DE1400725A1 - Duese zum Zerstaeuben von Fluessigkeiten mit thixotropen Eigenschaften - Google Patents

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August M ο r a 1 t, Bad Tölz / Oberbayern.

¹¹ Düse zum Verstäuben von I'lüssigkeiten mit thixotropen eigenschaften ".

Gegenstand der Erfindung bildet eine neuartige und besonders vorteilhafte Düse zum Zerstäuben von Flüssigkeiten mit thixotropen Eigenschaften, insbesondere von flüssigen Bindemittelaufbereitungen für die Spanplattenherstellung.

den verschiedensten Gebieten der Verfahrenstechnik ist man bestrebt, flüssigkeiten, Gele, Dispersionen und drgl. möglichst fein zu zerstäuben und diese feinsten Teilchen z.B.

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zu Lackierungen auf überflächen niederzuschlagen oder z.^_o die Tröpfchen zerstäubter Kunstharzleime zur nachfolgenden Verleimung in möglichst feiner Aufteilung und möglichst gleichmassig verteilt auf die Überfläche von Holzspänen oder sonstigen vegetabilischen fasern zu bringen oder z.ii. auch aus geeigneten Flüssigkeiten durch Zerstäubung und gleichzeitige oder anschliessend einsetzende Trocknung der feinen Tröpfchen die Festsubstanz der Flüssigkeit in feinster Pulverform zu gewinnen. In den meisten Fällen braucht man sehr feine Aufteilungen, doch sind solche mit den heutigen Äiitteln häufig nicht oder nur unter Schwierigkeiten zu erzielen.

Die zur Zerstäubtmg verwendeten Zerstäubungs- ouer auch opritzdüsen arbeiten mit meist ausserordentlich hohem, auf uer zu zerstäubenden flüssigkeit lastenden Flüssigkeitsdruck ouer mit Pressluft, durch die ein feiner flüssigkeitsstrahl zerstäubt wird, zuweilen auch mit Pressluft una mit gleichzeitig wirkendem Flüssigkeitsdruck, der die zu zerstäubena.3 Flüssigkeit heranführt.

J3ei viskosen Flüssigkeiten werden i-lüssirfceitsdrücke bis 200 kg/cm und mehr unu bei Iressluftdüsen druckluft von 10 atü und mehr benötigt, um überhaupt eine Zerstäubung zu erreichen. Diese Arbeitsweise ist schwierig und unwirtschaftlich und die dabei erreichte Feinheit der Zerstäubung meist noch unbefriedigend.

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iiOGliviskose stoffe lassen sich oft überhaupt nicht zerstäuben. ...sui ist deshalb oft gezwungen, die Viskosität der Flüssigkeit durch Verdünnung zu senken. Damit sind jedoch meist andere ..."achteile verbunden, die solchen Massnahmen enge Grenzen setzen.

^ei der Herstellung von Holzspanplatten ist es nötig, um mit wirtschaftlich tragbaren üindemittelmengen ausreichend gute ilatten herstellen zu können, das bindemittel feinstzerstäubt und gieichmässig verteilt auf die Oberfläche der Holzpartikelchen k/u bringen. Die normalerweise hergestellten una angelieferten Kunstharze sind jedoch zu hoch viskos, als dass sie mit tragbarem Aufwand ausreichend fein zerstäubt werden können, würde man spezifisch niedrig kondensiertes Harz verwenden, um infolge dessen niedriger Viskosität eine feine Zerstäubung zu ermöglichen, so erweist sich als Hindernis für diese Methode das Absacken der Tröpfchen in die Holzsubstanz der Späne, wodurch ihre Wirksamkeit als Bindemittel zwischen den einzelnen Holzpartikelchen leidet oder sogar sehr weitgehend verloren geht. Verwendet man die höher kondensierten Harze, die wegen der Grosse und Vernetzung ihrer Moliküle weniger der Gefahr des Absackens in die Holzsubstanz unterliegen, so muss man sie mit Wasser oder u.U. auch mit anderen Lösungsmitteln bzw. Flüssigkeiten soweit verdünnen, bis die Viskosität genügend $öäenkt ist, um sie zerstäuben zu können. Dadurch aber bringt man mit dem Kunstharz unerwünscht viel Flüssigkeit in die Holzmasse, wodurch bei den nachfolgenden Prozessen Schwierig-

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keiten verursacht werden. Auch das Absacken von Teilen selbst genügend weit kondensierten Kunstharzes in die Holzsubstanz wird durch diese Verdünnung des Materials begünstigt.

