DE3042524A1

DE3042524A1 - "verfahren und vorrichtung zum entfernen von ueberschuessiger aufschlaemmung aus getraenktem schaum"

Info

Publication number: DE3042524A1
Application number: DE19803042524
Authority: DE
Inventors: Virginia Lynn Murrysville Pennsylvania Hammersmith; Judith LePage Export Pennsylvania LaBar; Richard Gary Labar
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1982-05-13
Also published as: US4263843A; GB2087744A; AU6369380A; JPS602276B2; NL8006050A; GB2087744B; AU533067B2; FR2494261A1; JPS5788059A; DE3042524C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung aus getränktem Schaum

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger Keramikauf schlämmung aus organischem Schaum. Man hat hierzu bisher den mit der Aufschlämmung getränkten Schaum zwischen einem oder mehreren Paaren voreingestellter Rollen hindurch geschickt. Der Schaum - typischerweise Polyurethanschaum - dient als Grundmaterial für die Keramik bei der Herstellung von Filtern für Metallschmelzen beispielsweise aus Aluminiummetall.

Bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Entfernen der überschüssigen Keramikaufschlämmung aus organischem Schaum sind in den US-PSn 4 075 303 und 4 024 212 angegeben. Beide Patentschriften beschreiben ein Verfahren, nach dem man die überschüssige Aufschlämmung entfernt, indem man den Schaum mindestens zweimal zwischen voreingestellte Rollenpaare hindurchschickt, die ihn zeitweilig komprimieren. Während diese Patentschriften die Notwendigkeit anerkennen, die Aufschlämmung im Schaum beim Abnehmen des Kompressionsdrucks gleichmäßig verteilt zu halten, hat sich in der Praxis herausgestellt, daß ein Kerneffekt nur schwer zu vermeiden ist (ein im Mittelteil des Schaumkörpers verbleibender Aufschlämmungsrest), wenn man den getränkten Schaum nur ein- oder zweimal durch die Rollenpaare schickt. Man muß mehrere Durchläufe durchführen,um Schäume zu erhalten,

die zur Herstellung der Filter nach dem Verfahren dieser bekannten Patentschriften geeignet sind.

Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger Keramikaufschlämmung aus einem mit dieser getränkten organischen Schaum anzugeben, wobei das Keramikmaterial gleichmäßig im
organischen Schaum verteilt ist.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, den Kerneffekt zu vermeiden, der bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Entfernen von überschüssiger Keramikaufschlämmung aus organischem Schaum auftritt.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sich eine
gleichmäßige Verteilung des Keramikmaterials in einem organischen Schaum mit nur einem einzigen Bearbeitungsgang und ohne mehrere Durchläufe durch Rollenpaare erreichen läßt.

Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung und den
beigefügten Zeichnungen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung aus einem organischen Schaum, der mit einer Aufschlämmung aus in einer Flüssigkeit suspendiertem Keramikmaterial getränkt ist. Hierzu bringt man den
organischen Schaum in eine erste Kammer einer Vorrichtung ein, die eine erste Kammer, eine an die erste angrenzende zweite
Kammer, ein die erste von der zweiten Kammer trennendes Sieb, das für die Aufschlämmung durchlässig und für den organischen Schaum undurchlässig ist, und eine Komprimiereinrichtung aufweist, die sich an einer Außenseite der ersten Kammer und gegenüber einer an das Sieb angrenzenden Innenseite befindet,
evakuiert dann die zweite Kammer, um überschüssige Aufschläm-

mung durch das Sieb in die zweite Kammer zu ziehen; bewegt die Komprimiereinrichtung auf den organischen Schaum, um diesen auf.das Sieb zu drücken und dabei auf weniger als 50 % seines Ausgangsvolumens zu komprimieren, und führt ein Strömungsmittel in die zweite Kammer ein, um dem organischen Schaum im wesentlichen sein Ausgangsvolumen wiederzuerteilen.

