DE102021115628A1

DE102021115628A1 - Verfahren und Schäumungsofen zur Herrstellung von Schaumglasschotter

Info

Publication number: DE102021115628A1
Application number: DE102021115628.9A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wenning
Original assignee: Get Glass Engineering & Tech GmbH; Get Glass Engineering & Technologies GmbH
Current assignee: Get Glass Engineering & Technologies De GmbH
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2021-12-23
Also published as: WO2021254567A1; DE112021003309A5

Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die wärmetechnischen Verhältnisse, ausgedrückt durch die BIOTZahl, bei der Herstellung des Schaumglasschotter zu verbessern und Schaumglasschotter oder Schaumglaskörper zielgerichtet und kontrolliert unmittelbar oder direkt zu erzeugen. Hierbei soll ein geeignetes Verfahren und ein geeigneter Schäumungsofen geschaffen werden, welche eine verbesserte Wärmeübertragung bei der Herstellung des Schaumglasschotter bewirken.Verfahren zur Herstellung von Schaumglasschotter, wobei ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen unter Einfluss einer Wärmeenergie durch Wärmeübertragung aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper angeordnet wird aufgeschäumt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Schaumglasschotter insbesondere als Baustoff oder Dämmstoff.
Derzeit wird Schaumglasschotter durch eine ungeordnete oder chaotische Zerkleinerung als Zufallsbruch beim Spannungsabbau eines kontinuierlichen Schaumglasbandes hergestellt. Somit wird die Schotterbildung durch Spannungsunterschiede provoziert. Dementsprechend werden die innerhalb des Schaumglasbandes bei der Herstellung nach dem Aufschäumen entstandenen bzw. bestehenden inneren Spannungen ausgenutzt. Der Abbau der inneren Spannungen setzt sich jedoch nach der ungeordneten oder chaotischen Zerkleinerung weiter fort, was zu einer weiteren Zerkleinerung und damit zu immer kleiner werdenden Schaumglasschotterstücken führt. Hierdurch reduziert sich jedoch das spezifische Volumen des Schüttgutes immer weiter.
Für dieses Schaumglasband wird derzeit ein Gemenge aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen als Gemengeteppich auf ein angefeuchtetes Vlies aufgebracht, beispielsweise mit einer bürstenartigen, schneckenförmig ausgeführten Dosierwalze möglichst gleichverteilt aufgebracht und mittels anschließender Walze auf eine gewünschte Auflagenhöhe gewalzt. Der Gemengeteppich kann Breiten zwischen 1,0 m und 2,5 m aufweisen. Das Gemenge ist handwarm und in seiner Konsistenz, als ein Maß für die Plastizität und Verformbarkeit, in etwa vergleichbar mit feuchtem leicht klebrigem Sand.
Das Vlies ist ein für den Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess und den vorherrschenden Temperaturen geeignetes bzw. beständiges Vlies, beispielsweise ein Glasvlies oder anderes mineralisches oder synthetisches Vlies. Vereinfacht wird die kurze Bezeichnung Vlies verwendet.
Ein Horizontalförderer, beispielsweise ein Rollgang oder/und eine feingliedrige Transportkette oder/und ein Stahlband transportiert den Rohstoff als Gemengeteppich auf dem Vlies durch einen Heizkanal.
Kurz vor Eintritt in den Heizkanal kann auch ein Rechen angeordnet sein. Die gezackte Kontur des Rechens verursacht tiefe Furchen in der Oberfläche des Gemengeteppichs.
Der aufgeraute bzw. gefurchte Gemengeteppich erreicht danach den Heizkanal und es erfolgt das Erwärmen und das Aufschäumen. Es kommen sowohl elektrische, wie auch gasbefeuerte Öfen zum Einsatz. Die Länge der Öfen liegt beispielsweise bei ca. 25 m. Die Transportgeschwindigkeit variiert um einen Mittelwert von ca. 0,6 m/min.
Die Wärmeübertragung im Ofen basiert auf Strahlung und Konvektion von der Oberseite und Kontaktwärme als Wärmeleitung von Unten. Die Wärmeübertragung von Unten ist deutlich geringer und nur bedingt steuerbar.
