DE19822301C1 - Method and device for applying a plastic layer on the inner surfaces of hollow bodies - Google Patents
Method and device for applying a plastic layer on the inner surfaces of hollow bodiesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Kunststoffschicht auf die Innenfläche von Hohlkörpern, die vor Verschleiß und Korrosion schützt, insbesondere in Ver- und Entsorgungsleitungen bei denen somit auch das Fließverhalten des Fördermediums verbessert werden kann.The invention relates to a method and an apparatus for application a plastic layer on the inner surface of hollow bodies, the front Protects wear and corrosion, especially in supply and Waste disposal lines where the flow behavior of the Medium can be improved.
Es sind Verfahren bekannt, bei denen mittels einer rotierenden Sprühdüse ein Kunststoff auf die Innenwandung von Rohren aufgebracht wird. Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, daß der zum Zerreißen des Strahls erforderliche Druckverlust die mögliche Einbringlänge in das zu beschichtende Rohr erheblich einschränkt (DE-OS 27 15 849).Methods are known in which using a rotating spray nozzle a plastic is applied to the inner wall of pipes. This Methods have the disadvantage that they are used to tear the beam required pressure loss the possible insertion length into the coating tube significantly limits (DE-OS 27 15 849).
Die Verwendung eines Schleudertellers, der durch seine Rotationsbewegung den Förderstrom auf eine hohe Beschichtungsenergie bringt, ist günstiger, insbesondere wenn radial angeordnete Leitbleche auf dem Schleuderteller angebracht sind oder Radialarme verwendet werden, (DE-OS 28 08 903, 28 26 628, 35 18 584 A1, DE 297 16 585 U1).The use of a spin plate, due to its rotational movement brings the flow rate to a high coating energy is cheaper, especially if radially arranged baffles on the centrifuge plate are attached or radial arms are used (DE-OS 28 08 903, 28 26 628, 35 18 584 A1, DE 297 16 585 U1).
Weiterhin sind Verfahren bekannt, die mit Schleudertellern arbeiten, bei denen das Kunststoffgemisch auf eine entgegen der Zugrichtung geöffnete Schleuderscheibe aufgebracht wird. Das Gemisch wird hierdurch spiralförmig auf dem Schleuderteller beschleunigt, wodurch der relativ lange Aufenthalt - bei Verwendung sehr hochreaktiver PUR - zum vorzeitigen Aushärten des Gemisches führen kann. Desweiteren können sich Entmischungseffekte einstellen.Furthermore, methods are known which work with centrifugal plates which the plastic mixture opened against the direction of pull Centrifugal disc is applied. This will result in the mixture accelerated in a spiral on the spin plate, which makes the relatively long Stay - when using very highly reactive PUR - for premature Curing of the mixture can result. Furthermore, can Set segregation effects.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen zu verbessern.The present invention has for its object the above To improve methods and devices.
Die Herstellung von Dickschichten von 1 bis < 20 mm in einer Durchfahrung erfordert hochreaktive Kunststoffe z. B. Polyurethane oder Polyharnstoffe (PUR) die thixotropes Verhalten und Topfzeiten von 0,5 bis 10 Sekunden aufweisen. Es besteht bei der Verarbeitung solcher Kunststoffe die Gefahr, daß ev. vorzeitig aushärtende Bestandteile die Vorrichtung verstopfen können. Es ist daher notwendig, den Aufenthalt von PUR nach dem Vermischen in der Beschichtungsvorrichtung so kurz wie möglich zu halten.The production of thick layers from 1 to <20 mm in one pass requires highly reactive plastics e.g. B. polyurethanes or polyureas (PUR) the thixotropic behavior and pot life of 0.5 to 10 seconds exhibit. When processing such plastics, there is a risk that that prematurely hardening constituents clog the device can. It is therefore necessary to stay PUR after the Keep mixing in the coating device as short as possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Ansprüche 1 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils zugehörigen Ansprüchen enthalten.According to the invention the object is solved by claims 1 and 9. Advantageous developments of the invention are in the respective associated Claims included.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird der aus mindestens 2 Komponenten sich zusammensetzende Kunststoff auf die Innenflächen eines Hohlkörpers, vorzugsweise Rohres, aufgebracht, indem eine in den Hohlkörper eingebrachte Beschichtungsvorrichtung den Hohlkörper durchfährt, wobei die Komponenten des Kunststoffes nach ihrer Vermischung innerhalb der Beschichtungsvorrichtung durch die axiale Fördergeschwindigkeit über eine Mischeraustrittsöffnung innerhalb einer Schleuderkammer auf einen der Mischeraustrittsöffnung gegenüberliegenden Konus auftreffen und eine erhöhte Beschleunigung erfahren, wodurch eine beschleunigte Verteilung des Kunststoffes auf einer Prallscheibe erfolgt und der Kunststoff über eine Austragsöffnung auf die Hohlkörperinnenfläche flächig aufgeschleudert wird.According to a preferred feature of the invention, at least 2 Components of composite plastic on the inner surfaces a hollow body, preferably a tube, applied by one in the Coating device introduced into the hollow body passes through, the components of the plastic according to their Mixing within the coating device by the axial Conveying speed via a mixer outlet opening within a Spin chamber onto one of the mixer outlet openings opposite cone hit and increased acceleration experienced, causing an accelerated distribution of the plastic on a Baffle plate takes place and the plastic on a discharge opening on the The inner surface of the hollow body is flung onto the surface.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Beschichtungsvorrichtung durch den Hohlkörper gezogen.According to a further feature of the invention, the Coating device pulled through the hollow body.
