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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Mischung von Pigmenten und Extendern mit Bindemittellösungen
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Verstärkereinrichtungen kombiniert.
Die erfindungsgemässe Durchführung der Mischung von Flüssigkeiten mit Pulvern, z. B. die Mischung von Pigmenten mit Bindemittellösungen zum Zweck der Anstrichstoffherstellung, hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren grosse Vorteile. Durch die kontinuierliche Führung der Mischung ist es möglich, ein kontinuierlich arbeitendes Feindispergiergerät aus nur einem Mischbehälter, in dem ein Rührwerk ständig arbeitet, zu versorgen. Da ausserdem das zu mischende Gut auf einen stets im besten Mischeffekt befindlichen Prozess gegeben wird, ergibt sich, dass Mischbehälter und Rührer gegenüber einer diskontinuierlichen Anlage gleichen Durchsatzes enorm verkleinert werden können.
Bei Verwendung eines Mischbehälters von etwa 31 Inhalt lassen sich pro Stunde 200 kg einer hochkonzentrierten Pigmentpaste mischen, aus der etwa 400 kg Anstrichstoff hergestellt werden können, wogegen bei einer diskontinuierlichen Mischungsanlage ein Mischbehältervolumen von 150 bis 2001 benötigt wird. Die Mittel für die exakte automatische Dosierung sind sehr einfach. Die Regelung des Flüssigkeitszuflusses kann z. B. mit einer normalen Zahnradpumpe vorgenommen werden, deren Antriebsmotor in der Drehzahl durch die Messung der Mischungszusammensetzung bestimmt wird. Analog ist es mit dem Pulverzufluss. Es entfällt also jegliche spezielle Dosierungsrichtung, wie Dosierpumpen, Waagen u. ähnl. Es muss lediglich verlangt werden, dass die Fördermittel für den Materialzufluss sich in der Förderleistung regeln lassen, was z.
B. auf einfache Weise durch Änderung von Stromstärke oder-spannung der als Antriebsmittel dienenden Elektromotore zu leisten ist. Auch die Umsetzung der Messung der Mischungszusammensetzung in Änderung der Förderleistung ist mit einfachen Mitteln, Impulsdichtemesser, Gleichstromverstärker, Magnetverstärker, auszuführen.
Die erfindungsgemässe Durchführung der Mischung von Pulvern und Flüssigkeiten zum Zweck der Herstellung von Anstrichstoffen od. ähnl. Produkten ist also gegenüber den bekannten Verfahren mit wesentlich geringerem technischem Aufwand bei wesentlich geringerem Raumbedarf möglich.
Ausserdem treten wesentliche Einsparungen an Energie und Arbeitskräften auf und die Reinigung der Anlage ist durch die kleinen Oberflächen, die das Mischgut berührt, leichter und schneller durchzuführen.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass der Messwert, der die Dosierung steuert, von der unmittelbar interessierenden Grösse, der Mischgutzusammensetzung, abgenommen ist. Dadurch sowie durch die berührungslose Messung und die Einfachheit der technischen Mittel zur Steuerung, ist bei geringem Bedienungsaufwand eine hohe Funktionssicherheit der Anlage gegeben. Die Herausführung des Messwertes auf ein registrierendes Anzeigegerät ist ebenso einfach zu verwirklichen wie die Anbringung von Warn-und Sicherheitsvorrichtungen für den Fall des Abweichens von vorgeschriebenen Arbeiten.
An Hand des in der Zeichnung dargestellten Schemas der Vorrichtung soll das Verfahren und die Funktion der Vorrichtung näher erläutert werden. In einem Mischbehälter --1-- von etwa 31 Fassungsvermögen, wird ein Scheibenrührer--2--von einem Elektromotor angetrieben. Die Bindemittellösung wird von der Zahnradpumpe-4-, die ebenfalls von einem Elektromotor angetrieben wird, durch das Rohr-3-in den Mischbehälter-l-gegeben. Das Pigment wird durch das Rohr --5-- mittels eines Vibrators-6-dem Mischbehälter-l-zugefuhrt. Die Mischung wird von der Pumpe --9-- durch die Messstrecke-7-in das Puffergefäss--10-gefördert.
Mit dem Messkopf --8-- wird durch ss, Rückstreuung die Zusammensetzung des Mischgutes
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einer Drehzahländerung der Pumpe --4-- Anlass gibt, die zu der erforderlichen Korrektor des Bindemittelzuflusses führt.