Als dimensionslose physikalische Größe beschreibt die BiotZahl die Fähigkeit eines Körpers in idealer Art und Weise, Wärme von außen aufzunehmen, ohne ein ausgeprägtes Temperaturprofil zu entwickeln; welches in der Folge ein zerstörerisches Spannungsprofil aufbauen könnte. Im Grenzfall, BiotZahl gegen Null, herrscht im Körper zu jeder Zeit und überall die gleiche Temperatur. Voraussetzung ist aber ein Material mit extrem guter Wärmeleitfähigkeit. Schaumglas ist als Fertigprodukt jedoch genau das Gegenteil davon. Die BiotZahl eines Gemengeteppichs ist jedoch hoch, der Gemengeteppich besitzt eine schlechte Wärmeleitfähigkeit. Mit zunehmenden Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess und der einsetzenden Trocknung des Gemenges nimmt die Wärmeleitfähigkeit noch ab. Somit ist der Gemengeteppich mit fortschreitendem Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess kaum noch in der Lage Wärme von außen aufzunehmen und in das Innere zu leiten, wodurch sich ein ausgeprägtes Temperaturprofil entwickelt, welches in der Folge ein zerstörerisches und unkontrollierbares Spannungsprofil im Schaumglasband aufbaut.
Diese stark asymmetrische Wärmeübertragung verursacht einen signifikanten Temperaturgradienten im Gemengeteppich, der sich mit der Auflagenhöhe noch verstärkt und während des gesamten Erwärmungsprozesses wirksam bleibt.
Dieser Mangel wird noch verstärkt, wenn man die Wärmeübertragung aus dem Bereich unterhalb des Gemengeteppichs einbezieht. Durch das Keramikbett nebst Transportkette wird das Schaumglasprodukt von der direkten Strahlung von unterhalb des Gemengeteppichs abgeschottet. Jede Sollwertänderung im Unterofen macht sich erst deutlich zeitverzögert und in der Auswirkung nur schwer nachvollziehbar im Produkt bemerkbar.
Das massebehaftete Keramikbett verzögert den Effekt einer Sollwertveränderung von unten auf das Produkt in nachvollziehbarer Art und Weise. Die grobmaschige Transportkette verstärkt die nachteiligen Effekte. Diese Verzögerung 2. Ordnung, macht es den Bedienern sehr schwer, einen verfahrenstechnischen Zusammenhang zwischen Temperatursollwertveränderung von unten und einer Änderung der Produktqualität herzuleiten.
Das beispielsweise bei einem Erdgasbefeuertem Ofen die Brenner oben und unten auch noch versetzt angeordnet sind wirkt sich insbesondere bei einem Ausfall eines Brenners zusätzlich sehr nachteilig aus.
Um jedoch die notwendige Wärmeübertragung in den Gemengeteppich zu gewährleisten werden für den Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess große Mengen an Energie über eine lange Zeit und Strecke benötigt.
Messungen und Versuche haben verdeutlicht, dass der Temperaturgradient zwischen der Oberhaut und dem Kern über fast die gesamte Ofenlänge mehr als 160 Grad Celsius betragen kann. Das hat natürlich Auswirkungen auf die Blasengrößenentwicklung.
Die Blasenbildung und Blasenwachstum hängen unmittelbar mit der Umgebungstemperatur im Glasschaum zusammen. Die Wärmeleitung im Material ist eingeschränkt und folgerichtig ergibt sich ein derartig ausgeprägtes Temperaturprofil.
Um diesem Effekt zu begegnen wird die Oberseite mit durch den Rechen mit den Furchen versehen. Jedoch verstärkt diese Oberflächenvergrößerung auf der Oberseite den Temperaturgradienten noch.
Die Folge sind noch gravierendere Blasengrößenunterschiede zwischen oben und unten, die die Schaumhöhe des Fertigproduktes vergrößern.
Wichtigste Qualitätseigenschaften sind die Dichte des Schüttgutes und die Druckfestigkeit. Da die Druckfestigkeit von der Blasengröße und Blasenform abhängt, also größere Blasen eine geringere Druckfestigkeit zur Folge haben, folgt aus den vorherigen Ausführungen, dass die Druckfestigkeit des Fertigproduktes einen umgekehrt proportionalen Verlauf nimmt.
Darüber hinaus gibt es im Fertigprodukt große Spannungsunterschiede. Spannungsbrüche, auch lange nach Fertigstellung, d.h. auch während der Lagerung des Schaumglasschotters sind unvermeidlich. Damit lebt gewissermaßen das Produkt, das heißt die Schüttdichte verändert sich laufend. Diese Diskontinuität ist für jedoch für den Hersteller und den Käufer oder Verwender des Schaumglasschotters nicht tragbar.