Der Kunststoff kann weiterhin nach einem anderen Merkmal der Erfindung über innerhalb der Schleuderkammer angeordnete Leitbleche beschleunigt und ausgeschleudert werden.The plastic can also according to another feature of the invention accelerated via baffles arranged inside the centrifugal chamber and be thrown out.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der aus der Austragsöffnung des Mischers ausgetragene Kunststoff zusätzlich mit einem körnigen und/oder faserigen Füllstoff vermischt werden, wobei diese Füllstoffe über eine Zuführ- und Verteilvorrichtung zugeführt werden, die in unmittelbarer Nähe der Beschichtungsvorrichtung angeordnet ist. According to a further feature of the invention, the from The discharge opening of the mixer is additionally discharged with a plastic granular and / or fibrous filler are mixed, these Fillers are fed via a feed and distribution device, which in is arranged in the immediate vicinity of the coating device.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung kann die Einbringlänge der Beschichtung erhöht werden, indem innerhalb des Schlauchpaketes zusätzliche Förderpumpen integriert werden.According to a preferred feature of the invention, the insertion length of the Coating can be increased by inside the hose package additional feed pumps can be integrated.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet weiterhin eine Vorrichtung zum Aufbringen einer aus mindestens zwei Komponenten sich zusammensetzenden Kunststoffschicht auf die Innenflächen von Hohlkörpern, die mindestens eine Mischeinrichtung und mindestens einen damit in Verbindung stehenden Schleuderteller umfaßt. Dabei ist die Mischeinrichtung innerhalb einer rotierenden Hohlwelle des umlaufenden Schleudertellers angeordnet, wobei sich an die Hohlwelle eine den Schleuderteller bildende Schleuderkammer anschließt, die aus einer Prallscheibe und einer Trägerscheibe gebildet wird, wobei Prallscheibe und Trägerscheibe durch eine profilierte Austragsöffnung miteinander verbunden sind und die Prallscheibe einen auf die Mischeraustrittsöffnung gerichteten Konus aufweist.The present invention further includes an apparatus for Apply one of at least two components yourself composite plastic layer on the inner surfaces of Hollow bodies, the at least one mixing device and at least one related spin plate includes. Here is the Mixing device within a rotating hollow shaft of the rotating Centrifugal disc arranged, one on the hollow shaft Centrifugal plate forming centrifugal chamber connects, which consists of a Baffle plate and a support plate is formed, with baffle plate and Carrier disc connected to each other by a profiled discharge opening and the baffle plate is directed towards the mixer outlet opening Has cone.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Beschichtungsvorrichtung doppelt ausgeführt, wobei die Schleuderteller winklig zueinander angestellt sind und die Austrittsöffnungen vorzugsweise als ineinandergreifende Radialarme gestaltet sind.According to a preferred feature of the invention Coating device executed twice, the spin plate are set at an angle to each other and the outlet openings are preferably are designed as interlocking radial arms.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind neben der Beschichtungsvorrichtung auf der Transportvorrichtung eine Zuführ- und Verteilvorrichtung für körnige und/oder faserige Füllstoffe angeordnet.According to a further feature of the invention, in addition to the Coating device on the transport device a feed and Distributing device for granular and / or fibrous fillers arranged.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen dieThe invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment are explained. In the drawings, the
Fig. 1 schematische Darstellung der Beschichtungsvorrichtung im Querschnitt, Fig. 1 shows a schematic representation of the coating apparatus in cross-section,
Fig. 2 schematische Darstellung der Gesamtanlage. Fig. 2 shows a schematic representation of the overall system.
Die Bezugszeichen sind auf der Liste der verwendeten Bezugszeichen erläutert. The reference numerals are on the list of reference numerals used explained.
Die Schleudertechnologie besteht aus PUR-Anlage (Materialbehälter, Pumpen, Heizung, Steuerung etc.), Zufuhrschlauchpaket, Transportvorrichtung und Beschichtungsvorrichtung, gemäß Fig. 2, sowie Druckluftkompressor und E-Generator. Im folgenden werden diese näher beschrieben.The centrifugal technology consists of a PUR system (material container, pumps, heating, control, etc.), supply hose package, transport device and coating device, as shown in FIG. 2, as well as a compressed air compressor and e-generator. These are described in more detail below.
