DE2745463B2 - Verfahren zum Prüfen und Überwachen der Trockendichte einer durch ein Naßformverfahren hergestellten Isolierplatte aus insbesondere Perlit oder Schlackenwolle mit Faseranteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich u.af ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Üblicherweise werden platten- oder tafelförmige Isoliergegenstände, wie etwa Perlitisolierplatten oder schalldämmende Platten aus Schlackenwolle nach dem sogenannten Naßformverfahren hergestellt Dabei wird ein wäßriger. Brei aus W2nigstt.s einigen der Bestandteile oder Komponenten des plattenförmigen Gegenstandes aufbereitet Dieser Brei s, Yd zur Bildung einer Naßmatte auf ein Siebförderband aufgebracht wobei dieses entweder ein im wesentlichen horizontal angeordnetes und Teil einer Fourdrinier-Maschine bildendes Sieb oder ein zylinderförmiges Sieb als Teil einer Oliver-Maschine sein kann. Diese Naßplatte oder Naßmatte durchläuft eine Anzahl von Preßwalzen und gelangt schließlich in eine Trocknungseinrichtung, in welcher der Naßmatte Feuchtigkeit zur Bildung cies Endproduktes entzogen wird.

Eine Reihe von physikalischen Eigenschaften beeinflußt letztlich den nach diesem Verfahren gebildeten plattenförmigen Gegenstand und zwar nicht nur von der Ausführung sondern auch vom kostenmäßigen Standpunkt her. Falls beispielsweise das Endprodukt dicker ausgebildet ist als es die Bestimmungen erfordern, kann das Produkt teurer sein als es an und für sich notwendig ist, wohingegen dann, falls das Endprodukt zu dünn ist dessen Herstellung und Verwendbarkeit als Isolierelement ernsthaft in Frage gestellt sein kann. In ähnlicher Weise kann die Herstellung eines Produkts sehr teuer sein, welches dichter als notwendig ist und kann dort, wo die Isolieroder akustischen Werte kritisch sind, ein übermäßig dichtes Produkt diese Werte erheblich gefährden. Ein weiter zu berücksichtigender Faktor, welcher nicht notwendigerweise das Endprodukt, aber das Herstellungsverfahren beeinflußt, besteht im Feuchtigkeitsgehalt der Naßmatte oder nassen Platte. Ein übermäßiger Feuchtigkeitsgehalt in der Naßmatte ist vom Energieverbrauch her sehr teuer. Andererseits können dort, wo die Naßmatte mit einem unzureichenden Feuchtigkeitsgehalt gebildet ist, die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts nachteilig beeinfluß! werden.

Daraus ergibt sich, daß die Aufzeichnung der

Trockendichte und der Dicke eines plattenförmigen Gegenstandes, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, sowie die Aufzeichnung des Feuchtigkeitsgehalts im Naßzustand der Platte von Wichtigkeit ist Für die Leistungsfähigkeit ist es von Bedeutung, die Daten oder Meßergebnisse für ein Prüfprodukt in diesem Prüfverfahren sobald als möglich nach Bildung des Prüfprodukts zu erhalten. Wenn insbesondere die die physikalischen Eigenschaften des Prüfprodukts betref fenden Daten nach einer längeren Zeitdauer nach Ermittlung der Daten erhalten werden, dann ist dies für die Regelung des Gesamtverfahrens bei weitem nicht so brauchbar wie in dem Fall, in dem die Daten unmittelbar nach Bildung des Prüfprodukts erhalten werden. Die

is bislang verwendeten Prüfvorrichtungen weisen zwischen Bildung eines Prüfprodukts und der Ermittlung der sich auf den Trockendichtegehalt beziehenden Daten eine wesentliche Zeitverzögerung auf. Bei den üblichen Prüfverfahren wird das Naßgewicht und die Dicke einer sich auf einem Siebförderband befindenden Naßmatte kontinuierlich in der Produktionsstrecke während des ganzen Herstellverfahrens aufgenommen. Hingegen wird zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts das Prüfprodukt aus der Produk tionsstrecke abgezogen, gesondert gewogen und in einen Ofen zur Trocknung eingebracht Das getrocknete Produkt wird dann wiederum gewogen und von diesem Trockengewicht plus dem bekannten Naßgewicht und der Dicke des Prüfprodukts wird dann die

