mischgut dazu, die kreisende Bewegung des Mischers mit auszuführen und die Rühr- oder Mischdauer zu verlängern. Um die Mischdauer zu verkürzen, werden in die Rührbehälter Prall- oder Leitbleche eingehängt oder/und mehrere entgegengesetzt rotierende Mischer eingebaut.
Das weiteren sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die es gestatten, breiige Massen direkt auf einer Formungsunterlage herzustellen, indem z. B. auf diese Bindemittel und Wasser aufgebracht werden.
Anschliessend wird mit einem Mischer über die gesamte Breite der aufgetragenen Massen durch oszillierend oder kreisförmig bewegte Stifte gemischt. Es können auch mehrere Mischersysteme hintereinander angeordnet sein, um den Mischvorgang zu beschleunigen.
Allen diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist gemeinsam, dass eine oder mehrere Mischvorrichtungen, in einem Rührbehälter angeordnete Prall- oder Leitbleche und Mischer sowie über Formungsunterlagen hängende Mischvorrichtungen in die breiigen Massen eingetaucht werden müssen, um den Mischvorgang zu bewirken.
Das Eintauchen der Mischvorrichtungen oder der Prallbleche in die breiige Masse hat zur Folge, dass die Mischvorrichtungen und Prallbleche häufig von anhaftenden und verfestigten Resten der breiigen Masse gereinigt werden müssen. Der Reinigungsprozess der mitunter kompliziert ausgebildeten Mischvorrichtungen ist zeitaufwendig und verzögert die Beschickungsfolge besonders bei in der Regel diskontinuierlichen Fertigungen. Damit wird zwangsläufig die Arbeitsproduktivität gesenkt und die Ausstossmenge des Erzeugnisses verringert. Bei fehlender oder ungenügender Wartung verursachen verklumpte Mischvorrichtungen, Prallbleche oder Behälter Schäden an der gesamten Rühreinrichtung. Losgelöste erhärtete Massen führen zu Verstopfungen der Abführleitungen und Folgeeinrichtungen zu Beeinträchtigungen des Erhärtungsvorganges oder zu fehlerhaften Produkten.
Besondere Schwierigkeiten entstehen, wenn in die ungleichmässig oder verklumpt aufgetragene breiige Masse eine Bewehrung aus Faservliesen eingelegt werden soll. An den mit Binde- oder Klebemitteln angereicherten Stellen dringt das Faservlies nicht oder nur ungenügend ein. Die Ursache davon ist ein Spalten des Produktes in der Faservliesebene oder ein Faseraustritt an der Oberfläche. Gleichzeitig entsteht durch die Verlagerung der Faservlies eine Festigkeitsminderung.
Noch störender wirkt sich die Reinhaltung von aus oszillierend oder kreisförmig bewegten Stiften bestehenden Mischvorrichtungen aus, die den Mischvorgang auf der Formungsunterlage ausführen. Da diese Mischerart vorwiegend bei kontinuierlich arbeitenden Fertigungsanlagen zur Anwendung gelangt, muss sogar der stetige Produktionsfluss wegen der Reinigung der Mischvorrichtungen unterbrochen werden.
Durch Klumpenansatz verunreinigte Mischer verschieben den gleichmässigen Binde- oder Klebemittelauftrag und unterbrechen so den kontinuierlichen Produktionsfluss. Zur Beseitigung von Klebeoder Bindemittelresten an den Mischvorrichtungen ist ein hoher maschinentechnischer Aufwand nötig, der nicht die Garantie bietet, dass die Mischvorrichtungen oder die Reinigungsapparatur selbst sauber gehalten werden kann. Die abgetragenen Teile können zu den bekannten Erscheinungen führen, wie Störung des Erhärtungsverlaufs, Minderung der Oberflächenqualität durch Anhäufungen an der einen und durch Fehlstellen an der andern Seite, Aufspalten der Erzeugnisse, Faseraustritt an der Oberfläche und Festigkeitseinbussen. Bei der Verwendung von Mischvorrichtungen, die den Mischvorgang z.
B.