Die in Frage kommenden PUR-Kunststoffe weisen bei 20°C Viskositäten bis zu 15.000 mPas und bei 70°C z. B. 80 mPas auf. PUR sind thixotrope Fluide. Um diese Viskositäten verarbeiten zu können, wird zumindest im Vorratsbehälter der Isocyanat-Seite ein Rührwerk benötigt, welches das Material fließfähig hält.The PUR plastics in question have viscosities up to 20 ° C to 15,000 mPas and at 70 ° C z. B. 80 mPas. PUR are thixotropic Fluids. In order to be able to process these viscosities, at least in Storage tank on the isocyanate side requires an agitator, which the Keeps material flowable.
Die Isocyanat-Komponente ist hydrophil, dies bedeutet, daß zumindest dieser Vorratsbehälter luftdicht abgeschlossen und mit Stickstoff beaufschlagt werden muß. Eine Alternative zu Stickstoff ist getrocknete Luft oder Luft, die durch Filter getrocknet wird die z. B. Silicagel enthalten. Die Vorratsbehälter haben einen Inhalt von ca. 100 l. Der Inhalt dieser Vor ratsbehälter ist jedoch bei größeren Einbringlängen, d. h. bei einem Rohrdurchmesser von 500 mm und 5 mm Schichtstärke schon nach ca. 24 m aufgebraucht. Deshalb wird eine Nachfüllanlage benötigt, die die laufende Versorgung sicherstellt.The isocyanate component is hydrophilic, which means that at least this storage container is sealed airtight and with nitrogen must be applied. An alternative to nitrogen is dried air or air that is dried by filters that z. B. contain silica gel. The storage containers have a capacity of approx. 100 l. The content of this before However, the container is for larger insertion lengths, d. H. at a Pipe diameter of 500 mm and 5 mm layer thickness after approx. 24 m used up. Therefore, a refill system is required that ensures ongoing supply.
Die Heizung kann z. B. aus einem Fallstrom-Erhitzer bestehen, der das Material auf Verarbeitungstemperatur bringt. Die Temperatur wird dann durch die getrennt beheizbaren Materialschläuche bis zum Mischer gehalten.The heater can e.g. B. consist of a downdraft heater that Brings material to processing temperature. The temperature will then held by the separately heated material hoses up to the mixer.
Aufgrund der geforderten Förderlängen und des zu erwartenden hohen Druckverlustes sind Förderdrücke von 300 bis 500 bar nötig. Somit werden also Hochdruckanlagen benötigt. Diese hohen Drücke werden mit Kolbenpumpen erreicht, die entweder mit Druckluft oder elektrischem Strom betrieben werden. Die Dosierung kann hierbei über Waagebalkensysteme - die manuell eingestellt werden - oder spezielle Volumenstromeinrichtungen erfolgen.Due to the required funding lengths and the expected high Pressure drops of 300 to 500 bar are necessary. So be so high pressure systems needed. These high pressures are associated with Piston pumps are achieved using either compressed air or electrical power operate. The metering can be done via balance beam systems - which are set manually - or special volume flow devices respectively.
Zum Einsatz solcher Volumenstromregelungssysteme ist eine SPS- Steuerung sinnvoll. Über eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) kann die gesamte Regelung der Anlage wie Förderdruck, Dosierung, Temperaturführung usw. programmiert bzw. geregelt werden. To use such volume flow control systems, a PLC Control makes sense. Via a PLC (programmable logic controller) can control the entire system such as delivery pressure, metering, Temperature control etc. can be programmed or regulated.
Das Zufuhrschlauchpaket besteht mindestens aus den Materialschläuchen und der Druckluftleitung für den Schleudertellerantrieb. Die Materialschläuche bestehen hierbei aus Hochdruckschläuchen, wie sie z. B. in der Hydraulik gebräuchlich sind. Das Heizen erfolgt durch Anlegen eines def. Stromes, der durch den Durchflußwiderstand der Metallarmierung Wärme erzeugt.The supply hose package consists at least of the material hoses and the compressed air line for the centrifugal disc drive. The Material hoses consist of high pressure hoses, such as z. B. are common in hydraulics. The heating is done by creating a def. Current through the flow resistance of the metal reinforcement Generates heat.
Je nach Überwachungs- und Steuerungsbedarf der Beschichtungsvorrichtung sind jedoch Signalleitungen vorzusehen, die der Datenübermittlung von z. B. Volumenstrommesseinrichtung, Temperaturüberwachung und Drehzahlmessung dienen.Depending on the monitoring and control needs of Coating device, however, signal lines are to be provided that the Data transmission from e.g. B. volume flow measuring device, Temperature monitoring and speed measurement serve.
In das Zufuhrschlauchpaket kann, je nach Aufgabenstellung, ein Zugseil integriert werden, vergl. Transportvorrichtung.Depending on the task, a pull rope can be placed in the supply hose package be integrated, see transport device.
Die Beschichtung in einmaliger Durchfahrung erscheint günstig. Die Zeiten für die Einbringung der Beschichtungsvorrichtung bzw. die Anzahl der nötigen Seileinbringungen in das Rohr können auf diese Weise so gering wie möglich gehalten werden. Die Einbringlänge sowie der Vorschub sollen hierbei so groß wie möglich sein. Durch die hohe Leistungsfähigkeit des Systems steigt auch die Wirkung ev. auftretender Fehler. Das Auftreten von Fehlern kann z. B. dazu führen, daß die komplette PUR-Anlage durch vorzeitige Aushärtung unbrauchbar wird.The coating in a single pass appears cheap. The times for the introduction of the coating device or the number of Required rope entries in the pipe can be as low as possible be kept possible. The insertion length and the feed should be as large as possible. Due to the high performance of the Systems also increases the effect of any errors that may occur. The appearance of Errors can e.g. B. cause the complete PUR system premature curing becomes unusable.