Um jedoch einen kontrollierbaren Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess zu erhalten, bei welchem die genannten nachteiligen Eigenschaften beseitigt sind, ist es von Vorteil, eine möglichst kleine BiotZahl zu erlangen und damit die Wärmeübertragung zu verbessern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die Wärmeübertragung bei der Herstellung des Schaumglasschotter zu verbessern und Schaumglasschotter oder Schaumglaskörper zielgerichtet und kontrolliert unmittelbar oder direkt zu erzeugen. Hierbei soll ein geeignetes Verfahren und ein geeigneter Schäumungsofen geschaffen werden, welche eine effektivere und steuerbare Herstellmethode bewirken.
Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, dass ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglasschotter geschaffen wird, bei dem ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen unter Einfluss einer Wärmeenergie durch Wärmeübertragung aufgeschäumt wird, wobei das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper und damit als jeweils räumlich und flächig begrenzte Einzeldosis oder als Einzelform angeordnet wird und aufgeschäumt wird .
Das Rohprodukt bzw. Gemenge wird nicht mehr als Gemengeteppich angeordnet oder aufgetragen sondern als eine Vielzahl von Einzelkörpern.
Die Vereinzelung des Gemenges einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper bewirkt eine deutliche oder erhebliche Oberflächenvergößerung gegenüber einem Gemengeteppich. Zudem ist das Volumen eines Einzelkörpers gegenüber einem Gemengeteppich deutlich geringer. Hierdurch wird ein gleichmäßigerer Einfluss der Wärmeenergie durch eine verbesserte Wärmeübertragung in und auf das Gemenge erreicht. Das Blasenwachstum wird allseitig und damit gleichmäßig angeregt. Die Folge ist ein deutlich symmetrischeres Blasengefüge. Durch die Oberflächenvergrößerung wird der gesamte Schaumglasentstehungsprozess beschleunigt und homogenisiert. Somit lassen sich der Energiebedarf, die Dauer des Schäumungsprozesses bzw. des Schaumglasentstehungsprozesses reduzieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird praktisch alle messbaren physikalischen Eigenschaften verbessern. Die wärmetechnischen Verhältnisse, ausgedrückt durch die BIOT Zahl, werden bei der Herstellung des Schaumglasschotter verbessert.
Vorteilhaft sind ein kontrolliertes Erwärmen und Kühlen deutlich leichter zu erreichen und das bei geringerem Energieaufwand.
Die mittlere Blasengröße ist kontrollierbar. Das bedeutet mehr Kontrolle bezüglich der Produktqualität. So wird es begünstigt, ein größeres Volumen bei gleicher Ausgangsmasse, oder ein vergleichsweise schwereres Produkt, bei höherer Druckfestigkeit herzustellen.
Die homogene Blasenverteilung wird die Druckfestigkeit erhöhen. Der deutlich verbesserte Temperaturverlauf wird die induzierten, d.h. permanenten Spannungen reduzieren. Die Gefahr von nachträglichen Spannungsbrüchen wird signifikant gesenkt.
Dabei ermöglichen unterschiedliche Größen und Abstände einige Produktvarianten. Welche Ausgangsgeometrie des Einzelkörper die vorteilhafteste ist, ist von Kriterien wie beispielsweise Blasengefüge, Energieaufwand und Machbarkeit sowie Einsatzgebiet abhängig. Insofern sind die hier gezeigten Formen und Geometrien nur Beispiele und nicht darauf beschränkt. Andere Formen und Geometrien, Größen und Abstände sind je nach Anforderung an das Endprodukt möglich und mit umfasst. So kommen beispielsweise Einzelkörper aus Quader, Würfel, Kugeln, Halbkugeln, Zylinder und/oder Kegel, aber auch Kombinationen daraus in Betracht.
Es hat sich gezeigt, dass das zu erwartende Schottervolumen pro Stunde eher größer als das Leistungsvermögen herkömmlicher Anlagen ist und das bei halbiertem Energieaufwand. Simulationen haben gezeigt, dass sich die Prozesszeit gegenüber dem herkömmlichen Verfahren mit einem Gemengeteppich vervierfachen lässt.
Vorteilhaft kommen keine Transportkette oder/und kein Förderband zum Einsatz. Durch die Vereinzelung, der Art und Weise der Wärmeübertragung sowie dem kettenlosen Transport, wird der Energieaufwand deutlich reduziert. Ein beispielsweise elektrisch beheizter Ofen arbeitet ohne Transportkette und/oder ohne Förderband.