Die Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung aus einem organischen Schaum, der getränkt ist mit einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials, das in einer Flüssigkeit suspendiert ist. Diese Vorrichtung weist eine erste Kammer, die einen organischen Schaum aufnehmen kann, der mit einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials getränkt ist, eine an die erste angrenzende zweite Kammer, ein Sieb zwischen der ersten und der zweiten Kammer, das für die Aufschlämmung durchlässig und für den organischen Schaum undurchlässig ist, eine Komprimiereinrichtung, die vom Sieb auswärts des organischen Schaums beabstandet ist und mit der der organische Schaum einwärts auf das Abschirmslement gedrückt werden kann, um überschüssige Aufschlämmung in die zweite Kammer zu drücken und das Volumen des Schaumkörpers auf weniger als 50 % seines Ausgangswerts zu reduzieren, und eine Saugpumpeinrichtung auf, die mit der zweiten Kammer in Strömungsverbindung steht, um wahlweise Strömungsmittel aus der zweiten Kammer zu entfernen und in die zweite Kammer einzuleiten.

Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlich beschrieben und erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung;

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Fig. 2 ist eine Teildraufsicht der Vorrichtung nach der Fig. 1 mit abgenommenem Deckel;

Fig. 3 ist ein Schnitt auf der Ebene 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Teilaufriß der Vorrichtung der Fig. 1 mit abgenommenem Deckel;

Fig. 5 ist eine schaubildliche Darstellung eines ersten Schritts im Verfahren ' nach der vorliegenden Erfindung zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 ist eine schaubildliche Darstellung eines zweiten Schritts im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung eines dritten Schritts im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine schaubildliche Darstellung eines vierten Schritts im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung.

Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, weist die Vorrichtung 10 zunächst einen auf einem Fuß 12 angeordneten Kauptteil 11, einen Deckel bzw. eine Kompriraiereinrichtung 13, die den offenen oberen Teil der Vorrichtung 10 bedeckt, sowie eine Saugpumpe 14 auf, mit der wahlweise Luft aus der Vorrichtung 10 abgepumpt werden kann.

Der Hauptteil 11 weist eine obere bzw. erste Kammer 16, eine an die erste Kammer 16 angrenzende untere bzw. zweite Kammer 17, sowie ein Maschendra'htsiob 18 zwischen den beiden Kammern

16, 17 auf. Die vertikalen Seitenwände der ersten Kammer 16 bilden einen Hohlraum mit einer Länge von 305 mm (12 in.), einer Breite von 178 mm (7 in.) und einer Tiefe von 76 mm (3 in.). Die Seitenwände der zweiten Kammer 17 sind nach unten verjüngt schräg einwärts zum Fuß 12 geführt. Der Fuß 12 ist 254 mm (10 in.) lang und 127 mm (5 in.) breit. Die hier angegebene Form und die Abmessungen können natürlich, wie einzusehen ist, im Einzelfall erheblich abweichend gewählt werden, um größere oder kleinere Schaummatten mit den gleichen oder anderen Formen aufzunehmen, ohne dabei die vorliegende Erfindung zu verlassen.

Der Deckel 13 ist mit einem Handgriff 20 versehen, um den Deckel von Hand herabdrücken und abheben zu können. Die Außenabmessungen des Deckels 13 sind geringfügig kleiner als die Innenabmessungen der ersten Kammer 16. Es ist jedoch nicht erforderlich, den Deckel 13 und die erste Kammer 16 so präzise zu arbeiten, daß ein luftdichter Abschluß entsteht, da die Randbereiche des mit der Aufschlämmung getränkten organischen Schaums an den Wandungen der ersten Kammer anliegen, so daß die zweite Kammer 1.7 dicht gegen die Atmosphäre abgeschlossen wird. Während hier die vorliegende Erfindung an einer bevorzugten, von Kand betriebenen Ausführungsform beschrieben ist, ist für den Fachmann einzusehen,., daß das Verfahren und die hier beschriebene Vorrichtung sich auch mechanisieren und automatisieren lassen.