Die Voraussetzung für eine hohe Leistung ist das Verhalten des PUR nach der Aufbringung: Es soll in der vorgesehenen Schichtstärke, die 10 mm beträgt, eine gleichmäßige Schichtstärke und eine glatte Oberfläche aufweisen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn das Material nach dem Auftreffen auf die Wandung seine Eigenschaft des Fließens verliert. Hierzu kann die Topfzeit des Materials und/oder die Thixotropie entsprechend kurz bzw. hoch eingestellt werden. Um diese Eigenschaften einhalten zu können, müssen das Mischungsverhältnis als auch die Temperatur genauestens eingehalten werden.The prerequisite for high performance is the behavior of the PUR the application: It should be in the intended layer thickness, the 10 mm is a uniform layer thickness and a smooth surface exhibit. However, this is only possible if the material after Hitting the wall loses its flow property. For this the pot life of the material and / or the thixotropy can be correspondingly short or set high. In order to be able to maintain these properties, the mixing ratio as well as the temperature must be precise be respected.
Die Beschichtungsvorrichtung besteht aus einer Transportvorrichtung, auf die Mischer, Schleuderteller, Motor und Überwachungseinrichtungen sowie ev. Zusatzeinrichtungen montiert sind.The coating device consists of a transport device the mixer, spin plate, motor and monitoring devices as well any additional devices are installed.
Die Verweildauer der reaktiven Gemisches soll so kurz gehalten werden, daß es in keinem Fall zum Aushärten innerhalb des Kopfes kommen kann. Die Vermischung muß sehr gründlich erfolgen. The residence time of the reactive mixture should be kept so short that there can be no hardening inside the head. Mixing must be very thorough.
Die Aufbringenergie des Materials soll so hoch wie möglich sein, da angenommen wird, daß durch eine hohe kinetische Energie das Gemisch bis in die "letzten Rauhigkeiten" dringt. Weiterhin wird so das nötige hohe Ge schwindigkeitsgefälle unterstützt, welches thixotrope Fluide erst fließfähig macht. Die Auftreffenergie ist nötig, um die nötige Haftung des Materials an der Wandung zu gewährleisten und weiterhin die Anpassung an verschiedene Durchmesser (bes. bei der Durchfahrung von Bögen) zu unterstützen.The application energy of the material should be as high as possible because it is assumed that the mixture up to a high kinetic energy penetrates into the "last roughness". Furthermore, the necessary high Ge speed gradient supports which thixotropic fluid is only fluid makes. The impact energy is necessary to ensure the necessary adhesion of the material to ensure the wall and continue to adapt different diameters (especially when passing through arches) support.
Kein Druckverlust durch Umlenkung des Förderstromes auf die Wandung. Selbstreinigung des Mischers und der Scheibe, dadurch weniger Fehleran fälligkeit. Die Selbstreinigung ist dringend erforderlich, da gerade bei großen Einbringlängen Stopps unvermeidbar sein dürften, ferner werden hierdurch die partielle Sanierung bzw. Reparaturen ermöglicht.No pressure loss due to redirecting the flow to the wall. Self-cleaning of the mixer and the disc, therefore fewer errors Due date. Self-cleaning is urgently required, especially with large ones Insertion length stops should be unavoidable, furthermore this will partial renovation or repairs.
Um die Vermischung und Verweildauer so kurz wie möglich zu halten, können Gegenstrom-Injektionsmischer verwendet werden. Der Materialausstoß dürfte hierbei als Strahl erfolgen, der jedoch streut. Um diese Streuung auffangen zu können, wird erfindungsgemäß der Förderstrom auf die "gegenüber" liegende Scheibe gerichtet und dort durch den Verteilkonus sofort auf den Umfang gelenkt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht im vollständigen Auffangen des Gemischstroms, insbesondere bei hohen Ausstoßgeschwindigkeiten aus dem Mischer. Der Gemischstrom wird bei dieser Anordnung zentrisch auf den Schleuderteller geführt, was zu einer gleichmäßigen Verteilung des Gemisches über den Umfang der Scheibe bei geringster Verweildauer führt. Die Beschleunigung des Gemisches kann deutlich gesteigert werden durch den Einsatz von Leitblechen. Diese führen dazu, daß das Gemisch sofort nach Auftreffen auf der Scheibe "kanalisiert" wird und somit sofort die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe erreicht. Hierdurch wird auch die Aufbringenergie des Gemisches deutlich erhöht, denn Reibungsverluste durch Schlupf werden hierdurch konstruktiv ausgeschlossen.To keep the mixing and dwell time as short as possible, counter-current injection mixers can be used. Of the Material is likely to be emitted as a jet, but it scatters. Around To be able to absorb this scatter, the invention Flow directed towards the "opposite" disc and through there the distribution cone immediately directed to the circumference. The advantage of this The arrangement consists in completely collecting the mixture flow, especially at high discharge speeds from the mixer. The mixture flow is centered on the in this arrangement Spin plate led, resulting in an even distribution of the Mixture leads over the circumference of the disc with the shortest possible residence time. The acceleration of the mixture can be increased significantly by the use of baffles. These cause the mixture to stop immediately is "channeled" after hitting the disc and thus immediately Angular speed of the disc reached. This will also Application energy of the mixture increased significantly because of friction losses by slippage are hereby excluded constructively.