Beim Ansteigen oder Absinken der Füllhöhe des Mischbehälters-l-in unzulässigem Masse
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Weiterverarbeitungsstufe der gemischten Paste zu viel oder zu wenig Mischgut aus dem Puffergefäss --10-- entnommen, so bewirken die Füllstandsfühler --16-- über das Relais --17-- eine Veränderung der Leistung des Vibrators und damit eine geringere oder stärkere Pigmentzufuhr zum Mischbehälter Das führt in der oben geschilderten Weise, um die Konstanz der Mischung beizubehalten, zur entsprechenden Änderung des Bindemittelzuflusses und damit zur Anpassung der produzierten Mischgutmenge an die Erfordernisse der nachgeschalteten Weiterverarbeitungsstufe.
Im folgenden wird ein konkretes Ausführungsbeispiel angeführt : Es soll eine Mischung von 60 Gew.-Teilen Ti02 und 40 Gew.-Teilen einer 50%igen Lösung von Alkydharz in Testbenzin hergestellt werden. Bei Verwendung eines Mischbehälters-l--von etwa 31 Inhalt, der mit einem
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schnellaufenden Scheibenrührer--2--von etwa 250 W Leistungsaufnahme ausgerüstet ist, stellt man eine Pigmentzuführung von etwa 120 kg/h ein. Dem entspricht ein Lösungszulauf von 80 kg/h, um die gewünschte Zusammensetzung zu erreichen. Aus der Mischung beider Komponenten entstehen etwa 1101 Paste in der Stunde. Die Verweilzeit des Mischgutes im Mischer --1-- beträgt ungefähr 1, 6 min.
Das Gemisch fliesst dann durch die Messstrecke --7-- und wird mittels ss-Rückstreuung auf die richtige Zusammensetzung geprüft, die z. B. bei einem Wert von 6000 Imp/min gegeben sei.
Wenn nun z. B. durch Haften des Ti02 im Rohr --5-- die Pigmentzuführung sich etwa um 2%
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kleinere Impulsdichte von etwa 5960 Imp/min. Das führt über die Verstärker-12 und 13-zu einer beträchtlichen Verringerung der Fördergeschwindigkeit der Pumpe-4-und damit zu einem mindestens um 40% verringerten Zufluss der Alkydharzlösung, so dass die richtige Mischgutzusammensetzung schnell wieder erreicht ist. Änderungen der Pigmentzufuhr bis etwa 50% werden auf diese Weise durch Regelung des Lösungszulaufes so gut kompensiert, dass die Zusammensetzung der Mischung sich nicht merklich ändert. Tritt eine plötzliche stärkere Änderung der Pigmentzufuhr ein, z.
B. durch Versperren des Rohres --5-- durch eine starke Pigmentzusammenballung, so wird der Zufluss der Alkydharzlösung völlig versperrt, wenn der TiO-Gehalt der Mischung um mehr als 8% von der festgelegten Zusammensetzung abweicht. Setzt die Pigmentzufuhr vollständig aus, so sinkt der Füllstand des Mischbehälters-l-so weit, dass beide Füllstandsfühler-14-frei werden. Dadurch wird die Pumpe --9-- abgestellt. Setzt die Pigmentzufuhr wieder ein, so steigt der Füllstand des Mischbehälters-l-, die Pumpe --9-- kann wieder arbeiten. Mischgut mit höherer Pigmentkonzentration gelangt in die Messstrecke und nach spätestens 2 min ist die richtige Mischgutzusammensetzung wieder erreicht.
Sollte durch zu geringe Pigmentzufuhr, z. B. von 100 kg/h, die Leistung der Mischanlage mit 167 kg/h nicht mehr dem Durchsatz der nachgeschalteten Verarbeitungsstufe von 200 kg/h entsprechen, so sinkt im Puffergefäss - die Füllhöhe und der untere Füllstandsfühler-16-wird frei. Er veranlasst dadurch das Relais-17-den Vibrator-6-von beispielsweise der Frequenz 40 Hz auf 70 Hz umzuschalten.
Dadurch wird die Pigmentzufuhr durch das Rohr--5--in dem Mischbehälter --1-- auf z.B. 140 kg/h erhöht. Wenn die Mischung mit dem erhöhten Pigmentgehalt in die Messstrecke-7- gelangt, wird dort eine höhere Impulsdichte gemessen, die zu einer Verstärkung des Zuflusses der
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kg/hFüllstand im Puffergefäss, bis der obere Füllstandsfühler --16-- erreicht ist und über das Relais den Vibrator wieder auf die Einstellung von 40 Hz zurückschaltet, usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen dosierten Mischung von Pigmenten und Extendern mit Bindemittellösungen oder andern Flüssigkeiten für Anstrichstoffe, Druckfarben od. ähnl. Produkte,
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Absorption oder Rückstreuung energiereicher Strahlung gemessen und der Messwert zur Steuerung des Zulaufes der Mischungsbestandteile in einen Durchlaufmischer verwendet wird.
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