-
Titel: Regelvorrichtung einer Bauplatten-Herstel-
-
lungsanlage Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung
einer Bauplatten-Herstellungsanlage, bei der in Fertigungsrichtung hintereinnder
vorgesehen sind Zufuhreinrichtungen für Bindemittel, Abbindebeeinflusser, weitere
Zuschlagstoffe und Wasser zu einem kontinuierlichen Mischer, eine Formeinrichtung
zur Bildung eines Plattengebildes aus der vom Mischer abgegebenen Mischung, eine
Fördereinrichtung zum Fördern und Abbindenlassen des Plattengebildes und ein Fördergerät
sowie ein Trockner für einzelne Platten, wobei mindestens ein verstellbares Durchlaßorgan
in der Zufuhreinrichtung für Abbindebeeinflusser angeordnet ist und eine Messung
des Abbindezustandes der Mischung dem Plattengebilde zugeordnet ist.
-
Das Plattengebilde ist entweder eine Reihe von einander folgenden
einzelnen Platten oder insbesondere ein Plattenstrang, der in einzelne Platten unterteilt
wird, wozu eine Abtrenrlcirlrichtung zum Unterteilen des Plattenstranges in einzelne
P7.u-I;-ten vorgesehen ist. Der Abbindebeeinflusser ist vorzugsweise
ein
Beschleuniger, kann aber auch ein Verzögerer sein. Es können auch zwei oder mehr
Abbindebeeinflusser mit äe einem Durchlaßorgan vorgesehen sein.
-
Wesentlich bei einer solchen Herstellungs-Anlage ist, daß das Bindemittel
schnell abbindet, damit z.B. die Platten an einer ggf. vorhandenen Abtrenneinrichtung
sauber geschnitten werden können und/oder die Abbindereaktion beim Einlaufen in
den Trockner abgeschlossen ist. Während des Herstellungsablaufes kann es bisweilen
vorkommen, daß sich die Abbindezeiten des Bindemittels ändern, zum Beispiel bei
Verstellungen und beim Anfahren der Anlage. Eine Verlängerung der Abbindezeiten
wird bisher meist erst an der Trenneinrichtung bemerkt, wenn diese den Plattenstrang
nicht mehr ordnungsgemäß schneidet oder gar erst nach Trocknung der Platten. Der
Plattenstrang muß deswegen in den Ausschuß gefahren werden. Es wird dann dem Mischer
mehr Abbindebeschleuniger zudosiert. Eine Verkürzung der Abbindezeit läßt sich bisher
durch direkte Messung am Plattengebilde kaum feststellen, so daß über lange Zeit
zu viel an Abbindebeschleuniger verbraucht wird. Die Bestimmung der Abbindezeiten
erfolgt bisher an den Herstellungsanlagen, indem beim Mischer Proben der Mischung
entnommen und untersucht werden.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Regelvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die laufend das Abbin verhalten der Mischung des Plattengebildes
genau und ohne
Beeinträchtigung des Plattenbandes mißt und in Abhängigkeit
von dieser Messung das Durchlaßorgan für den Abbindebeeinflusser betätigt. Die erfindungsgemäße
Regeleinrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster
Wärmestrahlungs-Meßkopf bei der Formeinrichtung dem Plattengebilde zugeordnet ist,
ein weiterer Wärmestrahlungs-Meßkopf mit Abstand hinter dem ersten angeordnet ist,
die beiden Meßköpfe auf ein Regelgerät arbeiten und dieses das Durchlaßorgan verstellt
bzw. regelt.
-
Bekanntlich erwärmen sich Bindemittel beim Abbinden; eine exotherme
Reaktion läuft ab. Diese ist bei wesentlichen Bindemitteln, wie z.B. Gips und Zement,
eine Hydratationsreaktion. Die Temperaturerhöhung läßt sich für das einzelne Bindemittel
feststellen. Für die Temperaturerhöhung der Bindemittelmischung sind u.a. der Reinheitsgrad
und die Menge des abbindefähigen Materials und das Wasser/Bindemittel-Verhältnis
bestimmend.
-
Der Wärmestrahlungs-Meßkopf arbeitet kontinuierlich und zerstörungsfrei.
Durch die beiden Meßköpfe wird die Temperaturerhöhung entlang einer bestimmten Länge
des Plattengebildes bzw.
-
während einer bestimmten Zeitspanne des Abbindevorganges gemessen.
Die zweite Messung kann auch an den Platten kurz vor Einlauf in den Trockner erfolgen.