Die "Kanalisierung" des Gemisches dürfte einen weiteren Vorteil mit sich bringen: Durch die Verwendung von weiteren Leitblechen, die den Weg des Gemisches zwar deutlich verlängern, ist eine weitere Vermischung des Gemisches möglich. Die durch die Rotationsbeschleunigung hervorgerufene Zentrifugalkraft "drückt" das Gemisch in Richtung des Umfangs. Statische Mischer funktionieren nach demselben Effekt, hierbei wird jedoch die nötige Förderenergie durch den Förderdruck erzeugt.The "channeling" of the mixture should have another advantage bring: By using further baffles that the way of the Extending the mixture significantly is a further mixing of the Mixtures possible. The one caused by the rotational acceleration Centrifugal force "pushes" the mixture towards the circumference. Static Mixers work with the same effect, but this is the necessary one Conveying energy generated by the delivery pressure.
Die Leitbleche könnten in diesem Fall auch durch eine "Kugelpackung" unterstützt werden. Dieses Prinzip kann allerdings nur durch die Kanalisierung des Gemisches auf der Schleuderscheibe funktionieren, eine Entfernung der Leitbleche könnte die Wirkung einer Zentrifuge aufweisen: Das Gemisch entmischt sich wieder, denn die Komponenten haben zwar annähernd gleiche Dichten, aber ein sehr unterschiedliches Fließverhalten. Die hohe Geschwindigkeit der Schleuderscheibe sollte in jedem Fall ausreichend sein, um die Scheibe - auch wenn dort weitere Vermischung stattfindet - selbsttätig zu reinigen.In this case, the baffles could also be get supported. However, this principle can only be achieved through Channeling the mixture on the centrifugal disc works, one Removing the baffles could have the effect of a centrifuge: The mixture segregates again, because the components do have approximately the same densities, but a very different flow behavior. The high speed of the centrifugal disc should in any case be sufficient to the disc - even if there is further mixing takes place - to clean automatically.
Der Einsatz der Vermischung auf der Schleuderscheibe könnte den Einsatz rel. einfach ausgeführter Mischer ermöglichen, die mit weniger bewegten Teilen auskommen.The use of mixing on the slinger could be the use rel. simply designed mixers enable those with less agitated Share get along.
"Herkömmliche" Gegenstrom-Injektionsmischer verdüsen die Komponenten, um eine bessere Benetzung zu erreichen. Hierdurch entsteht auf Kosten der möglichen Schlauchlänge ein Druckverlust, der vermieden werden sollte. Weiterhin wird eine Spülvorrichtung nötig."Conventional" counterflow injection mixers spray the components, to achieve better wetting. This creates at the expense of possible hose length a pressure loss that should be avoided. A flushing device is also necessary.
Die Verwendung eines Nadelventils würde mehrere Vorteile ermöglichen: Die Ventile zur getrennten Absperrung der Komponentenzufuhr würden durch das Nadelventil ersetzt, welches beide Komponenten gleichzeitig absperrt. Die Reinigung erfolgt ebenfalls durch das Nadelventil, welches einen ev. entstehen Materialpfropfen herausdrückt. Die Verwendung der gleichzeitigen Absperrung erfordert jedoch absolut gleiche Materialdrücke der Komponenten damit keine Komponente in die Zuführung der anderen gelangen kann. Die Verwendung des Nadelventils erhöht somit die Fehleranfälligkeit des Systems und sollte von daher gründlich überdacht bzw. ausprobiert werden.Using a needle valve would offer several advantages: The valves to shut off the component supply separately replaced by the needle valve, which both components simultaneously cordoned off. The cleaning is also done by the needle valve, which a possible plug of material is pressed out. The use of the simultaneous shutdown, however, requires absolutely the same material pressures of the components so that no component is fed into the other can reach. The use of the needle valve thus increases the System susceptibility to errors and should therefore be thoroughly reconsidered or tried out.
Der Ersatz eines Gegenstrom-Injektionsmischers kann ev. auch durch einen dynamischen Mischer erfolgen. Dieser sollte jedoch als "Friktionsmischer" ausgeführt sein, da diese selbsttätig reinigend sind. Die Komponenten werden hierbei mittels einer hochtourig laufenden Schnecke (12 000 bis 20 000 U/min), welche konisch und wandgängig ausgebildet ist, durch die hohe Scherbeanspruchung zwischen Schnecke und Zylinderwandung vermischt. Es wird für diesen Mischer jedoch ein weiterer Motor benötigt. A counterflow injection mixer can also be replaced by a dynamic mixer. However, this should be used as a "friction mixer" be carried out as these are self-cleaning. The components are driven by a high-speed screw (12 000 to 20 000 U / min), which is conical and wall-accessible, through the high shear stress between worm and cylinder wall mixed. However, an additional motor is required for this mixer.
