DE2241198A1 - Verfahren zur dosierung und mischung von verschiedenen stoffen, insbesondere von stoffen mit sehr unterschiedlichen viskositaeten und dichten - Google Patents

Verfahren zur dosierung und mischung von verschiedenen stoffen, insbesondere von stoffen mit sehr unterschiedlichen viskositaeten und dichten

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Description

Verfahren zur Dosierung und Mischung von verschiedenen Stoffen, insbesondere von Stoffen mit sehr unterschiedlichen Viskositäten und Dichten
Es sind bereits Pumpen bekannt» mit denen Stoffe, deren Viskositäten sich stark unterscheiden, gefördert werden können, Jedoch tritt dabei der Nachteil auf, daß der Förderungsdruck und damit die Pumpleistung für mehrere Stoffe verschieden ist, so daß eine einwandfreie Dosierung verschiedener zu mischender Stoffe nicht zustande kommt.
Diese bekannten Pumpen genügen auch dann den Anforderungen nicht, wenn man verlangt, daß die Stoffe einen Teil ihrer
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Eigenschaften auch nach der Weiterbehandlung behalten sollen, wie es z.B. bei synthetisch hergestellten organischen und anorganischen Verbindungen der Fall ist.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem diese Nachteile vermieden werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Dosierung bei konstanten, eventuell unterschiedlichen, Volumina und Drücken erfolgt, wobei die Förderung der Stoffe mittels eines oder mehrerer hydropneumatischer Konverter erfolgt und daß die Mischung in an sich bekannter Weise durchgeführt wird.
Der Druck des vom hydropneumatisehen Konverters erzeugten Schubes wird vorzugsweise durch Regelung dee pneumatischen Unterdruckes beliebig eingestellt.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist mindestens einen hydropneumatisehen Konverter sowie eine Mischkammer auf, zwischen denen eine Dosiereinrichtung angeordnet ist, die aus einem Zylinder mit einem verschiebbaren Kolben besteht.
Der Zylinder weist außer dem verschiebbaren Kolben vorteilhafterweise noch einen durch eine Mikrometerschraube verstellbaren Anschlag auf.
Der hydropneumatisehe Konverter besteht am einfachsten aus einer Zylinderpumpe mit regelbarem Druck,
Die Temperatur der Stoffe läßt sich mittels Warnefühlern konstant halten, die an der Dosiereinrichtung oder ihrem Auelaßteil angeordnet und mit Anzeigevorrichtungen verbunden Bind.
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Diese Anzeigevorrichtungen weisen vorteilhafterweise impuls gesteuerte Temperaturregler auf.
Die Vorrichtung weist Hochdruckpumpen auf, die einen Kunststoff über eine Mehrweg-Verteileinrichtung einer Dosiereinrichtung zuführen, von wo aus er in die Mischkammer gelangt, während eine andere Kochdruckpumpe ebenfalls über eine geeignete Mehrweg-Verteileinrichtung und eine Dosiereinrichtung der Mischkammer gleichzeitig einen Katalysator zuführt.
Besonders günstig ist es, wenn an verschiedenen Stellen ringförmige Temperaturregeleinrichtungen angeordnet sind, die aus Rohrschlangen bestehen, in denen eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, so daß die Temperaturen der einzelnen geförderten Stoffe beliebig reguliert werden können.
^ besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn zwei Mehrweg-Verteileinrichtungen vorgesehen sind, die gleichzeitig sowohl die Mischkammer als auch die Dosiereinrichtung versorgen. ·
Die Mischkammer weist eine Meß- und Regeleinrichtung für . die Wärmezufuhr auf.
Ein mit diesem Verfahren hergestelltes Kunstharz-Konglomerat weist ein Phenol-Formaldehyd-Harz auf, sowie eine oder mehrere der folgenden Verbindungen: TiO2, Glimmer, Asbest, synthetische oder anorganische Fasern, wie organische Kunstharze, Polyamide oder Glasfasern.