Weiterhin wird die Aufgabe durch einen Schäumungsofen zur Herstellung von Schaumglasschotter gelöst. Der Schäumungsofen umfasst zumindest einen Bereich einer Gemengezuführung, einen Heizkanal und einen Bereich einer Schaumglasentnahme. Weiterhin ist ein Vlies, auf welchem im Betrieb ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen anordbar ist, zumindest durch den Heizkanal führbar angeordnet oder transportierbar. Im Heizkanal sind oberhalb des Vlieses bzw. des Vlieses mit darauf angeordnetem Gemenge Wärmequellen angeordnet. Die Wärmequellen stellen insbesondere Strahlungswärme bereit. Zudem kann auch eine Wärmequelle für eine Konvektion vorgesehen werden. Erfindungsgemäß ist zumindest im Heizkanal eine Gleitfläche vorhanden, wobei auf der Gleitfläche das Vlies zumindest durch den Heizkanal führbar angeordnet oder transportier ist und im Bereich der Gemengezuführung das Gemenge auf dem Vlies als Einzelkörper anordbar ist. Die Gleitfläche ist zumindest im Heizkanal in Richtung des Bereichs der Schaumglasentnahme abfallend geneigt und weist eine Perforation oder verteilt Durchgangsöffnungen auf, wobei durch die Perforation oder die verteilten Durchgangsöffnungen Druckluft von unten gegen das Vlies als Luftpolster leitbar oder pressbar ist.
Hierdurch wird ein an sich antriebsloser Betrieb mittels Schwerkraft erreicht, bei welchem durch das Luftpolster die Reibung aufgehoben wird. Durch den Luftstrom von unten wird neben Strahlungswärme von oben zudem eine Zirkulation bzw. Konvektion der Luft erreicht und somit eine effektive Wärmeübertragung von unten begünstigt. Auf eine Transportkette und/oder ein Förderband kann verzichtet werden. Somit wird die Konstruktion vereinfacht und der Energieaufwand deutlich reduziert und die Wärmeübertragung begünstigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Schäumungsofen durchführen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Vorteilhaft wird das Gemenge einzeln dosiert j eweils als Einzelkörper angeordnet und zum Aufschäumen durch einen Heizkanal transportiert wird und aufgeschäumt den Heizkanal verlässt. Hierdurch wird ein kontinuierlich ablaufender Prozess begünstigt.
Indem jedoch das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper in einem Heizkanal angeordnet wird und in einem Heizkanal zum Aufschäumen verbleibt und aufgeschäumt den Heizkanal verlässt, wird ein stationärer Betrieb begünstigt. Die Beschickung lässt sich vereinfachen sowie die Energieeffizienz lässt sich verbessern.
Als Heizkanal wird ein beheizter Raum oder ein Ofen oder eine Ofenstrecke verstanden, durch welchen einerseits die jeweiligen Einzelkörper während des oder zum Aufschäumen bewegt oder transportiert werden und/oder in welchem die jeweilige Einzelkörper angeordnet und ohne Transport oder Bewegung aufgeschäumt werden.
Indem der jeweilige Einzelkörper auf einem Vlies oder einem Träger angeordnet oder aufgetragen wird und auf dem Vlies oder Träger den Heizkanal passiert oder im Heizkanal angeordnet wird, wird eine zuverlässige Anordnung und stabile Lage des jeweiligen Einzelkörpers begünstigt. Zudem wird das Aufschäumen begünstigt. Die Konvektion der erhitzten Luft um die Einzelkörper wird begünstigt. Weiterhin wird der Transport durch den Heizkanal vereinfacht bzw. die Beschickung und Bestückung des Heizkanals vereinfacht.
Indem der jeweilige Einzelkörper zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper beabstandet angeordnet oder aufgetragen wird, wird der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung und damit das gleichmäßige Schäumungsverhalten begünstigt, da die jeweilige benachbarten Einzeldosis oder Einzelform zumindest seitlich und von oben von der Wärmeenergie erreicht wird.
Indem der jeweilige Einzelkörper zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper so beabstandet angeordnet wird, dass ein Zusammenwachsen von jeweils zumindest zwei oder mehr Einzelkörper im laufenden Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess erreicht wird, wird der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung und damit das Schäumungsverhalten in einer Anfangsphase des Schäumens begünstigt, da die jeweilige benachbarten Einzelkörper zunächst seitlich und zumindest von oben von der Wärmeenergie erreicht wird und im weiteren Verlauf des Schäumens beispielsweise geschlossene oder löchrige Platten in verschiedenen Größen und Dicken bilden lassen. So lassen sich auch Luftlöcher als Porosität vorsehen.