.30 Trockendichte das Produkts ermittelt Dieses Trocknungsverfahren dauert allerdings wenigstens 20 Minuten (im allgemeinen sogar noch länger), wobei zum Zeitpunkt der Errechnung der Trockendichte die Verfahrensverhältnisse unterschiedlich gegenüber dem Zeitpunkt der Messung sein können. Dadurch wird die Ausführung von Regelvorgängen des Verfahrens, basierend auf der errechneten Trockendichte, außerordentlich erschwert, falls nicht unmöglich gemacht Insbesondere ist das dieses Verfahren überwachende Personal niemals sicher, daß die wenigstens 20 Minuten zuvor hergestellten Produkte repräsentativ für das Naßgewicht, die Dicke und den Feuchtigkeitsgehalt der auf dem Siebförderband zu dem Zeitpunkt gebildeten Naßmatte sind, an dem die Daten errechnet «/erden oder daß der Prüfling für die Trockendichte des aus der gegenwärtigen Naßmatte gebildeten Produkts repräsentativ ist Somit ist es für die Bedienungsperson schwer, wenn nicht gar unmöglich, genau und sicher die entsprechenden Änderungen des Verfahrens durchzu führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art lange Zeitverzögerungen zwischen Bildung und Prüfung der Isolierplatte zu vermeiden und durch eine nahezu unmittelbare Bestimmung der Trockendichte bereits bei Bildung der Isolierplatte eine sichere Kontrolle des Herstellverfahrens zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß gleichzeitig mit der automatischen Messung des Naßgewichts und der Dicke der Feuchtigkeitsgehalt der auf dem Förderband befindlichen Naßmatte und aus den Meßwerten die Trockendichte der Isolierplatte ermittelt wird. Zweckmäßigerweise erfolgt die Ermittlung der Meßwerte zur Bestimmung der Trockendichte kontinuierlich.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen erlauben, daß irgendwelche Korrekturen des Gesamtverfahrens zur

Kompensierang unerwünschter physikalischer Eigenschaften nahezu unmittelbar erfolgen können. Das Bedienungspersonal erhält gewissermaßen eine sofortige Rückmeldung hinsichtlich des Erfolgs der vorgenommenen Regelungen und erfährt somit schnell, weiche Verfahrensabänderungen erforderlich sind, um das Endprodukt stets innerhalb der gewünschten Bestimmungen zu halten.

Bei der Papierherstellung ist es bekannt (Chemie-Ing.-techiL 40. Jg. 1968/Heft 14, Seite 720), zur Ermittlung des Trockengewichts pro Papierbahneinheit den Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn bereits in der Naßpartie zu ermitteln. Gleiches gilt für eine Feuchtemessung an Beleimung, Imprägnierungen und Kunststoffolien mittels einer Zweistrahlmettiode (ATM Lieferung 467, Dezember 1974, Seite R 204). Auch ist die Feuchtj-gkeitsermittlung von auf einem Förderband aufgehäuften Holzschnitzeln mittels eines Mikrowellen-Meßgerätes bekannt (Pulp and Papermagazin of Canada, Dezember 1967, Seite P-678), jedoch handelt es sich in allen Fällen entweder um die Feuchtemessung relativ schmaler Materialbahnen oder um dre Feuchtigkeitsmessung von unregelmäßig aufgehäuften· Materialien. Wegen des enormen Wassergehalts der zur Bildung der eingangs genannten Isolierplatten verwendeten in hohem Maße porösen Naßmatten und der infolge der wesentlichen Dickenabmessungert dieser Isolierplatten ungleichmäßigen Verteilung des Wassergehalts über deren Dicke waren verläßliche Ergebnisse für die Trockendichte mittels einer Feuchtigkeitsmessung auf der Produktionsstrecke nicht zu erwarten, so daß bislang eine Probe der Naßmatte zur gesonderten Ermittlung der Trockendichte abgezweigt worden ist Aufgrund der erwarteten Meßungenauigkeiten und der erwarteten Schwierigkeiten bei der Feuchtigkeitsmessung der anmeldungsgemäßen Isolierplalten hat man die mit dem Abzweigen des Prüfprodukts aus der Fertigungsstrecke verbundenen wesentlichen Zeitverzögerungen in Kauf genommen.