<Desc/Clms Page number 2>
bei mehrschichtigen faserbewehrten Binde- oder Klebemittelschichten herbeiführen sollen, wirkt sich des weiteren nachteilig aus, dass Binde-oder Klebemittelschichten, die auf bereits faserbewehrte Schichten aufgetragen wurden, nicht oder nur geringfügig gemischt werden können, weil sich die eingetauchten Mischvorrichtungen in den faserbewehrten Schichten verfangen, die Stifte abbrechen oder die Bindeoder Klebemittelschichten verschieben und das Erzeugnis damit unbrauchbar machen. Der Mischvorgang mit Mischvorrichtungen auf Formungsunterlagen lässt auch nur eine ungenügende Mischung von Bindemittelschichten zu, die vor dem Auftrag mit Stapelfasern gemischt, trocken auf die Formungsunterlage ausgebreitet und anschliessend befeuchtet werden.
In diesem Fall werden die faserversetzten Bindemittelschichten je nach Faseranteil und Faserlänge vom Mischer aufgerissen oder von der Formungsunterlage abgestreift.
Ferner wirken sich Mischvorrichtungen mit bewegten Stiften nachteilig auf den Mischungsgrad und die Oberflächenqualität der der Formungsunterlage zugekehrten Seite aus, da die Stiftspitzen bei oszillierender oder kreisförmiger Bewegung nur linienförmig über die Formungsunterlage gleiten und Flächen der Bindemittelschichten zwischen den Stiftspitzen nahezu ungemischt bleiben. Ungemischte Flächenelemente der Bindemittelschicht neigen zur erhöhten Haftung des Bindemittels auch an der mit Trennmittel versehenen Formungsunterlage. Ausserdem werden die Formungsunterlagen durch Berührung mit der Mischvorrichtung bei längerem Einsatz beschädigt.
Zweck der Erfindung ist die kontinuierliche Produktion von aus verschiedenen Bindemitteln bestehenden Platten oder Profilen unter Vermeidung der bisher notwendigen Reinigungsarbeiten der Mischvor- richtungen und anderer Aggregate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen eine einwandfreie Mischung von Stoffen zu einer breiigen Masse erreicht wird, ohne dass eine direkte Berührung zwischen Mischgut und Mischvorrichtung erfolgt.
Erfindungsgemäss besteht das neue Verfahren darin, dass ein Gas bzw. ein gasförmiges Medium von einem Hauptrohr nach einem mit Austrittsöffnungen versehenen Strahlrohr geleitet wird und in Form eines Druckstrahles auf das Mischgut einwirkt. An Stelle der Strahlrohre können auch feststehende oder rotierende oder oszillierend bewegliche ebene oder gekrümmte Lochscheiben bzw. Lochplatten verwendet werden. Gemäss der Erfindung besteht der auf das Mischgut gerichtete Druckstrahl aus kalter bis warmer Druckluft und Gasen sowie allen Formen des Dampfes, so dass die Erhärtungsgeschwindigkeit der breiigen Masse beliebig gesteuert werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einem mit Austrittsöffnungen versehenen Strahlrohr, welches an einem Hauptrohr sternförmig beweglich oder fest angeordnet ist.
Die Strahlrohre sind auch durch Gummischläuche mit dem Hauptrohr bzw. mit einem Windkessel verbunden und neben- oder hintereinander, feststehend, kreisend oder oszillierend beweglich über einer Formgebungsunterlage angeordnet.
Bei Auftreffen eines einzelnen gerichteten flächig wirkenden Druckstrahles auf das Mischgut wird dieses seitlich weggedrückt und somit in Bewegung gesetzt. Die Mischung des Gutes kann durch zusätzliche Bewegung eines oder mehrerer Mischer auf gekrümmten Bahnen verstärkt werden. Der Druck des gasförmigen Mediums und die Mischgutfüllhöhe im Behälter oder auf der Formungsunterlage wird so hoch gewählt, dass die eindringenden Druckstrahlen in das Mischgut bis auf den Behälterboden oder/ und an der Behälterwandung oder auf der Formungsunterlage wirksam werden, um eine intensive Mischung herbeizuführen und gleichzeitig die Teile des Mischbehälters von anhaftenden Partikeln des Mischgutes frei zu halten.
Abgestimmt auf die Beschaffenheit und die Eigenschaften des Mischgutes und auf die gewünschte Erhärtungsgeschwindigkeit kann das unter Druck stehende gerichtete gasförmige Medium aus kalter bis warmer Druclduft und Gasen sowie allen Formen des Dampfes bestehen und übernimmt die Rolle der in die breiige Masse eingetauchten Elemente der bekannten Mischvorrichtungen, wie Stifte, Schaufeln u. a.