Indem der jeweilige Einzelkörper vorgepresst oder verdichtet wird, lassen sich unterschiedliche Eigenschaften des Schaumglasschotters erzielen, beispielsweise leicht und großporig oder schwer und kleinporig mit den j eweils damit verbundenen Druckfestigkeiten.
Indem der jeweilige Einzelkörper als ein in Geometrie und/oder Größe individueller oder als an jede Auftragung oder Anordnung anpassbarer oder veränderbarer Körper aufgetragen wird, lassen sich die Endprodukte an beliebige individuelle Gegebenheiten oder Anforderungen oder an das notwendige Endprodukt anpassen. Es wird eine umfassende Flexibilität erreicht. Mithilfe einer entsprechenden Dosiereinheit und Gemengeanlage lassen individuelle, in Geometrie, also Form und Querschnitt und Größe veränderbare Körper auftragen.
Indem der Transport des Vlieses durch den Heizkanal antriebslos und/oder mittels Schwerkraft erfolgt, kann auf aufwändige Antriebstechnik verzichtet werden. Zudem kann dadurch vermieden werden, dass die Kette oder das Förderband jeweils beim Durchlaufen des Heizkanals mit erwärmt werden müssen. So kann der horizontale Transport beispielswiese durch ein kleines Gefälle, vergleichbar mit einer Rutsche erreicht werden.
Indem der Transport des Vlieses auf einem oder mittels eines Luftpolster durch den Heizkanal erfolgt, kann die Konstruktion vereinfacht und Transportenergie reduziert werden. Ein Luftpolster hebt die Reibung auf und erzeugt eine effektive Wärmeübertragung von unten.
Indem der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung als Strahlungswärme und/oder als Konvektionswärme und/oder als Konvektionswärme von oben oder von oberhalb des Vlieses oder des Trägers erfolgt, wird die Wärmeverteilung um und auf den jeweiligen Einzelkörper und damit der Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess begünstigt.
Indem eine konvektive Wärmeübertragung von unten oder von unterhalb des Vlieses oder des Trägers mittels der Wärmeenergie oder Luft von oberhalb des Vlieses und/oder aus dem Heizkanal direkt oder über eine zusätzliche Wärmequelle und/oder durch Ansaugen von zusätzlicher Luft über eine zusätzliche Wärmequelle erfolgt, ergänzen sich der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung als Strahlungswärme und/oder als Konvektionswärme von oben und die konvektive Wärmeübertragung von unten. Die konvektive Wärmeübertragung von unten sowie der Strahlungsanteil von oben können ausgeglichen werden. In Kombination mit der schon erwähnten Oberflächenvergrößerung wird der gesamte Schaumglasentstehungsprozess beschleunigt und die homogenisiert.
Indem die Einzelkörper aus Gemenge oder die aufgeschäumten Einzelkörper in einer einheitlichen Größe oder in unterschiedlichen Größen aufgetragen oder angeordnet werden, wobei die Einzelkörper in unterschiedlichen Größen gaußverteilt oder gleichverteilt sind, lassen sich individuelle und/oder an bestimmte Anforderungen einer späteren Verwendung anpassbare Gemenge und damit individuelle und/oder anpassbare Schäumungsverhalten und damit Größen der des Schotterproduktes bzw. des Endproduktes einstellen. Die sogenannte Schüttdichte des Schotterproduktes bzw. des Endproduktes kann durch den Komgößenmittelwert und die Korngrößenverteilung sichergestellt werden. Als Korngröße wird die Größe des Einzelkörpers eines Schotterproduktes bzw. des Endproduktes verstanden.
Aus den zusammengewachsenen Einzelkörpern zu einer geschlossenen oder löchrigen Platte lassen sich auch Laminate oder Schichtenaufbauten oder Bodenbeläge aus mehreren Platten zu beliebigen Dicken herstellen. Ebenso lassen sich auch eingefärbte Produkte herstellen.
Die betrachte Schotterproduktion mit den jeweiligen Einzelkörper als ein in Geometrie und/oder Größe individueller oder als an jede Auftragung oder Anordnung anpassbarer Körper oder veränderbarer Körper erlaubt die Zuordnung, Sortierung und Lagerung nach Größe und Gewicht. Das Eröffnet weitreichende Möglichkeiten der Automatisierung und zur Lagerung in BigBags oder in verschließbaren Containern.