Wenn diese Temperaturerhöhung von einem Sollwert abweicht, wird mittels des elektronimhen
Regelgerätes das Durchlaßorgan entsprechend der Abweichung verstellt. Die Regelvorrichtung
arbeitet beständig und genau und beeinträchtigt das Plattengebilde nicht.
-
Es gibt Herstellungsanlagen, bei denen die Formeinrichtung einzelne
Platten abgibt. Es ist je nach Art der Strang- oder Plattenbildung denkbar, den
ersten Meßkopf vor oder im Wirkungsbereich der Formeinrichtung anzuordnen. Die zu
messende Oberfläche soll möglichst konstante Ref-lexionseigenschaften haben. Deshalb
ist der erste Meßkopf in der Regel hinter der Formeinrichtung angeordnet.
-
Die Information über ein unerwünschtes Abbindeverhalten sollte möglichst
frühzeitig erfolgen, was dafür spricht, den weiteren Meßkopf möglichst nahe am ersten
Meßkopf anzuordnen.
-
Die gemessene Temperaturdifferenz sollte signifikant, reproduzierbar
und eindeutig sein, was dafür spricht, den zweiten Meßkopf möglichst weit ab vom
ersten anzuordnen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der weitere
Meßkopf als zweiter Meßkopf im mittleren Drittel zwischen Formeinrichtung und einer
Abtrenneinrichtung einem Plattenstrang zugeordnet ist. Das mittlere Drittel berücksichtigt
den Gesichtspunkt "frühzeitig" und den Gesichtspunkt "möglichst weitab" und der
weitere Meßkopf ist in der Regel etwa in der Mitte zwischen Formeinrichtung und
Abtrenneinrichtung angeordnet. Die hier geschilderte Bauweise ist vornehmlich für
die Herstellung von Gipskartonplatten oder anderen ummantelten Platten unter Anwendung
einer Abtrenneinrichtung
geeignet.
-
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn am Eingang
des Trockners ein Wärmestrahlungs-Meßkopf den Platten zugeordnet ist, dieser und
der erste Meßkopf auf das Regelgerät arbeiten und dieses das Durchlaßorgan regelt
bzw. einstellt. Dieser Meßkopf mißt die Temperatur am Trocknereingang und bestimmt
die gesamte Temperaturdifferenz der Hydratation. Der Wert dieser Information besteht
darin, mitzuteilen, ob die Hydratation des Bindemittels beim Trocknereingang abgeschlossen
ist oder nicht. Außerdem dient diese Information zusätzlich dazu, um bei einer automatischen
Trocknersteuerung die Temperatur der Platten am Trocknereingang einzugeben. Dies
ist eine wichtige Größe, die zur Bestimmung der aufzuwendenden Energie bei der Trocknung
und demnach zur Einstellung des Trockners dient. Diese Bauweise ist besonders bei
der Herstellung von Gipsfaserplatten von Interesse.
-
Dis Temperatur hinter der Formeinrichtung wird gespeichert und z.B.
mittels Impulsgeber als Funktion der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung und des
Abstandes des weiteren Meßkopfes mit den Temperaturen beim zweiten Meßkopf und ggf.
-
beim dritten Meßkopf verglichen. Aus der betrieblichen Praxis weiß
man, daß die Temperaturdifferenz bei einer bestimmten Fördergeschwindigkeit ein
bestimmter Betrag sein soll.
-
Bei einer schnell laufenden Anlage ist eine geringe Temperaturdifferenz
zu
erwarten. Eine Einrichtung zur Messung der Fördergeschwindigkeit kann also u. U.
günstig sein.
-
Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es noch, wenn als Wärmestrahlungs-Meßkopf
angewendet wird ein Infrarot-Strahlungspyrometer geeignet für Temperaturen von 0
bis 700 C, vorzugsweise von 20 bis 600 C. Für die praktische Temperaturmessung wird
aus dem Gesamtspektrum der Strahlungsenergie der Wellenlängenbereich zwischen 0,6
m bis 20pm m (Infrarotbereich) herangezogen. Die wichtigste Einflußgröße ist der
Emissionsgrad. Seine Größe hängt vom Material und dessen Oberflächenzustand ab.
Die Fähigkeit eines Körpers, Infrarot-Energie abzustrahlen, bezeichnet man als Emission.