Im Nachfolgenden ist in Bezug auf die Figur, weiche eine nicht vollständige Seitenansicht eines Teils einer Naßformmaschine zur Herstellung eines plattenförmigen Gegenstandes sowie einen Teil eines Blockdiagramms einer Vorrichtung zur Überwachung und Prüfung der Trockendichte des Gegenstandes zeigt, die Erfindung beispielsweise beschrieben.

Wie der Figur entnehmbar, stellt die sich in Richtung der Pfeile 12 bewegende Fördereinrichtung 10 einen Teil eines Geräts zur Herstellung eines plattenförmigen Gegenstands, wie beispielsweise einer Perlitisolierplatte oder einer Akustikplatte aus Schlackenwolle, dar, welche durch ein Naßformverfahren hergestellt wird. Da geeignete Naßformverfahren bekannt sind, brauchen diese hierin nicht gesondert beschrieben zu werden. Allerdings ist anzumerken, daß ein derartiges Verfahren die Aufbereitung eines wäßrigen Breis von wenigstens einigen der Bestandteile oder Komponenten des Gegenstandes erfordert Falls das Produkt beispielsweise eine Perlitisolierplatte ist, weist der Brei einen bekannten Prozentsatz von porigzelligen (expandiert) so Perlitteilchen, einen üblichen Prozentsatz an Fasern, beispielsweise aus Zeitungspapier, sowie einen bekannten Prozentsatz einer Asphaltemulsion und andere geeignete Bestandteile auf. Im Falle einer Isolierplatte aus Schlackenwolle umfaßt der Brei Fasern aut Schlackenwolle, Fasern aus Zeitungspapier, Stärke und Ton und zwar in den üblichen spezifischen Beträgen. Der in einem großen Bottich oder in einer Tonne aufgenommene Brei wird auf ein Siebförderband aufgebracht und unter Saugwirkung eine Naßmatte darauf ausgebildet. Im Falle einer Fourdriniermaschine verläuft das Siebförderband oder Drahtgitter im wesentlichen horizontal, daß heißt eigentlich unter einem kleinen Winkel, und zwar in einer geradlinigen Bahn. Im Falle einer Oliver Maschine, die üblicherweise auch als Zylindermaschine bezeichnet wird, ist das bewegte Sieb zylinderförmig und die Bewegung eine Drehbewegung anstelle einer geradlinigen Bewegung. Die einmal gebildete Naßmatte läuft durch eine Reihe von Preßwalzen und Vakuumstationen, wo sie auf die gewünschte Dicke gepreßt und so viel Wasser als möglich abgezogen wird. Da auf diese Weise nicht das gesamte Wasser entzogen werden kann, wird die Naßmatte eventuell in einen Trockner gefördert, wo sie zur Bildung des Endprodukts vollständig getrocknet wird.

Die fußmatte 14 ist in der Figur an einem stromabwärtigen Punkt von d(? nichtdargestellten Preßstation der Maschine dargestellt, d h. nachdem die Naßmatte 14 gerade die Preßwalzen und Vakuumstationen passiert hat und noch vor Eintritt in die Trocknungseinrichtung. An diesem Punkt ist eine Vorrichtung 16 zur Überwachung der Naßmatte 14 in der nachfolgend beschriebenen Weise angeordnet.