Eine Alternative zu beiden vorgenannten Mischern stellt der statische Mischer dar, welcher dann jedoch mit einer Druckluftspülung ausgestattet sein muß.An alternative to both of the aforementioned mixers is the static one Mixer, which is then equipped with a compressed air purge have to be.
Es sollten bei der Auswahl der Mischer nur Mischer berücksichtigt werden, die per Druckluft zu reinigen sind. Druckluft wird im Gegensatz zu Lösungsmitteln für den Antrieb der Schleuderscheibe schon zugeführt, wohingegen die Lösungsmittelverwendung zusätzlichen Aufwand benötigt, der aus Kosten, Umwelt- und Platzgründen vermieden werden sollte. Da die zentrische Aufbringung des Gemisches auf den Schleuderteller vorteilhaft ist, wird in jedem Fall die Befestigung des Schleudertellers auf einer Hohlwelle erforderlich.When selecting the mixers, only mixers should be taken into account which can be cleaned with compressed air. Compressed air is in contrast to Solvents for driving the centrifugal disc have already been added, whereas the use of solvents requires additional effort, which should be avoided for cost, environmental and space reasons. Because the centric application of the mixture to the spin plate is advantageous, the attachment of the spin plate is in any case a hollow shaft is required.
Die Form der Schleuderscheibe sollte den raschen, gleichmäßigen Austrag des Gemisches fördern sowie eine möglichst flächige Aufbringung gewährleisten. Der flächige Auftrag ist notwendig, um ungleichmäßigen Vorschub ausgleichen zu können. Die flächige Austragung kann erreicht werden durch ein Sägezahnprofil am Umfang. Die Austragung des Gemisches erfolgt hierbei auf der gesamten Breite des Profils. Eine weitere Methode ist die Kanalisierung derart auszuführen, daß die einzelnen Kanäle z. B. rohrförmig geformt und versetzt angeordnet werden.The shape of the centrifugal disc should ensure rapid, even discharge promote the mixture as well as an application as flat as possible guarantee. The areal application is necessary to make uneven To be able to compensate feed. The flat discharge can be achieved are by a sawtooth profile on the circumference. The host of the Mixing takes place over the entire width of the profile. Another The method is to carry out the channeling such that the individual channels e.g. B. shaped tubular and staggered.
Die Größe der Schleuderscheibe sollte so groß wie möglich ausgeführt werden, um die Aufbringenergie auf ein Maximum zu steigern. Hierbei ist darauf zu achten, daß verschiedene Rohrdurchmesser mit sowenig Vorrichtungen wie möglich beschichtet werden können.The size of the centrifugal disc should be as large as possible to increase the application energy to a maximum. Here is make sure that different pipe diameters with little Devices can be coated as possible.
Es erscheint sinnvoll, die Aufbringenergie durch hohe Drehzahlen zu erhöhen, dabei ist eine allzu feine Zerstäubung zu vermeiden. Günstig erscheinen hier "Tropfen" die wenig Luft mitreißen (und so den Hohlraumgehalt der Schicht verringern), die aber durch ihre Größe mehr kinetische Energie "binden" als kleinste "Tröpfchen".It seems sensible to increase the application energy by high speeds increase, avoiding too fine atomization. Cheap "drops" appear here that carry little air with them (and so the Reduce the void content of the layer), but due to its size more "bind" kinetic energy as smallest "droplets".
Die Transportvorrichtung dient zur Aufnahme der Beschichtungsvorrichtung.The transport device serves to receive the coating device.
Die Anpassung an verschiedene Rohrdurchmesser kann durch die Verwendung von z. B. pneumatischen Stellgliedern erfolgen. Hierdurch kann die Durchfahrung von z. B. Reduzierungen erfolgen. Die Reduzierung wird hierbei durch eine mitgeführte TV-Kamera erkannt oder durch den plötzlichen Stillstand der Beschichtung (wobei die Materialzufuhr sofort (automatisch) gestoppt werden muß).The adaptation to different pipe diameters can be done by Use of e.g. B. pneumatic actuators. This can the passage of z. B. Reductions are made. The reduction will recognized by a carried TV camera or by the sudden stoppage of the coating (the material supply immediately (automatically) must be stopped).
Längere Einbringstrecken sowie 3-D-Geometrien können den Einsatz eines Eigenantriebs erfordern. Während bei kürzeren Strecken der Vorschub der Vorrichtung über das Zufuhrschlauchpaket ggfs. über eine Zugseil und Winde erfolgen kann, dürfte die auftretende Reibung des Zugseiles und die sich proportional zur Einbringlänge erhöhende Masse des Zufuhrschlauchpaketes bei der Durchfahrung von Bögen und längeren Strecken nicht mehr ausreichen. Der Antrieb kann hierbei über elektrische Energie oder Druckluft erfolgen.Longer insertion distances and 3-D geometries can be used Require self-propelled. While the feed of the Device over the supply hose package, possibly via a pull rope and Can occur, the occurring friction of the pull rope and the mass increasing in proportion to the length of insertion Feed hose package when passing arches and longer Lines no longer suffice. The drive can be electrical Energy or compressed air.