Bin geeignetes Verfahren zur Herstellung dieses Kunst- ' harz-Konglomerats besteht darin, daß dem Phenol-Formaldehyd-Harz eine oder mehrere dieser Verbindungen bei einer Temperatur zwischen 20 und 800C,vorzugsweise. 500C^ zusammen mit Na-Bicärbona
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oder einem Porophor beigemischt werden und daß die Polykondensation des Konglomerats durch Zugabe von 8 bis 10 Gew.-K des Harzes eines geeigneten Katalysators erfolgt.
Der Katalysator besteht vorzugsweise aus einer oder mehreren der folgenden Säuren: ClH, H2SO^, Η,ΡΟ^, Schwefel-Benzol-Säure .
Oer Anteil der im Kunstharz-Konglomerat enthaltenen Verbindungen beträgt AO bis 80 % und vorzugsweise 55 bis 75%*
Die Miechgeschwindigkeit ändert sich in Abhängigkeit von der Drehzahl des Mischers, die zwischen 1500 U/m am Anfang und 750 U/m liegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist es insbesonders möglich, thermisch und akustisch isolierende, unbrennbare Stoffe herzustellen. An derartigen Stoffen besteht ein großes Interesse, da sie nicht nur Temperaturen mit der Größenordnung von 30000C standhalten können, weil sie bei diesen Temperaturen unbrennbar sind, sondern auch well sie bei diesen Temperaturen keinerlei giftige Dämpfe entwickeln.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher erläutert werden.
Bei der in der Figur schematisch dargestellten Anadnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; sind mit 1 und 1' zwei hydropneumatische Hochdruckpumpen bezeichnet, denen Luft mit einem Durck von 1 bar mittels eines elektrisch steuerbaren Ventils zugeführt v/ird. Der unter Hochdruck stehende Teil reicht i* einen nicht dargestellten Behälter, den erbeliefert und der einen der Ausgangsstoffe enthält.
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Ausgangsseitig sind die Hochdruckpumpen über Rohrleitungen 2 und 2·, die mit nicht dargestellten Manometern versehen sind, mit Mehrweg-Verteileinrichtungen 3-j > 32, 3-p und 3ο1 verbunden, die die Versorgung sowohl der Dosiereinrichtung 4 über die Rohrleitungen 5 und 51 als auch die Versorgung der Mischkammer 6 über die Rohrleitungen 7, 71, 8^, S2, 8>j und 82 ! gewährleisten.
Mittels einer Pumpe 9, einer Rohrleitung 10, einer Mehrweg-. Verteileinrichtung 11 und einer Rohrleitung 12 wird einer Dosiereinrichtung 13 ein Katalysator zugeführt, der über die Rohrleitung 14,die Mehrweg-Verteileinrichtung 11 und die Rohrleitung 15 in die Mischkammer 6 gelangt.
Die Mischkammer 6 ist mit einer Rühreinrichtung versehen,
z.B. einer Turbine 16, die durch nicht dargestellte-Mittel, wie z.B. einen Motor, angetrieben werden.
-Das Auslaßteil 17, durch das die innig vermischten Stoffe die Mischkammer verlassen, wird durch einen nicht dargestellten Hahn geöffnet , der wiederum in Abhängigkeit von der Stellung der Mehrweg-Verteileinrichtungen 3^» 32r 3^' und 32 f betätigt wird. Während nun die Zufuhr eines Aus- ■ gangsstoffes,z.B. durch die Mehrweg-Verteileinrichtungen 3.J und 3^'tzur Dosiereinrichtung 4 gesteuert wird, regeln die anderen, z.B. 32 und 32'# die Zufuhr zur Mischkammer
Die Stellung der Mehrweg-Verteileinrichtungen wird durch das nicht dargestellte Manometer geregelt, das den Druck der Dosiereinrichtung mißt. Ein durch den Maximaldruck in der völlig gefüllten Dosiereinrichtung ausgelöstes Signal bewirkt eine Entleerung der Dosiereinrichtung in dio Mischkammer, während die Dosiereinrichtung gleichzeitig wieder gefüllt wird. Dabei sind für jeden Ausgangsstoff eine eigene Pumpe mit Dosiereinrichtung vorzusehen.
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Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Temperatur der einzelnen Ausgangsstoffe während ihr. ■ förderung durch die verschiedenen Rohrleitungen mit großer Genauigkeit zu regeln, beispielsweise durch Heiz- odor Kühlschlangen, die etwa an der Dosiereinrichtung angeordnet sind und in denen eine geeignete Flüssigkeit oder ein geeignetes Gas zirkulieren, die zu einein externen Kreislauf gehören.