Die Kontrollvorrichtung 16 umfaßt Einrichtungen 18, 20 und 22, welche zur Messung verschiedener Eigenschaften der Naßmatte 14 dienen, um damit letztlich die Trockendichte des aus der gemessenen Ndßmatte 14 gebildeten plattenförmigen Gegenstandes zu errechnen. Die Einrichtung 18 dient zur Messung des Naßgewichts der Naßmatte 14 am Meßpunkt Die Einrichtung 20 mißt den Feuchtigkeitsgehalt der Naßmatte 14. Die Einrichtung 22 deren Dicke. Sämtliche Messungen werden ausgeführt ohne den Prüfling vom Förderband abzunehmen, d. h. sie werden in der Produktionsstrecke und zwar vorzugsweise kontinuierlich während des Herstellverfahrens des plattenförmigen Gegenstands ausgeführt

/ede dieser Einrichtung ist oder kann von konventioneller Art sein, wobei übliche Bauteile vom Fachmann entsprechend ausgewählt und kombiniert werden können. In einer Ausführungsform ist die Einrichtung 18 zur Messung des Naßgewichts der Matte 14 ein Kernmeßinstrument Die Einrichtung 20 zum Aufzeigen des Feuchtigkeitsgehalts der Matte 14 ist ein Mikrowellenabsorptions-Meßgerät und die Dickenmeßeinrichtung 22 ist ein Tast- oder Greifprüfgerät, welches die Dicke über die Kapazität mißt Dabei ist festzuhalten, daß jede Einrichtung ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches den gemessenen Größen entspricht led·: i Signal wird zuerst konditioniert, d. h. von Millivolt in Volt umgewandelt, wobei natürlich das Größenverhältnis eingehalfe.i wird, und zwar jeweils durch übliche Einrichtungen 24, 26 und 28. Diese konditionierten Signale werden dann in eine Einrichtung 30 gegeben, welche aufgrund einer Rechnung diese in ein Signal für die Trockeridichce des plattenförmigen Gegenstandes umwandelt,

Wie bereits angegeben, empfängt die Einrichtung 30 an ihren Eingängen Signale für das Naßgewicht, den Feuchtigkeitsgehalt und die Dicke der Naßmatte t4, wenn die Matte di<; Preßstation der Naßverformungsmaschine verläßt und zwar gerade noch vor deren Eintritt in die Trocknungseinrichtung. Die Einrichtung 30 führt mit Hilfe von üblichen elektronischen Baueinheiten die nachfolgenden Rechnungen aus:

1. Naßgewicht (kp/m²) - Feuchtigkeitsgehalt
(kp/m²) = Trockengewicht (kp/m³)

2. Trockengewicht (kp/m²): Dicke (m) = Trockendichte (kp/m^J).

Nach Durchführung dieser oben angegebenen Rechenvorgänge erzeugt die Einrichtung 30 ein Ausgangssigna! für die Trockendichte, welches auf den Eingang einer üblichen Ableseeinrichtung 32, beispielsweise ein Kurvenzeichengerät gegeben wird. Zum Ablesen eignet sich vorzugsweise eine fortlaufende Kurve innerhalb eines Koordinatensystems in der die Zeit über die Größe aufgetragen ist. In einer Ausführungsform sind die Ausgänge der Einrichtungen 18, 20 und 22, d. h. die Signale für das Naßgewicht, den Feuchtigkeitsgehalt und die Dicke unmittelbar derart an die Ableseeinrichtungen gekoppelt, daß diese Größen auch sichtbar

Miifcrp^pjcrt tuAr-Hpn ίηηηρπ Piipcp Qrnllpn wprrlpn

ebenfalls vorzugsweise in einer Kurve (Zeit über Größe) aufgenommen.