Eine Abschlußwandung der zweiten Kammer 17 ist mit einer Auslaßöffnung 21 versehen, durch die Luft oder ein anderes gasförmiges Strömungsmittel aus der Kammer 17 abströmen kann. Eine Haube 22 steht von der Abschlußwand unmittelbar über und beiderseits der öffnung 21 in das Kammerinnere vor, damit im Betrieb der Vorrichtung 10 keine Aufschlämmung in die öffnung 21 eindringen kann. Ein Rohr 23 verbindet die öffnung 21 mit der Saugpumpe 14.

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Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist anhand der Fig. 5 bis 8 am besten zu verstehen. Eine Polyurethanschaummatte 30 einer Dicke von 100 mm ist mit einer wäßrigen Aufschlämmung eines Keramikmaterials, eines Bindemittels und eines thixotropen Mittels getränkt, wie in den US-PSn 4 024 und 4 075 303 beschrieben.

Die getränkte Matte 30 wird in die erste Kammer 16 eingebracht, auf das Sieb 18 gelegt und dann der Deckel auf die Matte 30 aufgesetzt, wie die Fig. 5 zeigt. Dabei sollte die Matte 30 wünschenswerterweise in den Abmessungen denen der oberen Kammer 16 entsprechen oder auch etwas größer sein, damit ein dichter Abschluß zwischen den Mattenrändern und den Innenflächen der oberen Kammern 16 erhalten bleibt.

Dann schaltet man die Saugpumpe 14 ein und bringt gleichzeitig Abwärtsdruck auf den Deckel 13 und auf die Matte 30 auf. Dabei wird Aufschlämmung 31 durch das Maschendrahtsieb 18, das für den Schaum 30 undurchlässig ist, abwärts ausgedrückt und sammelt sich am Boden der unteren Kammer 17 an, wie die Fig. 6 und 7 zeigen. Für eine mit Aufschlämmung getränkte Polyurethanschaummatte der angegebenen Abmessungen und einer Dicke von 100 mm reicht ein Gesamtdruckunterschied von etwa 1,4 bis 2,1 kp/cm² (20 bis 30 psi) aus, um die maximale Kompression zu erzeugen, wie die Fig. 7 sie zeigt. Dabei wird die Schaummatte 30 auf weniger als 50 % und vorzugsweise etwa 10 bis 20 % des Ausgangsvolumens komprimiert.

Nachdem die Matte 30 in einem vorgewählten Verhältnis des Ausgangsvolumens komprimiert worden ist, nimmt man den Abwärtsdruck vom-Deckel 13 ab und läßt wieder Luft in die zweite Kammer 17 ein, wie die Fig. 8 zeigt. Die Polyurethanmatte ist elastisch genug, daß sie dann mindestens 70 1 und vorzugsweise etwa 90 bis 100 % des Ausgangsvolumens wieder an-

nimmt. Dann nimmt man die Matte 30 aus der Vorrichtung heraus und gießt die ausgedrückte Aufschlämmung entweder durch die obere Öffnung ab oder läßt sie durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in der unteren Kammer 17 abfließen. Die so behandelte Matte enthält einen gleichmäßig verteilten Rückstand aus Keramikmaterial und kann dann getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, und erwärmt werden, um das organische Grundmaterial zu verflüchtigen. Der resultierende Gegenstand ist ein poröser keramischer Schaum mit einer großen Anzahl von leeren Räumen, die den Hohlräumen des ursprünglichen organischen Schaums entsprechen.