Man hat schliesslich auch versucht, die Viskosität von zu zerstäubenden Materialien durch Erwärmen des Stoffes in ausreichendem Masse zu senken. Hierzu verwendet man beheizte Düsen. Diese Methode ergibt wohl in hierfür geeigneten Fällen eine Verbesserung der Arbeitsweise. Ihre Anwendbarkeit ist jedoch beschränkt, weil viele Materialien, wie z.B. härtende Kunstharze, durch die Temperaturerhöhung unmittelbar vorder während der Zerstäubung ungünstig beeinflusst werden.

Eine Möglichkeit zur Erreichung feinster Zerstäubung bzw» Aufteilung bieten thixotrope Flüssigkeiten oder solche Flüssigkeiten, denen durch geeignete Zusätze thixotrope Eigenschaften verliehen worden sind, d.h. allgemein Flüssigkeiten mit thixotropen Eigenschaften. Starke Schubkräfte verändern die· Struktur thixotroper Flüssigkeiten; diese verändern ihre innere Zähigkeit, wenn ihre Teilchen durch intensive Bewegungen aneinander verschoben werden, es sinkt dann ihre Viskosität.

Man hat versucht, sich diese Eigenschaften, die z.B. auch den Kunstharzleimen der Spanplattenfertigung verliehen werden können, nutzbar zu machen, indem man sie in normalen Düsen zerstäubte und dabei annahm, dass bei einem solchen Vorgehen

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die intensive Bewegung und Durchmischung der Flüssigkeit in den vor den Düsen liegenden Dosierpumpen ausreichen würde, um die Viskosität im gewünschten Ausmasse bis zum Augenblick der Zerstäubung zu senken. Dieser Effekt ist jedoch nicht oder nur in sehr geringem Masse festzustellen.

Alle diese Schwierigkeiten werden jedoch vermieden und es wird auf einfache und sichere Weise eine einwandfreie Zerstäubung von flüssigkeiten mit thixotropen Eigenschaften, insbesondere auch von solchen flüssigen Bindemittelaufbereitungen für die Spanplattenherstellung erzielt, wenn man hierfür Düsen der erfindungsgemässen Art, d.h. solche verwendet, die mit Einrichtungen ausgestattet sind, welche die Masseteilchen der Flüssigkeit während ihres Durchganges durch die Düse oder zumindestens dessen Hauptteiles in ständiger intensiver Bewegung gegeneinander halten lassen. Derartige Düsen lassen hierdurch eine starke Verringerung der Viskosität eintreten und, was das Wichtigste ist, bis zum Augenblick der Zerstäubung aufrechterhalten. Nach der Zerstäubung erhöht sich dann die Viskosität in den Tröpfchen bzw. Masseteilchen wieder, womit die entsprechenden, dann wiederum als vorteilhaft zu betrachtenden Erscheinungen auftreten, z_oB. die auf den Holzspänen aufgelagerten Binderaitteltröpfchen nicht mehr oder nur in sehr verringertem Masse in die Holzsubstanz der Partikelchen absacken können und ihre volle Masse für die Verleimung der Partikel zur Verfügung steht.

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Im Sinne der, Erfindung kann die Ausbildung im einzelnen mit Vorteil derart getroffen werden, dass in deren Durchgangskanal mindestens ein mechanisch wirkendes Element, wie Rührer, Stampfer, Vibrator oder dergleichen angeordnet ist, sowie mindestens ein daran anschliessendes Antriebsorgan hierfür, wie Elektromotor, Pressluftmotor, Elektromagnet, magnetostriktiver Sender oder dergleischen vorgesehen ist. Im Inneren der i'lussigkeit werden so während ihres Durchganges durch die Düse starke Schubkräfte erzeugt, welche zu der angestrebten starken Verringerung der Viskosität führen. Sofern zum Antrieb der mechanisch wirkenden Elemente, insbesondere Stampfern, magnetostriktive Sender vorgesehen werden, bei welchen bekanntlich in einem Körper unter dem Einfluss eines magnetischen Feldes Formveränderungen auftreten und welche so lineare Schwingbewegungen erzeugen lassen, die direkt mechanisch abgenommen werden können, so lässt sich hierdurch gleichzeitig eine Beschwingung und leichte Erwärmung der Flüssigkeit ermöglichen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Ausbildung der Düsen derart getroffen wird, dasi/Siren Durchsrangskanal erfassende Ultrabeschallung, insbesondere piezoelektrischer Art vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein Membran zwischen Ultraschallgeber und Durch- ' gangskanal angeordnet ist. In einem piezoelektrischen Schallsender wird durch Schwingung einer Quarzplatte in einem