Ein einzelner Mischer in einem Rührbehälter kann z. B. aus einem senkrecht oder schräg um die Achse rotierenden Hauptrohr bestehen, an dem seitlich schräg nach oben gerichtete sternförmig angeordnete Strahlrohre mit nach unten austretenden Öffnungen für das gasförmige Medium angebracht sind. Es ist dabei zweckmässig, die Anzahl und den Abstand der Düsenöffnungen vom Hauptrohr und die Richtung der Druckstrahlen so zu wählen, dass eine vollständige Mischung der Mischgüter über die Behälterwandung zustande kommt. Eine besonders innige Mischung wird dadurch erreicht, dass die Druckstrahlen in einem spitzen Winkel auf das Mischgut bei gleichzeitiger Bewegung der erfindungsgemässen Vorrichtung auf einer gekrümmten Bahn geleitet werden.
Soll der Mischvorgang aus fertigungstechnischen Gründen bei schnell erhärtenden Binde- und Klebemitteln beschleunigt und der Reinigungsvorgang verstärkt werden, können an Stelle einer grösseren Anzahl von Austrittsöffnungen schräg auf das Mischgut einwirkende Schlitzdüsen vorgesehen werden. Dadurch wird das Mischgut wie durch einen Propellermischer aufgewirbelt. Gleichzeitig wird bei Verwendung von Schlitzdüsen, die auch leicht gekrümmt sein können, eine linienförmige Reinigung des Behälterbodens und der Bodenwandung erreicht. Zusätzlich kann durch geeignete Vorrichtungen eine taumelnde Bewegung erreicht werden, wodurch der Mischvorgang begünstigt und die Reinhaltung des Behälterbodens und der Behälterwandung durch das anprallende gasförmige Medium gewährleistet wird.
Es ist auch möglich, ähnlich der Funktion von Prall-
<Desc/Clms Page number 3>
und Leitblechen in Rühreinrichtungen, durch zusätzlich eingeleitete gasförmige Medien unter Druck, die der Strömungsrichtung des Mischgutes entgegenwirken, den Rührvorgang zu intensivieren. Die Rührintensität in Behältern mit mehreren Mischvorrichtungen kann durch entgegengesetzte Drehrichtung der einzelnen Mischvorrichtungen gesteigert werden. Es ist für Rührbehälter mit rotierenden Mischvorrichtungen typisch, dass das Mischgut infolge der auftretenden Fliehkräfte parabolisch an den Behälterwandungen ansteigt. Dadurch entstehen unterschiedliche Füllstandhöhen des Mischgutes im Behälter.
Wegen der unterschiedlichen Füllstandhöhen des Mischgutes ist es zweckmässig, den Druck des austretenden gerichteten gasförmigen Mediums an die jeweilige Füllstandhöhe anzupassen. Das geschieht dadurch, dass in der Nähe der Behälterwandungen Austrittsöffnungen oder Düsen mit kleineren Durchmessern gewählt werden, solange das Mischsystem von einer Erzeugungsquelle mit konstantem Druck gespeist wird. Es ist aber auch möglich, mehrere Ezeugungsquellen mit unterschiedlichen Drucken an die vorstehend beschriebenen Mischersysteme anzuschliessen, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Der Rührvorgang in einem Behälter kann mit Hilfe eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums auch dadurch erreicht werden, dass zwischen dem Mischgut und einer Erzeugungsquelle für das Medium eine gelochte oder geschlitzte, ebene oder gekrümmte, feststehende oder rotierende Scheibe mit gleichem Durchmesser wie der Rührbehälter angeordnet wird, durch deren Öffnungen das gasförmige Medium auf das Mischgut eingeleitet werden kann. Des weiteren lässt sich der Rührvorgang auch dadurch erreichen, dass z. B. über der feststehenden gelochten Scheibe eine Zuführleitung mit kleinerem Durchmesser als die Lochscheibe und der Durchmesser des Behälterdurchmessers z. B. auf einer Kreisbahn über dem Lochblech geführt wird und auf das Mischgut gerichtet ist. Es ist auch möglich, die Lochscheibe mit schräg eingesetzten Rund- oder Schlitzdüsen zu versehen.