Am günstigsten ist es, wenn die Temperatur der Stoffe konstant gehalten wird, wie es mittels Wärmefühlern erfolgen kann, die an der Dosiereinrichtung oder ihrem Aus laßteil angebracht sein können und die mit Anzeigevorrichtungen und impulsgesteuerten Temperaturreglern ver* bunden sind.
In der Mischkammer erfolgt dann die homogene gewünschte Vermischung aller Ausgangsstoffe zu einem Gemisch, das beispielsweise Ausgangsstoff für eine organische Verbindung ist. So kann ein Zellwachstum sich auf Grund der Beimischung eines geeigneten Katalysators im Maße seiner Dispersion im Gemisch ausbilden, auf Grund einer isothermen Reaktion, die durch regelbare Wärmezufuhr beschleunigt werden kann, die wiederum durch Heizschlangen an der Mischkammer erfolgen kann.
Die beschriebene Anläge eignet sich insbesondere zur Herstellung neuer Stoffe, wie z.B. eines.Kunstharz-Konglomerats, das beispielsweise ein Phenol-Formaldehyd-Harz aufweist, in dem eine oder mehrere Verbindungen wie TiO2I Glimmer, Asbest, synthetische Fasern, Polyamide, Glasfasern usw. enthalten sind.
Jedo Hochdruckpumpe 1 und 1' beliefert die Dosiereinrichtung h Ubor clio Mehrweg- Ver te !!einrichtungen 3i» 3o» 3 ι * und 3p1 .■.owl'* elin Rohrleitungen 5 und 5' mit den Stoffen, die zu:· ti :a gewünschten Konglomerats or forderlich Mnd.
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Die quantitativ bestimmten Mengen werden danach der Mischkammer 6 durch die Rohrleitungen 7 und 7' ,über weitere Mehrweg-Verteileinrichtungen und durch die Rohrleitungen 8V 8Z' 8V* und 82? zuSeführt.
Gleichzeitig wird ein Katalysator, z.B. PO^H * N/3 im Verhältnis von 8 Gew.-Jj des Harzes der Mischkammer mitteLs der Pumpe 9, der Rohrleitung 10, der Verteileinrichtung 11 und der Rohrleitung 12 zugeführt.
Zusammen mit den das Konglomerat bildenden Stoffen werden der Mischkammer stickstoffabgebende Substanzen , beispielsweise COg HNa oder ein Porophor zugeführt, die eine begrenzte Ausdehnung der hergestellten Verbindung gewährleisten, wobei die günstigste Temperatur bei etwa 450C liegt.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß hergestellten Kunstharz-Konglomerats wird im folgenden gegeben.
Der Mischkammer 6 werden 50 Teile eines Phenol-Formaldehyd-Harzes zugeführt, sowie 10 Teile TiO^, 20 Teile Glimmer, teils als Perlchen, teils als Pulver, 15 Teile faserförmiges und pulverförmiges Asbest und 5 Teile Magnesiumsilikat oder CaCO,. Außerdem werden 3,5 Teile HJPO^ und etwa 2 Teile eines Porophors oder CO,HNa beigegeben und eine Temperatur in der Dosiereinrichtung 4 von 450C eingehalten.
Der Mischkammer 6 , die sich ebenfalls auf einer Temperatur von 450C befindet, wird eine Menge von"50 bis 100 kg/min zugeführt, ihr Ausstoß beträgt 200 bis 500 l/h, bei einem Ausstoßdruck von 435 bar.
Das erhaltene Konglomerat weist ein spezifisches Gewicht zwischen 180 und 200 g/l auf, eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit, sowie eine hervorragende Abreibfestigkeit.