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elektrischen Wechselfeld Ultraschall erzeugt. Hierbei erfolgt die Übertragung auf hydraulischem Wege, woraus sich eine Trennungsnotwendigkeit für den Schallsender von der durch die Düsen zu versprühenden Flüssigkeit durch eine Membrane oder drgl. ergibt. Der besondere Vorteil einer solchen Ausbildung besteht darin, dass hierbei die Wirkung bis in die Zone der Zerstäubung hinein sehr intensiv ausgeübt werden kann und die Apparatur zur Beschwingung der Flüssigkeit auf sehr einfache Weise mit Düsen konventioneller Art zu vereinigen ist.

In der beigefügten Zeichnung sind Düsen der erfindungsgemässen Art in zwei verschiedenen Ausführungsformen schematisoh veranschaulicht.

iiei der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform wird die zu zerstäubende Flüssigkeit mit Hilfe eines rotierenden oder pulsierenden Dornes mechanisch durchmischt oder durchwirbelt. Im einzelnen bezeichnet 1 den Düsenkörper, in den bei 2 die Zerstäubungsluft und bei 3 die zu zerstäubende Flüssigkeit eintritt, die beide gemeinsam durch die Öffnung 4 die Düse verlassen. 5 ist ein Dorn, der einerseits in den Düseneinsatz 6 selbst hineinragt und andererseits in dem Körper 7 befestigt ist. Derselbe kann ein Motor sein, der diesen Dorn dreht. Derselbe kann aber auch eine elektromechanisch wirkende Schwingeinrichtung sein, die den Dorn 5 in dessen Längsachse hin und her bewegt. Diese Schwingbewegung oder die Drehbewegung

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des Domes bewirken durch die heftige mechanische Beanspruchung der zu zerstäubenden Flüssigkeit im Düseneinsatz 6 eine Erniedrigung der Viskosität, wenn die zu zerstäubende Flüssigkeit thixotrop e Eigenschaften:besitzt. Zur Erhöhung der Wirkung kann der in den Düseneinsatz hineinragende Teil des Domes 5 in geeigneter Weise mit zweckinässig unregelrnässigen Flügeln, Nocken oder dergleichen besetzt sein, die zusätzlich auch noch zu dessen Führung im Düseneinoatz 6 herangezogen werden können.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform ist eine an sich gleiche Düse wie gemäss Figo 1 vorgesehen. Hier ist dieselbe aber mit einem Ultraschallgeber 8 ausgerüstet und ..-kein Dorn 5 vorgesehen. Der piezoelektrische Schv.iiigUiigsteil des Ultraschallgebers 8 wird vorteilhafterweise von der zu zerstäubenden Flüssigkeit durch eine Membrane 9 getrennt. Bei der Erzeugung der Schwingungen auf piezoelektrischem Wege kann „die dabei mögliche Vokusierung zur. Erreichung höchster Schallintensität im Düseneinsatzstücke vorteilhaft angewendet werden.

Sinngemäss in der gleichen Weise können auch. Düsen, die nur mit reinem Flüssigkeitsdruck zerstäuben, ausgerüstet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Düse zum Zerstäuben von Flüssigkeiten mit thixotropen !eigenschaften, insbesondere von solchen flüssigen Bindemittelaufbereitungen für die Spanplattenherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe mit Einrichtungen ausgestattet ist, welche die ^asseteilchen der Flüssigkeit während ihres Durchganges durch die BMae oder zumindest dessen Haut>tteiles in ständiger intensiver iieweerunsr gef^neinander halten lassen.

   2. .uüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in deren Durchganersk^nal mindestens ein mechanisch wirkendes Element, wie Rührei, Stampfer, Vibrator oder dergleichen angeordnet ist, sowie mindestens ein daran anschliessendes Antriebsorgan hierfür, wie Elektromotor, Pressluftmotor, Elektromagnet, magnetostriktiver Sender oder dergleichen vorgesehen ist.

   5. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine deren Durchgangskanal erfassende Ultrabeschalluns:, insbesondere piezoelektrischer Art vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein Membran, zv/ischen Ultraschallgeber und Durchfcangskanal angeordnet isto

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