Von der Zeit, zu der ein Betrag des wäßrigen Breis iHifbereitet wird, bis zu der Zeit, zu der eine aus diesem besonderen Brei bestehende Naßmatte 14 die Kontrolleinrichtung 16 erreicht, verstreichen ungefähr 4 Minuten. Sollte also die Einrichtung 16 angeben, daß ein Regelvorgarsg erforderlich ist, beträgt bei sofortiger Regelung die maximale Zeitverzögerung lediglich 4 Minuten gegenüber beispielsweise 20 Minuten oder mehr beim vorher beschriebenen Stand der Technik. Diese relativ kurze Zeitverzögerung ist mit einer Reihe von Vorteilen verbunden, wie es im einzelnen oben angegeben ist. Wenn sofortige Korrekturen durchgeführt werden, kann der Materialverbrauch wesentlich reduziert werden. Wenn darüber hinaus diese Regelvorgänge sofort ausgeführt werden, erhält der Bedienungsmann unmittelbar eine Rückmeldung aufgrund dieser Regelvorgänge. Falls weitere Regelungen notwendig sind, können sie zu dieser Zeit und nicht nach wesentlichen Zeitverzögerungen ausgeführt werden.

Ein weiterer Vorteil, welcher mit dieser schnellen Rückkopplung verbunden ist, besteht darin, daß der Bedienungsmann verschiedene Ansteuerungen beim Verfahrensablauf zur Korrektur von Abweichungen hinsichtlich des Naßgewichts, Feuchtigkeitsgehalts, Dicke und/oder Trockendichte selbst anstellen kann. Es ist beispielsweise bekannt, daß dann, falls der Bedienungsmann den Zustrom von Wasser und Festkörperteilchen auf das sich bewegende Gitter (oder Zylinder) steigert, auch die Dicke, der Feuchtigkeitsgehalt und die Dichte zunimmt und zwar in einem absoluten Sinn. Aus dem Grunde wurde es bislang immer angenommen, daß dann, falls der Breizufluß auf das Gitter (oder den Zylinder) reduziert wird, automatisch dadurch die Dicke, der Feuchtigkeitsgehalt und die Dichte im Endprodukt reduziert wird. Allerdings hat es sich mit dem erfindungsgemäßen Prüf- oder Kontrollverfahren mit seiner schnellen Rückmeldung, der Anordnung innerhalb Aer Prnduktinnsstrp.rkr und der kontinuierlichen Aufzeichnung herausgestellt, daß diese Annahme keinesfalls immer richtig ist. Im Gegensatz dazu hat es sich vielmehr gezeigt, daß eine Reduktion des Breizuflusses nicht automatisch eine Reduzierung der Dicke, des Feuchtigkeitsgehalts und der Dichte zur Folge hat, sondern in einigen Fällen diese Variablen gesteigert, verringert oder unverändert aufrechterhalten bleiben. Allen Anschein nach geht dies auf die Wechselwirkung zwischen allen Variablen für das Endprodukt zurück. Dieses Wissen vom Verhältnis von Ursache und Wirkung oder eigentlich Mangel eines Verhältnisses von Ursache ^sind Wirkung ist von Bedeutung, da die Bedienungsleute bisher manchmal den Breizufluß auf das Siebgitter verringerten, um die Dicke, den Feuchtigkeitsgehalt oder Dichte zu reduzieren und keine ausreichend schnelle Rückmeldung erhielten, um tatsächlich die Wirkungen dieser Änderungen zu bestimmen. Nach der vorliegenden Erfindung ist der Bedienungsmann nun imstande, sofort anzugeben, d. h. wenigstens innerhalb 4 Minuten, ob etwa ein Regelvorgang tatsächlich das Erreichen der gewünschten Änderung zur Folge hat oder dies behindert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Prüfen und Oberwachen der Trockendichte einer durch ein Naßformverfahren hergestellten Isolierplatte aus insbesondere Perlit oder Schlackenwolle mit Faseranteilen, wobei ein wäßriger Brei aufbereitet, als Naßmatte auf ein Siebförderband aufgebracht, der Naßmatte zur Herstellung der Isolierplatte Feuchtigkeit entzogen und das Naßgewicht sowie die Dicke der Matte ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der automatischen Messung des Naßgewichts und der Dicke der Feuchtigkeitsgehalt der auf dem Förderband befindlichen Naßmatte und aus den Meßwerten die Trockendichte der Isolierplatte ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Meßwerte zur Bestimnw|)g der Trockendichte kontinuierlich erfolgt