Indem im Schäumungsofen von oberhalb des Vlieses und/oder aus dem Heizkanal ein Luftkanal mit Gebläse zur Perforation oder die verteilten Durchgangsöffnungen vorhanden ist und die Luft für die Druckluft von oberhalb des Vlieses und/oder aus dem Heizkanal ansaugbar und durch den Luftkanal zur Perforation oder die verteilten Durchgangsöffnungen leitbar oder pressbar ist, kann die durch die Wärmequelle im Heizkanal erhitzte Luft neben dem Luftpolster und insbesondere für eine die konvektive Wärmeübertragung von unten eingesetzt werden. Hierdurch kann die konvektive Wärmeübertragung von unten sowie der Strahlungsanteil von oben kombiniert und gegenseitig ergänzt werden. Weiterhin lässt sich mit dieser Kombination und der durch die Einzelkörper erreichten Oberflächenvergrößerung der gesamte Schaumglasentstehungsprozess beschleunigen und weiter homogenisieren.
Indem im Luftkanal eine Heizung angeordnet ist, kann Lufttemperatur für das Luftpolster sowie für die konvektive Wärmeübertragung von unten bedarfsgerecht angepasst werden. Somit kann der Schäumungsprozess bzw. Schaumglasentstehungsprozess weiter optimiert werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein Vlies mit darauf beabstandet angeordneten Einzelkörpern gebildet aus einem Gemenge eines Gemisches aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen,
2 ein Träger mit darauf beabstandet angeordneten unterschiedlichen geformten Einzelkörpern gebildet aus einem Gemenge eines Gemisches aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen,
3 eine Schnittdarstellung durch einen Heizkanal eines Schäumungsofen quer zur Transportrichtung oder Förderrichtung der zu schäumenden oder aufzuschäumenden Einzelkörper und
4 eine Schnittdarstellung durch einen Heizkanal eines Schäumungsofen mit Details zum Aufbau eines Druckluftpolster unter dem Vlies mit den zu schäumenden oder aufzuschäumenden Einzelkörpern.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Schaumglasschotter sieht vor, dass ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen unter Einfluss der Wärmeenergie einer Wärmequelle 4 durch Wärmeübertragung beim Transport durch einen Heizkanal 1 aufgeschäumt wird. Hierbei wird das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper 2 oder in Einzelportionen angeordnet, die dann jeweils unter Aufschäumen den Heizkanal 1 passieren. Die jeweiligen Einzelkörper 2 werden dafür zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper 2 beabstandet angeordnet oder aufgetragen. Es entsteht dabei eine geordnete oder ungeordnete Anordnung einer Vielzahl von zueinander beabstandeten Einzelkörpern 2, wie dies in 1 dargestellt ist, welche nicht nur von oben sondern auch an den Seiten unter Einfluss der Wärmeenergie einer Wärmequelle 4 aufschäumen.
Alternativ (nicht dargestellt) lassen sich die Einzelkörper beispielsweise auf einem Träger im Heizkanal anordnen. Die Einzelkörper auf dem Träger verbleiben zum Aufschäumen unbewegt im Heizkanal und werden aufgeschäumt wieder entnommen.
Es kann jedoch je nach Bedarf auch vorgesehen werden, dass der jeweilige Einzelkörper 2 zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper 2 so beabstandet angeordnet wird, dass ein Zusammenwachsen im fortschreitendem Schäumungsprozess oder Schaumglasentstehungsprozess von jeweils zumindest zwei oder mehr Einzelkörpern 2 im laufenden Prozess erreicht wird. Hierbei schäumen die Einzelkörpern 2 zunächst zumindest von oben und auch an den Seiten unter Einfluss der Wärmeenergie einer Wärmequelle 4 auf, während im laufenden Prozess durch das Zusammenwachsen der Einfluss der Wärmeenergie von den Seiten geringer wird oderwerden kann, während der Einfluss zumindest von oben in gleicher Weise bestehen bleibt.
Je nach Anforderung an den Schaumglasschotter bzw. den aufgeschäumten Einzelkörper 2 kann es erforderlich sein, dass der jeweilige Einzelkörper 2 vorgepresst oder vorverdichtet wird. So lassen sich unterschiedliche Schäumungseigenschaften mit entsprechender Blasengrößenentwicklung für unterschiedliche Druckfestigkeiten erzielen.
Hierbei sind unterschiedliche Geometrien, also unterschiedliche Formen, und/oder Größen der jeweilige Einzelkörper 2 möglich. So lassen sich die jeweiligen Einzelkörper 2 als in der Geometrie und/oder Größe individuelle oder veränderbare oder als an jede Auftragung oder Anordnung anpassbare Körper auftragen, wie diese in 2 beispielhaft dargestellt sind. Beispielswiese kommen neben Würfeln, Quadern auch Zylinder, Halbkugeln, Ringe oder Kombinationen beliebiger Geometrien bzw. Formen in Betracht.