Des weiteren ist es möglich, die Zuleitung von der Erzeugungsquelle mit kleinerem Durchmesser als der Durchmesser des Behälters zu wählen und die Zuleitung mit einer gelochten Platte abzudecken. Das Mischen wird dadurch erreicht, dass senkrecht oder schräg angeordnete Strahlrohre feststehend oder kreisend auf die gelochte Platte bzw. auf das Mischgut gerichtet und Gas unter Druck eingeleitet wird.
Die bei Rührbehältern angewandte Erfindung kann sinngemäss auch auf eine Mischvorrichtung übertragen werden, mit deren Hilfe die breiigen faserbewehrten oder nicht bewehrten oder beschichteten Mischungen direkt auf der Formungsunterlage gemischt werden. Das Element eines ein-oder mehrteiligen Mischersystems kann beispielsweise aus einem horizontal angeordneten Rohr bestehen, welches Ausströmöffnungen für das unter Druck stehende gasförmige Medium besitzt und oszillierende oder kreisförmige Bewegungen oberhalb des Mischgutes ausführen kann. Die Anzahl, der Abstand, die Form der Ausströmöffnungen oder Düsen am Rohr und die Einströmrichtung sowie der Gasdruck werden so gewählt, dass eine einwandfreie Mischung des Mischgutes zustande kommt.
Es ist auch möglich, Platten mit unterschiedlichen Schichthöhen zur Erhöhung des Widerstandsmomentes oder auch gewellt aufgetragene Schichten durch unterschiedliche Wahl des Gasdruckes und unterschiedlichen Abstand und Richtung der Ausströmöffnungen vom Mischgut, einen auf die Flächeneinheit bezogenen gleichmässigen Mischeffekt zu erzielen.
Der gleiche Mischeffekt kann auch mit einer feststehenden oder beweglichen gelochten oder mit Düsen bestückten Platte erzielt werden, welche zwischen dem flächig aufgetragenen Mischgut und einer Erzeugungsquelle angeordnet ist. Anzahl, Form, Abstand der Öffnungen zueinander und Abstand der Öffnungen zum Mischgut, Gasdruck, Durchmesser und Bewegung der Zuführungsleitungen für das Gas von der Erzeugungsquelle bis zur Lochplatte, abgestimmt auf die Schichtdicke und die Konsistenz der Masse, sind so regelbar, dass jede Schicht für sich und gegebenenfalls mit einer Bewehrung innig gemischt werden kann.
Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen : Fig. 1 die Mischvorrichtung für Behälter, Fig. 2 die Mischvorrichtung für Formgebungsunterlagen.
Beispiel l : Die Mischvorrichtung für Behälter besteht aus einem senkrechten Hauptrohr 1, welches durch einen Motor angetrieben wird. An dessen unterem geschlossenen Ende sind seitlich schräg nach oben gerichtete Strahlrohre 3 angebracht. Die Wandung des Hauptrohres 1 ist an den Berührungsstellen mit den Stahlrohren 3 durchbrochen. An den Stahlrohren 3 z. B. sind Austrittsöffnungen 2, schlitzförmige Düsen, angeordnet.
Ein Druckstrahl 4 kann durch Verstellung der Austrittsöffnungen 2 oder der Strahlrohre 3 so gelenkt werden, dass jeweils ein bestimmter bzw. mehrere Abschnitte des Mischgutes und des Behälters erfasst werden. Die Austrittsöffnungen 2 können beliebig gestaltet sein, z. B. als Schlitzdüse oder Runddüse. Bei Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung wird das Mischgut von keinen starren Elementen berührt, so dass eine Verschmutzung nicht möglich ist.
Beispiel 2 : Die miteinander zu mischenden Stoffe, z. B. Wasser und Gips, werden im Verhältnis von beispielsweise 10 : 12 nacheinander auf eine Formgebungsunterlage aufgetragen bzw. in einen Behälter gefüllt und durch einen aus einem gasförmigen Medium bestehenden Druckstrahl 4, z. B. Druckluft oder Dampf, mit einem Druck von mehr als 0, 2 atü in Bewegung gesetzt. Durch diese Bewegung erfolgt ein schnelleres Lösen des Gipses im Wasser, wodurch eine intensive und gleichmässige Mischung entsteht.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1