Ein Selbstantrieb mit Eilgang hat den wesentlichen Vorteil, daß keine Seil verbindung vor Beginn der Beschichtung hergestellt werden muß. Die Beschichtung kann selbsttätig eingefahren werden, wozu nur eine Öffnung des Rohres erforderlich ist.A self-propelled rapid traverse has the main advantage that there is no rope connection must be made before coating begins. The Coating can be retracted automatically, for which only one opening of the pipe is required.
Die Verbindung von Scheren und Eigenantrieb dürfte weiterhin das "Klettern" in Leitungen ermöglichen. Mit Klettern ist die Durchfahrung von 3-D- Geometrien in z. B. Industrieanlagen auch bergauf möglich. Die fernverstellbaren Scheren in Verbindung mit reibungserhöhenden Rädern ermöglichen ein "Festklemmen" im Rohr, was die Voraussetzung für das Klettern darstellt.The combination of scissors and self-propelled should continue to "climb" enable in lines. With climbing is the passage of 3-D Geometries in z. B. Industrial plants also possible uphill. The remotely adjustable scissors in conjunction with friction-increasing wheels enable a "clamping" in the pipe, which is the prerequisite for that Represents climbing.
Da das Kernstück der Beschichtung aus Schleuderteller, Mischer und Motor besteht, ist diese rel. klein. Sie könnte deshalb auch auf einen vorhandenen Sanierungsroboter aufgesetzt werden.Because the core of the coating consists of a centrifugal disc, mixer and motor exists, this is rel. small. It could therefore also be based on an existing one Renovation robots are put on.
Je mehr Funktionen die Schleudertechnik ausführen kann, desto mehr zu überwachende und zu steuernde Parameter fallen an. Es ist deshalb notwendig, eine Stelle zu schaffen, an der alle Daten zusammenlaufen, um so kontrolliert und gesteuert zu werden. Hierzu bietet sich eine Leitstelle an. Gerade ein sehr leistungsfähiges System weist sehr viele Fehlerquellen auf, die schnell erkannt und beseitigt werden müssen.The more functions spin technology can perform, the more too Monitoring and control parameters are required. It is therefore necessary to create a place where all data converge to to be controlled and controlled in this way. A control center is available for this. A very powerful system has a lot of sources of error, that need to be recognized and eliminated quickly.
Die Steuerung sollte über eine SPS erfolgen.The control should take place via a PLC.
Die Leitstelle sollte in einem Fahrzeug untergebracht werden.The control center should be housed in a vehicle.
Anstatt der Beschichtungsvorrichtung läßt sich eine Sprühpistole anschließen, die das manuelle Beschichten von Flächen ermöglicht. Ist die Transportvorrichtung z. B. nicht in der Lage Bögen zu durchfahren, müssen diese per Hand beschichtet werden. Desweiteren bestehen einige Anlagen z. B. Klärwerke nicht nur aus Rohren, sondern aus Becken oder Behältern, die mit der Beschichtungsvorrichtung nicht beschichtbar sind. Auf diese Weise lassen sich sämtliche begehbare Querschnitte beschichten.Instead of the coating device, a spray gun can be used connect, which enables the manual coating of surfaces. Is the Transport device z. B. unable to drive through arches these are coated by hand. There are also some plants e.g. B. wastewater treatment plants not only from pipes, but from basins or containers, that cannot be coated with the coating device. To this All cross-sections that can be walked on can be coated in this way.
Die Erhöhung der Einbringlänge kann erreicht werden, wenn Verstärkerpumpen eingesetzt werden. Diese Verstärkerpumpen werden mit dem Zufuhrschlauchpaket in das Rohr geführt. Auf diese Weise lassen sich theoretisch mehrere Kilometer Einbringlänge realisieren. Hierzu erscheint es jedoch notwendig, eine andere Energiequelle als Druckluft zu verwenden, da die Druckverluste auf solch weiten Strecke unbeherrschbar werden dürften. Elektrischer Strom erscheint günstiger.The increase in insertion length can be achieved if Booster pumps are used. These booster pumps come with the supply hose package into the pipe. This way theoretically realize several kilometers of insertion length. For this it appears however, it is necessary to use a source of energy other than compressed air because the pressure drops over such a long distance should become uncontrollable. Electricity seems cheaper.