Je nach Anforderung werden die Einzelkörper 2 aus Gemenge oder die aufgeschäumten Einzelkörper 2 in einer einheitlichen Größe oder in unterschiedlichen Größen aufgetragen oder angeordnet. Kommen unterschiedlichen Größen der Einzelkörper 2 zum Einsatz, sind die unterschiedlichen Größen gaußverteilt oder gleichverteilt.
Vorteilhaft werden oder sind die j eweiligen Einzelkörper 2 auf einem Vlies 3 oder einem Träger angeordnet oder aufgetragen. Auf dem Vlies 3 oder Träger passieren die Einzelkörper 2 den Heizkanal 1.
Vorteilhaft erfolgt der Transport des Vlieses 3 auf einem oder mittels eines Luftpolster 9 durch den Heizkanal 1 antriebslos und mittels Schwerkraft.
Der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung erfolgt als Strahlungswärme über Wärmequellen 4 von oberhalb des Vlieses 3. Weiterhin erfolgt eine konvektive Wärmeübertragung von unten oder von unterhalb des Vlieses 3 mittels der Wärmeenergie oder Luft von oberhalb des Vlieses 3 und aus dem Heizkanal 1 direkt oder bedarfsweise über eine zusätzliche Wärmequelle 5.
Der erfindungsgemäße Schäumungsofen zur Herstellung von Schaumglasschotter weist zumindest einen Bereich einer Gemengezuführung, einen Heizkanal 1 und einen Bereich einer Schaumglasentnahme auf. In 3 ist eine Schnittdarstellung durch einen Heizkanal 1 eines Schäumungsofen dargestellt. Zumindest durch den Heizkanal 1 ist ein Vlies 3, auf welchem ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen anordbar ist, führbar angeordnet oder transportier. Im Heizkanal 1 sind oberhalb des Vlieses 2 Wärmequellen 4 für Strahlungswärme angeordnet. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest im Heizkanal 1 eine Gleitfläche 6 vorhanden ist, auf der das Vlies 3 zumindest durch den Heizkanal 1 führbar angeordnet oder transportierbar ist. Im Bereich der Gemengezuführung ist das Gemenge auf dem Vlies als Einzelkörper anordbar. Die Gleitfläche 6 ist zumindest im Heizkanal 1 in Richtung des Bereichs der Schaumglasentnahme abfallend geneigt angeordnet. Weiterhin weist, wie in den 3 und 4 dargestellt, die Gleitfläche 6 eine Perforation 7 oder verteilt Durchgangsöffnungen 7 auf, wobei durch die Perforation 7 oder die verteilten Durchgangsöffnungen 7 Druckluft von unten gegen das Vlies 3 als Luftpolster 9 leitbar oder pressbar ist. Diese Kombination aus Luftpolster und Neigung hebt einerseits die Reibung auf und erlaubt einen antriebslosen Betrieb bzw. Transport des Vlieses mittels Schwerkraft.
So ist beispielsweise, wie in 3 dargestellt, von oberhalb des Vlieses 3 und aus dem Heizkanal 1 ein Luftkanal 8 mit einem Gebläse 10 unter die Gleitfläche 6 zur Perforation 7 oder die verteilten Durchgangsöffnungen 7 vorhanden. Die Luft für die Druckluft ist von oberhalb des Vlieses 3 und aus dem Heizkanal 1 ansaugbar und lässt sich durch den Luftkanal 8 zur Perforation 7 oder die verteilten Durchgangsöffnungen 7 leiten und durch diese zur Bildung des Luftpolsters 9 pressen.
Weiterhin ist, wie in 3 dargestellt, im Luftkanal 8 eine Heizung 5 als zusätzliche Wärmequelle 5 angeordnet. Diese Heizung 5 als zusätzliche Wärmequelle 5 lässt nach Bedarf zuschalten.
In 4 ist weiterhin dargestellt, dass eine Luftverteilung des entspannten Luftpolsters erfolgt und damit weiterhin auf den Schäumungsprozess unter Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung als Konvektionswärme wirkt.
