DE19933245A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schäumen, insbesondere aufgeschäumten Porenleichtstoffen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Schaums, insbesondere eines aufgeschäumten Porenleichtstoffs, bei dem eine Schlämme, die eine Trägerflüssigkeit und einen Schaumbildner sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Verzögerer, Beschleuniger, Stabilisatoren, Verflüssiger, Binder und Füllstoffe, beinhaltet, durch Zufügung eines Gases in einen Schaum bzw. Porenleichtstoff umgewandelt wird, aus dem sie einer nachgeschalteten, ein regelbares Luftzuführventil aufweisenden, Aufschäumeinrichtung zugeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schaums, ins­ besondere eines aufgeschäumten Porenleichtstoffs, bei dem eine Schlämme, die eine Trägerflüssigkeit und einen Schaumbildner sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Verzögerer, Beschleuniger, Stabilisatoren, Ver­ flüssiger, Binder und Füllstoffe, beinhaltet, durch Zufügung eines Gases in einen Schaum bzw. Porenleichtstoff umgewandelt wird.

Bei einem aus dem Patent DE 41 18 537 C1 bekannt gewordenen Verfahren der vorstehend beschriebenen Art erfolgt die Vermischung aller Anteile und die Auf­ schäumung in einem Ventilblock mit zwei hintereinander angeordneten Düsen, was in der Praxis eine sehr kleinräumige und damit auch einfache und billige Baueinheit ergib. Diese bekannte Anordnung hat das mit ihr auszuführende Ver­ fahren, arbeitet aber nur unter bestimmten Betriebsbedingungen fehlerfrei und insbesondere nur dann, wenn kontinuierlich gearbeitet wird. Wenn sehr diffizile Mischverhältnisse der Zuschlagstoffe einerseits und der notwendigen Druckver­ hältnisse andererseits auftreten und wenn noch dazu die Schaum- oder Poren­ leichtstoffproduktion sehr diskontinuierlich erfolgen soll, ergeben sich jedoch er­ hebliche Funktionsprobleme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubil­ den, dass unabhängig von der Art der verwendeten Trägerflüssigkeiten und der Zuschlagstoffe und abhängig davon, wie die Druck- und Mischverhältnisse zweckmäßigerweise eingestellt werden soll, stets optimale Ergebnisse erzielt wer­ den, auch wenn die Anlage im diskontinuierlichen Betrieb arbeiten soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schlämme zunächst in einen Zwischenspeicher gefördert wird, aus dem sie einer nachge­ schalteten, ein regelbares Luftzuführventil aufweisenden Aufschäumeinrichtung zugeführt wird.

Dabei erfolgt die Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt in der Weise, dass eine Trägerflüssigkeit, bzw. eine diese Trägerflüssigkeit und die Zusatzstoffe enthaltende Vorschlämme, in einer ersten Injektionspumpe mit dem Schaumbildner vermischt und in den Zwischenspeicher eingebracht wird und dass als Aufschäumeinrichtung eine zweite Injektionspumpe verwendet wird, der das zum Aufschäumen dienende Gas unter Ansaugung der Schlämme aus dem Zwischenspeicher unter Druck zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Vorsehen eines Zwischenspeichers zwischen der ersten Injektionspumpe, die lediglich der Vermischung der Trägerflüssigkeit mit allen ge­ wünschten Zuschlagstoffen dient und der zweiten, das eigentliche Aufschäumen unter Zufügung eines Gases, beispielsweise von Luft, bewirkenden zweiten Injek­ tionspumpe hat den Vorteil, dass eine genaue und gleichmäßige Dosierung der Additive auch in kleinsten Mengen möglich ist und dass darüber hinaus auch die Druckverhältnisse der ersten Injektionspumpe und in der zweiten Injektionspumpe völlig unabhängig voneinander einstell- und regelbar sind. Dies wiederum ermög­ licht die Herstellung von Porenleichtstoffen mit einer Trockenrohdichte unter 100 kg/m³.