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Das Kunstharz-Konglomerat ist unbrennbar bei einer Temperatur von 300O0C und besitzt eine gute thermische Leitfähigkeit, dessen Faktor bei einer Probe von 25 cm Dicke zu ^25 *~* 0>80 bestimmt wurde. Außerdem scheint es bei völliger Wasserundurchlässigkeit völlig unverrottbar zu sein.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die angegebenen Beispiele, sondern umfaßt alle Varianten, die dem einschlägigen Fachmann geläufig sind.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Dosierung und Mischung von verschiedenen Stoffen, insbesondere von Stoffen mit sehr unterschiedlichen Viskositäten und Dichten, dadurch gekennzeichnet , daß die Dosierung bei konstanten, eventuell unterschiedlichen, Volumina und Drücken erfolgt, wobei die Förderung der Stoffe mittels eines oder mehrerer hydropneumatischer Konverter erfolgt und' daß die Mischung in an sich bekannter V/eise durchgeführt wird.
    2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k· e η η zeichnet , daß der Druck des vom hydropneumati sehen Konverters erzeugten Schubes durch Regelung des pneumatischen Unterdruckes beliebig eingestellt wird.
    3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie mindestens einen hydropneumatisehen Konverter sowie eine Mischkammer aufweist, zwischen denen eine Dosiereinrichtung angeordnet ist, die aus einem Zylinder mit einem verschiebbaren Kolben besteht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder außer dem verschiebbaren Kolben noch einen durch eine Mikrometerschraube verstellbaren Anschlag aufweist.
    5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß der hydropneumatisehe Konverter aus einer Zylinderpumpe mit regelbarem Druck besteht.
    6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 5p dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der Stoffe mittels V/Hrmefühlern konstant gehalten wird, die an der
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    BAD OfilGlNAL
    Dosiereinrichtung oder ihrem Auslaßteil angeordnet und mit Anzeigevorrichtungen verbunden sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigevorrichtung impulsgesteuerte Temperaturregler aufweist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie Hochdruckpumpen aufweist, die einen Kunststoff über eine Mehrweg-Verteileinrichtung einer Dosiereinrichtung zuführen, von wo aus er in die Mischkammer gelangt, während eine andere Hochdruckpumpe ebenfalls über eine geeignete Mehrweg-Verteileinrichtung und eine Dosiereinrichtung der Mischkammer gleichzeitig einem Katalysator zuführt.
    9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß an verschiedenen Stellen ringförmige Temperaturregeleinrichtungen angeordnet sind, die aus Rohrschlangen bestehen, in denen eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, so daß die Temperaturen der einzelnen geförderten Stoffe beliebig reguliert werden können.
    10. Anordnung nach Ansprüchen 8 und 9» dadurch gekennzeichnet , daß zwei Mehrweg-Vertsileinrichtungen vorgesehen sind, die gleichzeitig sowohl die Mischkammer als auch die Dosiereinrichtung versorgen.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischkammer eine MeO- und Regeleinrichtung für die Wärmezufuhr aufweist.
    12. Kunstharz-Konglomerat, dadurch gekennzeichnet , daß es ein Phenol-Forr.aldehyd-Harz aufweist, sowie eine oder mehrere der folgenden Verbindungen:
    3Ö9 809/0Ö77 ... ι -ι.
    TiC>2» Glimmer, Asbest, synthetische oder anorganische Fasern, wie organische Kunstharze, Polyamide oder Glasfasern.
    13. Verfahren zur Herstellung eines Kunstharz-Konglomerats / nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet ,/ daß dem Phenol-Formaldehyd-Harz eine oder mehrere dieser Verbindungen bei einer Temperatur zwischen 20 und 800C, j vorzugsweise 500C, zusammen mit Na-Bicarbonat oder einem Porophor beigemischt werden und daß die Polykondensation des Konglomerats durch Zugabe von 8 bis 10 Gew.-% des Harzes eines geeigneten Katalysators erfolgt.
    14. Verfahren nach Ansprüchen 12 und 13» dadurch gekennzeichnet , daß der Katalysator aus einem oder mehreren der folgenden Säuren besteht: ClH, H2SO^, Η,ΡΟ^, Schwefel- Benzol-Säure.
    15. Verfahren nach Ansprüchen 12 bis 14, dadurch g e kennzeichnet , daß der Anteil der im Kunstharz-Konglomerat' enthaltenen Verbindungen zwischen 40 und 80 %, vorzugsweise 55 bis 75 % beträgt.
    16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Mischgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl des Mischers ändert, die zwischen 1500 U/m am Anfang und 750 U/m liegt.
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