Im Gegensatz zu den Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik, in denen man erst mit mehreren Durchlaufen eine gleichmäßige Qualität erreichen konnte, erhält man bei nur einmaliger Verwendung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bereits eine gleichmäßig getränkte Matte, die im Mittelteil des Schaumkörpers regelmäßig frei ist von einem Überschuß oder einem Mangel an Aufschlämmung. Der zu beanstandende Kerneffekt wird also vollständig eliminiert und man erhält eine keramikimprägnierte Matte, die sich ohne weitere Behandlung trocknen und brennen läßt.

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Claims

Alcoa Building, Pittsburgh, Pennsylvania, V. St. A.

Patentansprüche

' 1'. Verfahren zum Beseitigen von überschüssiger Aufschlämmung aus einem mit einer Aufschlämmung aus in einer Flüssigkeit suspendierten Keramikmaterial getränkten organischen Schaum, dadurch gekennzeichnet, daß man den organischen Schaum in eine erste Kammer einer Vorrichtung mit einer ersten Kammer, einer an die erste angrenzenden zweiten Kammer und einem Sieb, das die erste von der zweiten Kammer trennt und für die Aufschlämmung durchlässig und für den Schaum undurchlässig ist, sowie einer Komprimiereinrichtung einbringt, die an einer Außenseite der ersten Kammer und der an das Sieb angrenzenden Innenseite der Kammer gegenüber angeordnet ist, daß man, die zweite Kanuner evakuiert, um überschüssige Aufschlämmung durch das Siet hindurch in die zweite Kammer zu ziehen, dann die Komprimiereinrichtung auf den organischen Schaum und diesen so auf dc\s Sieb drückt, daß er auf weniger als 50 % seines Ausgangsvolumens komprimiert wird, und ein Strömungsmittel in die zweite

Kanuner einläßt, um dem Schaum sein Aus gangs volumen im wesentlichen wieder zu erteilen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Evakuieren der zweiten Kammer und das Komprimieren des organischen Schaums im wesentlichen gleichzeitig durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komprimiereinrichtung eine allgemein parallel zum Sieb verlaufende Platte aufweist, die man im wesentlichen gleichmäßig auf einen vom Sieb abgewandt außenliegenden Seitenteil des organischen Schaums drückt, um ihn zu komprimieren.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den einwärts gerichteten Druck von der Platte abnimmt, während man gleichzeitig Strömungsmittel in die zweite Kammer einläßt.
5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufschlämmung aus der zweiten Kammer entfernt.
6. Vorrichtung zum Entfernen von überschüssiger Aufschlämmung aus einem organischen Schaum, der mit einer Aufschlämmung aus in einer Flüssigkeit suspendiertem Keramikmaterial getränkt ist, gekennzeichnet durch eine erste Kammer, die einen Körper aus organischem Schaum aufnehmen kann, der mit einer Aufschlämmung eines Keramikmaterials getränkt ist, eine an die erste angrenzende zweite Kammer, ein Sieb zwischen der ersten und der zweiten Kammer, das für die Aufschlämmung durchlässig und für den organischen Schaum undurchlässig ist, eine Komprimiereinrichtung, die vom Sieb außerhalb des organischen Schaums beabstandet liegt, um den organischen Schaum einwärts auf das Sieb und damit überschüssige Aufschlämmung in die zweite Kammer auszudrücken und dabei das Volumen des Körpers aus organi-

schem Schaum auf weniger als 50 % seines Ausgangswerts zu komprimieren, und durch eine an die zweite Kammer angeschlossene Saugpumpe, um wahlweise Strömungsmittel aus der zweiten Kammer abzu- und wieder einzulassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um Aufschlämmung aus der zweiten Kammer zu entfernen
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komprimiereinrichtung eine allgemein parallel zum Sieb verlaufende Platte, aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte und das Sieb ebenflächig ausgeführt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Säugpumpe Strömungsmittel aus der zweiten Kammer y l<--lchzeiLiq mil dein Koinpi I in L <»i « mi den oi.ijan i «t'lien Schaums auf dem Sieb abziehen kann.

BAD ORIGINAL