Das Verfahren für die Herstellung des Schaums oder eines Porenleichtstoffs un­ terscheidet sich dabei lediglich durch die verwendeten Additive. Verwendet man nur eine Trägerflüssigkeit, ein Schaummittel und gegebenenfalls einen Stabilisa­ tor, so erzeugt man daraus einen Schaum. Fügt man auch noch weitere Bindemit­ tel, beispielsweise Zement od. dgl. und gegebenenfalls auch Zuschlagstoffe wie Granulat od. dgl. bei, so lässt sich anstelle eines Schaums ein aufgeschäumter Porenleichtstoff erzeugen.

Unabhängig davon, ob ein Schaum oder ein aufgeschäumter Porenleichtstoff er­ zeugt werden soll, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Trägerflüssigkeit und/oder die Zuschlagstoffe, und/oder die Schlämme und/oder das Aufschäum-Gas über einstellbare Dosiervorrichtungen, insbesondere Durch­ flussmesser, Pumpen und Regelventile zugeführt werden.

Obgleich es selbstverständlich möglich ist und in der Praxis auch vorgesehen sein soll, um unter vereinfachten Produktionsbedingungen eine einfache leicht trans­ portable Vorrichtung zur Herstellung des Schaums oder des Porenleichtstoffs zu realisieren, die verschiedenen Dosiervorrichtungen von Hand, beispielsweise durch entsprechende Stellräder zu verstellen, hat es sich in weiterer Ausgestal­ tung der Erfindung doch als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Dosier­ vorrichtungen zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des Schaums bzw. des Porenleichtstoffs über eine programmgesteuerte elektrische Steuervorrich­ tung aufeinander abgestimmt geregelt werden. Sowohl ein Schaum, als auch ein aufgeschäumter Porenleichtstoff lässt sich durch eine solche programmgesteuerte elektrische Steuervorrichtung in variabler Zusammensetzung herstellen, wobei neben der freien Verstell- und Programmierbarkeit bevorzugt eine Vielzahl von Standardprogrammen vorgesehen sein können, die für die verschiedensten An­ wendungsfälle und für die verschiedenartigsten Typen von Schäumen bzw. auf­ geschäumten Porenleichtstoffen die geeigneten Produktionsbedingungen auto­ matisch vorgeben und dafür sorgen, dass einer bestimmten Menge der Träger­ flüssigkeit die optimalen Mengen der Zuschlagstoffe oder Additive zugeführt und sowohl die Vermischung unter den optimalen Druckbedingungen als auch das Aufschäumen in der zweiten Injektionspumpe jeweils unter den geeignetsten Verfahrensdrucken erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dabei auch vorgesehen sein, dass bei diskontinuierlichem Verbrauch an der Aufschäumeinrichtung die Schlämme in Abhängigkeit vom Füllstand des Zwischenspeichers gefertigt wird, d. h. die erste Injektionspumpe kontinuierlich bis zu einem bestimmten Füllstand des Zwischen­ speichers fertigt, unabhängig davon ob ein Verbrauch an der zweiten Injekti­ onspumpe stattfindet oder nicht. Durch dieses kontinuierliche oder quasi kontinu­ ierliche Arbeiten der ersten Injektionspumpe lassen sich sehr viel gleichmäßigere Fertigungsbedingungen der Schlämme einhalten und das Ansaugen der Additive kann hierbei auch tatsächlich dosiert erfolgen, was bei einem sehr diskontinuierli­ chen Verbrauch an der Aufschäumeinrichtung und einem entsprechend gleichzei­ tig damit erfolgenden diskontinuierlichen Betrieb der ersten, zur Beimischung der Zuschlagstoffe dienenden, Injektionspumpe nicht der Fall wäre. Der erfindungs­ gemäße Betrieb mit dem Zwischenspeicher, dem die erste Injektionspumpe so lange zufördert bis dieser bis zu einem gewissen Ausmaß gefüllt ist, hat den Vor­ teil, dass neben der gleichmäßigeren Mischung und der daraus resultierenden besseren Qualität des Schaums bzw. des aufgeschäumten Porenleichtstoffs auch die Vorrichtungsteile weniger abgenutzt werden und demzufolge die Anlage war­ tungsfreier und länger laufen kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung vorge­ sehen, die dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang einer ersten Injekti­ onspumpe mit einer vorgeschalteten Flüssigkeitszuführpumpe und einem Ein­ saugeinlass für Additive mit dem Eingang und der Einsaugeinlass einer mit einer vorgeschalteten Gaszuführeinrichtung versehenen zweiten Injektionspumpe mit dem Ausgang des Zwischenspeichers verbunden ist.