Die in Fig. 1 dargestellte Beschichtungsvorrichtung läßt sich mit Zusatzbausteinen ausrüsten, mit denen sich Füllstoffe in das geschleuderte Material einbringen lassen. Diese Füllstoffe können z. B. aus Fasern oder körnigen Anteilen bestehen. Die Einbringung von Fasern ermöglichen die Herstellung eines Verbundmaterials, wodurch - insbesondere beim Schleudern von hartem PUR oder Kunstharzen - höhere statische Festigkeiten erreicht werden können.The coating device shown in Fig. 1 can be equipped with additional components with which fillers can be introduced into the spun material. These fillers can e.g. B. consist of fibers or granular parts. The introduction of fibers enables the production of a composite material, which - particularly when spinning hard PUR or synthetic resins - can achieve higher static strengths.
Die Einrichtung hierfür besteht aus einer Faserzuführung, die aus einer Haspel besteht und sich außerhalb des Rohres befindet. Die Fasern werden durch einen flexiblen Schlauch, der in das Zufuhrschlauchpaket integriert wird, eingebunden. Auf der Beschichtungsvorrichtung ist dann ein Schnitzler angebracht, der die Fasern derart schneidet, daß sie in den Schleuderstrom befördert werden und auf diese Weise vom Gemisch umschlossen werden.The device for this consists of a fiber feed, which consists of a Reel exists and is outside the pipe. The fibers are through a flexible hose that is integrated into the supply hose package is involved. There is then a shredder on the coating device attached, which cuts the fibers so that they into the spin stream are transported and in this way enclosed by the mixture.
Sind die Fasern lang genug, kann davon ausgegangen werden, daß auf eine solche Weise auch Löcher oder Risse überdeckt werden können. Die Fasern dringen im Gegensatz zum reinen Material nicht in das Loch, sondern bleiben an der Rändern kleben, denn sie sind vor dem Auftreffen schon mit dem Gemisch benetzt und länger als Rißbreite. Die Fasern stellen somit für nachfolgende Fasern und Material ein nicht zu durchdringendes Hindernis dar und werden somit von weiteren Fasern bedeckt.If the fibers are long enough, it can be assumed that a holes or cracks can also be covered in this way. The fibers In contrast to the pure material, they do not penetrate the hole, but stick to the edges, because they are already with the impact wetted the mixture and longer than crack width. The fibers therefore represent subsequent fibers and material an obstacle that cannot be penetrated and are covered by other fibers.
Die Verwendung von körnigen Füllstoffen wird in der Industrie benutzt, um aus Kostengründen nicht nur den massiven Kunststoff verwenden zu müssen. Desweiteren eignen sich Füllstoffe - wie Fasern auch - zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften. Die hierzu notwendige Anlage erfordert jedoch eine pneumatische Förderung, bei der die Feststoffe z. B. zunächst in einen Behälter, der an der Beschichtungsvorrichtung angebracht ist, gefördert und dann per Schnecke o. ä. den Materialstrom zugeführt. Dieser Vorgang geschieht genauso wie die beschriebene Einbringung von Fasern, so daß die Pumpen und andere Bauteile durch die Feststoffbelastung keinerlei Verschleiß durch erhöhten Abrieb ausgesetzt sind.The use of granular fillers is used in the industry not only use the solid plastic for cost reasons have to. Furthermore, fillers - like fibers - are also suitable for Change in mechanical properties. The necessary for this However, the system requires pneumatic conveying, in which the solids e.g. B. first in a container attached to the coating device attached, conveyed and then the material flow by screw or the like fed. This happens exactly like the one described Introducing fibers so that the pumps and other components through the No wear and tear due to increased abrasion are.
Die Beschichtung von Abgängen hat bei Verwendung einer Schleuderscheibe den Nachteil, daß Abgänge nur in Schleuderrichtung beschichtet werden. Dies wird umgangen, wenn zwei Scheiben verwendet werden. Die Schleuderrichtung eines Tellers ist lediglich in der Lage eine Seite eines Abganges zu beschichten. Werden zwei Teller unterschiedlicher Drehrichtung verwendet, können beide Seiten beschichtet werden, so daß ein Übergang von Beschichtung zum Rohr entsteht.The coating of outlets when using a Centrifugal disc the disadvantage that exits only in the direction of centrifugation be coated. This is circumvented when two disks are used become. The direction of spin of a plate is only capable of one To coat one side of an outlet. Two plates become different Direction of rotation used, both sides can be coated so that there is a transition from coating to pipe.
11
Schleuderteller
Spin plate
22nd
Mischeinrichtung
Mixing device
33rd
Schleuderkammer
Spin chamber
44th
Hohlwelle
Hollow shaft
55
Prallscheibe
Baffle plate
66
Trägerscheibe
Carrier disc
77
Austragsöffnung
Discharge opening
88th
Mischeraustrittsöffnung
Mixer outlet opening
99
Konus
cone
1010th
Lagerung
storage
1111
//
1212th
Vorratsbehälter für die Komponenten des Beschichtungsmateriales
Storage container for the components of the coating material
1313
Pumpe
pump
1414
Schlauchpakethaspel
Hose package reel
1515
zu beschichtendes Rohr
pipe to be coated
1616
Zugseil
Traction rope
1717th
Schlauchpaket
Hose package
1818th
Beschichtungsvorrichtung
Coating device
1919th
beschichtete Rohrinnenfläche
coated inner pipe surface
2020th
Zugvorrichtung
Traction device
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