Bezugszeichenliste

1: Heizkanal
2: Einzelkörper
3: Vlies
4: Wärmequelle
5: zusätzliche Wärmequelle, Heizung
6: Gleitfläche
7: Perforation, Durchgangsöffnung
8: Luftkanal
9: Luftpolster
10: Gebläse

Claims

Verfahren zur Herstellung von Schaumglasschotter, wobei ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen unter Einfluss der Wärmeenergie einer Wärmequelle 4 durch Wärmeübertragung aufgeschäumt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper (2) angeordnet und aufgeschäumt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper (2) angeordnet und zum Aufschäumen durch einen Heizkanal (1) transportiert wird und aufgeschäumt den Heizkanal (1)verlässt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge einzeln dosiert jeweils als Einzelkörper (2) in einem Heizkanal (1) angeordnet wird und in einem Heizkanal (1) zum Aufschäumen verbleibt und aufgeschäumt aus dem Heizkanal (1) entnommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einzelkörper (2) auf einem Vlies (3) oder einem Träger angeordnet oder aufgetragen wird und auf dem Vlies (3) oder Träger den Heizkanal (1) passiert oder im Heizkanal (1) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einzelkörper (2) zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper (2) beabstandet angeordnet oder aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einzelkörper (2) zu zumindest einem jeweils benachbarten Einzelkörper (2) so beabstandet angeordnet wird, dass ein Zusammenwachsen von jeweils zumindest zwei oder mehr Einzelkörpern (2) beim Schäumungsprozess oder Schaumglasentstehungsprozess im laufenden Prozess erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einzelkörper (2) vorgepresst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Einzelkörper (2) als ein in Geometrie und/oder Größe individueller oder veränderbarer Körper aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des Vlieses (3) durch den Heizkanal (1) antriebslos und/oder mittels Schwerkraft erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des Vlieses (3) auf einem oder mittels eines Luftpolster (9) durch den Heizkanal (1) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss der Wärmeenergie durch Wärmeübertragung als Strahlungswärme und/oder als Konvektionswärme und/oder als Konvektionswärme von oben oder von oberhalb des Vlieses (3) oder des Trägers erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine konvektive Wärmeübertragung von unten oder von unterhalb des Vlieses (3) oder des Trägers mittels der Wärmeenergie oder Luft von oberhalb des Vlieses (3) und/oder aus dem Heizkanal (1) direkt oder über eine zusätzliche Wärmequelle (5) und/oder durch Ansaugen von zusätzlicher Luft über eine zusätzliche Wärmequelle (5) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelkörper (2) aus Gemenge oder die aufgeschäumten Einzelkörper (2) in einer einheitlichen Größe oder in unterschiedlichen Größen aufgetragen oder angeordnet werden, wobei die Einzelkörper (2) in unterschiedlichen Größen gaußverteilt oder gleichverteilt sind.
Schäumungsofen zur Herstellung von Schaumglasschotter, wobei zumindest ein Bereich einer Gemengezuführung, ein Heizkanal (1) und ein Bereich einer Schaumglasentnahme vorhanden ist, wobei ein Vlies (3), auf welchem ein Gemenge aus einem Gemisch aus feingemahlenem Glasmehl mit Zusatzstoffen anordbar ist, zumindest durch den Heizkanal (1) führbar angeordnet oder transportier ist und im Heizkanal (1) oberhalb des Vlieses (3) Wärmequellen 4 angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Heizkanal (1) eine Gleitfläche (6) vorhanden ist, wobei auf der Gleitfläche 6 das Vlies (3) zumindest durch den Heizkanal (1) führbar angeordnet oder transportierbar ist und im Bereich der Gemengezuführung das Gemenge auf dem Vlies als Einzelkörper anordbar ist, wobei die Gleitfläche (6) zumindest im Heizkanal (1) in Richtung des Bereichs der Schaumglasentnahme abfallend geneigt ist und die Gleitfläche 6 eine Perforation (7) oder verteilt Durchgangsöffnungen (7) aufweist, wobei durch die Perforation (7) oder die verteilten Durchgangsöffnungen (7) Druckluft von unten gegen das Vlies (3) als Luftpolster (9) leitbar oder pressbar ist.
Schäumungsofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass von oberhalb des Vlieses (3) und/oder aus dem Heizkanal (1) ein Luftkanal (8) mit einem Gebläse (10) zur Perforation (7) oder die verteilten Durchgangsöffnungen (7) vorhanden ist, wobei die Luft für die Druckluft von oberhalb des Vlieses (3) und/oder aus dem Heizkanal (1) ansaugbar und durch den Luftkanal (8) zur Perforation (7) oder die verteilten Durchgangsöffnungen (7) leitbar oder pressbar ist.
Schäumungsofen nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftkanal (8) eine Heizung (5) als zusätzliche Wärmequelle (5) angeordnet ist.