Die Gaszuführeinrichtung kann dabei entweder eine Gaspumpe oder gegebenen­ falls auch ein Gasdruckspeicher sein, beispielsweise eine Hochdruckgasflasche mit angeschlossenem Regelauslassventil.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, dass die Dosiervorrich­ tungen, Durchflussmesser, Pumpen, Regelventile od. dgl. zumindest teilweise ferngesteuert regelbar und mit einer programmierbaren Steuereinheit verbunden sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Schaums oder eines aufgeschäumten Porenleichtstoffs zeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine erste Injektionspumpe 1 mit ei­ nem zu einer Düse 2 führenden Einlass 3, dem entweder einer Trägerflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser (speziell bei der Herstellung eines Schaums), oder aber auch eine Vorschlämme, bestehend aus einer Trägerflüssigkeit und Zu­ schlagstoffen, wie Binderstoffen, Füllstoffen, Granulaten od. dgl., zugeführt wird. Die Zuführung erfolgt über eine nicht gezeigte regelbare Pumpe. Die Injekti­ onspumpe 1 weist neben dem Einlass 3 für die Trägerflüssigkeit oder die Vor­ schlämme einen Einsaugeinlass 4 für zusätzliche Additive, insbesondere für einen Schaumbildner auf, der unter der Wirkung des von der Düse 2 erzeugten Unter­ drucks angesaugt und innig mit der Trägerflüssigkeit oder der Vorschlämme ver­ mischt wird. Über den Auslass 5 der Injektionspumpe 1 wird die so hergestellte Schlämme 6 in einen Zwischenspeicher 7 gefördert, der mit seinem Auslass 8 mit dem Einsaugeinlass 9 einer zweiten Injektionspumpe 10 verbunden ist. Diese ent­ sprechen der Injektionspumpe 1 aufgebaute zweite Injektionspumpe 10 mit ebenfalls einer Düse 11 und einem Einlass 12 ist mit diesem Einlass an einen Gasdruckspeicher, also entweder eine Gasflasche mit Druckreduzierventil oder aber auch eine Gasförderpumpe angeschlossen, die als Aufschäumgas einfache Umgebungsluft verarbeitet. Das aus der Düse 11 austretende Gas saugt die Schlämme aus dem Zwischenbehälter 7 an und bringt diese am Ende des vor­ zugsweise konisch aufgeweitet ausgebildeten Austragschaumrohrs 13 zum Auf­ schäumen, so dass bei 14 ein Schaum oder aber bei Zufügung der entsprechen­ den Binderstoffe und Füllstoffe ein aufgeschäumter Porenleichtstoff austritt.

Die Pumpen zum Versorgen der Injektionspumpe 1 und 10 und alle sonstigen Dosiervorrichtungen und Ventile, die der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht mit dargestellt sind, sowie gegebenenfalls die verstellbaren Düsen 2 und 11 kön­ nen sowohl von Hand verstellbar als auch bevorzugt zumindest teilweise fernge­ steuert regelbar und mit einer programmierbaren Steuereinheit verbunden sein. Dadurch lassen sich exakte und den jeweils gewünschten Verhältnissen, also der Art und dem Aufschäumgrad eines Schaums sowie der Trockenrohdichte eines Porenleichtstoffs am optimalsten angepasste Produktionsverhältnisse erzielen. Der Zwischenbehälter 7 ist mit einer nur schematisch als Kästchen 15 angedeute­ ten Füllstandsmesseinrichtung für die ein von der Injektionspumpe 1 in den Ein­ gang 16 des Zwischenbehälters eingebrachte Schlämme ausgerüstet, die eben­ falls mit der bereits angesprochenen programmierbaren Steuereinheit verbunden ist, um zu vermeiden, dass die erste Injektionspumpe in gleicher Weise intermittie­ rend betrieben werden muss, wie die zweite Injektionspumpe, die ja beim Arbeiten auf einer Baustelle oft sehr diskontinuierlich aus- und eingeschaltet wird. Die erste Injektionspumpe 1 fördert Schlämme so lange in den Zwischenbehälter bis dieser bis zu einem vorgegebenen Füllstand gefüllt ist, unabhängig davon, ob die zweite Injektionspumpe arbeitet oder nicht, d. h. unabhängig davon, ob Schaum oder Porenleichtstoff tatsächlich im Augenblick produziert werden soll. Dies bedeutet, dass die erste Injektionspumpe entweder kontinuierlich arbeitet (wenn ein ständi­ ger Bedarf an der zweiten Injektionspumpe besteht) oder aber zumindest quasi kontinuierlich über einen längeren Zeitraum betrieben wird und nicht immer ganz kurzfristig ein- und ausgeschaltet wird. Dieses kurzfristige Ein- und Ausschalten würde die exakte Vermischung und Ansaugung der Trägerflüssigkeit bzw. der Vorschlämme und der Additive in der Injektionspumpe 1 und ihre innige Vermi­ schung stark beeinträchtigen und somit verhindern, dass tatsächlich optimal be­ ständige und gleichmäßige Produkteigenschaften aufweisende Schäume oder Porenleichtstoffe erzielt werden können.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines Schaums, insbesondere eines aufge­ schäumten Porenleichtstoffs, bei dem eine Schlämme, die eine Trägerflüs­ sigkeit und einen Schaumbildner sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstof­ fe, wie beispielsweise Verzögerer, Beschleuniger, Stabilisatoren, Verflüssi­ ger, Binder und Füllstoffe, beinhaltet, durch Zufügung eines Gases in einen Schaum bzw. Porenleichtstoff umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlämme zunächst in einen Zwischenspeicher gefördert wird, aus dem sie einer nachgeschalteten, ein regelbares Luftzuführventil auf­ weisenden, Aufschäumeinrichtung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Träger­ flüssigkeit, bzw. eine diese Trägerflüssigkeit und die Zusatzstoffe enthal­ tende Vorschlämme, in einer ersten Injektionspumpe mit dem Schaumbild­ ner vermischt und in den Zwischenspeicher eingebracht wird und dass als Aufschäumeinrichtung eine zweite Injektionspumpe verwendet wird, der das zum Aufschäumen dienende Gas unter Ansaugung der Schlämme aus dem Zwischenspeicher unter Druck zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trä­ gerflüssigkeit, und/oder die Zusatzstoffe, und/oder die Schlämme und/oder das Aufschäum-Gas über einstellbare Dosiervorrichtungen, insbesondere Durchflussmesser, Pumpen und Regelventile, zugeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervor­ richtungen zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften des Schaums bzw. des Porenleichtstoffes über eine programmgesteuerte elektrische Steuervorrichtung aufeinander abgestimmt geregelt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei diskontinuierlichem Verbrauch an der Aufschäumeinrichtung die Schlämme in Abhängigkeit vom Füllstand des Zwischenspeichers gefertigt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (5) einer ersten Injekti­ onspumpe (1) mit einer vorgeschalteten Flüssigkeitszuführpumpe und ei­ nem Einsaugeinlass (4) für Additive mit dem Eingang (16) und der Einsaug­ einlass (9) einer mit einer vorgeschalteten Gaszuführeinrichtung versehe­ nen zweiten Injektionspumpe (10) mit dem Ausgang eines Zwischenspei­ chers (7) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier­ vorrichtungen, Durchflussmesser, Pumpen, Regelventile od. dgl. zumindest teilweise ferngesteuert regelbar und mit einer programmierbaren Steuer­ einheit verbunden sind.