Der Emissionsfaktor für Karton beträgt 0,9. (Zum Vergleich: schwarzer Körper 1,
Messing matt 0,2). Die Infrarot-Meßköpfe sind so konzipiert, daß Tageslicht, C02
oder Wasserdampf sowie ein geringer Farbwechsel des Meßobjektes keinen wesentlichen
Einfluß auf das Meßergebnis ausüben. Zu diesem Zweck sind sie z.B. mit einem Spektralfilter
versehen, der den Spektralbereich von 8 m oder 2,1 - zum m herausfiltert, in dem
CO2 und H20 nicht absorbieren.
-
An sich läßt sich die erfindungsgemäße Regelvorrichtung bei allen
Bauplatten-Herstellungsanlagen anwenden, bei denen Abbindevorgänge mit Temperaturerhöhungen
verbunden sind, z. B.
-
bei Anlagen für Zementleichtbauplatten. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Herstellungsanlage eine Gipsplatten-Herstellungsanlage ist.
Bei der Gipsplattenherstellung verläuft nämlich der Abbindeprozeß sehr rasch,
binnen
Minuten, weshalb eine Steuerung besonders zweckmäßig ist. Dies ist vornehmlich bei
der Herstellung von ummantelten Gipsbauplatten, z.B. Gipskartonplatten, und von
Gipsfaserplatten der Fall, bei denen die Abbindevorgänge besonders rasch ablaufen.
-
Bei der Gipsplattenherstellung lautet die Hydratationsreaktion: CaSO4
° 1/2 H20 + 1 1/2 H20 = CaS04 ° 2 H20. Die Funktion Temperatur gegen Zeit ist sigmoid
und die Temperaturerhöhung beträgt größenordnungsmäßig bei adiabatischer Vorgangsweise
20 bis 250 C. Das abbindefähige Material ist Halbhydrat und Anhydrit III, wenn Stuckgips
verwendet wird. Die zu messende Temperaturdifferenz hängt von der Bandgeschwindigkeit
und der Länge der einzelnen Teilstrecken der Anlage ab und sollte z.B. mindestens
20 C betragen.
-
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt und zeigt Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Bauplatten-Herstellungsanlage
und Fig. 2 eine Regelvorrichtung der Bauplatten-Herstellungsl anlage gemäß Fig.
1.
-
Die Herstellungsanlage gemäß Zeichnung dient zur Herstellung von Gipskartonplatten
und weist eine Zufunreinrichtung 1 fEir Stuckgips, eine Zufuhreinrichtung 2 für
einen Abbindebeeinflusser
und eine Zufuhreinrichtung 3 für weitere
Zuschlagstoffe auf, die jeweils ein Silo umfassen. Es können auch mehrere Zufuhreinrichtimgen
für mehrere Abbindebeschleuniger und/oder -verzögerer vorgesehen sein. Es ist auch
eine Zufuhreinrichtung 4 für Wasser in Form eines Rohres vorgesehen.
-
Eine Fördereinrichtung 5 ist als Bandförderer mit endlos umlaufendem
Transportband ausgebildet und wird am Anfang mit einem Unterkarton 6 belegt, der
durch einen Kantenformer I läuft und dann unter einen Mischer 8 kommt, an den die
Zufuhreinrichtungen 1, 2, 3, 4 angeschlossen sind.
-
Aus dem Mischer 8 tritt eine pastöse Mischung, die in einer als Formwalze
ausgebildeten Formeinrichtung 9 mit einem Oberkarton 10 belegt und zu einem Plattenstrang
geformt wird.
-
Der Plattenstrang passiert dicht hinter der Formeinrichtung einen
ersten Wärmestrahlungs-Meßkopf 11 und in einem Abstand X dahinter einen zweiten
Wärmestrahlungs-Meßkopf 12.
-
Nach Passieren der in der Zeichnung verkürzt dargestellten Abbindestrecke
gelangt der Plattenstrang zu einer als Abktxntschere ausgebildeten Abtrenneinrichtung
13. Die anfallenden Platten werden mittels eines nachfolgenden Fördergerätes 14-
in zwei parallele Reihen gelegt, passieren einen dritten Wärmestrahlungs-Meßkopf
15, treten dann in einen verkürzt c'largestellten Mehretagentrockner 16 und gelangen
nach diesem zu einer Stapeleinrichtung 17.
-
Die Meßergebnisse der drei Meßköpfe 11, 12 und 15 werdeii iil)tEL
strichpunktierte Leitungen Anzeigegeräten 18 zugeführt, welche die jeweils gemessenen
Temperaturen digital anzeigen.
-
Die Meßergebnisse werden weiterhin einem elektronischen Regelgerät
19 zugeführt, das einen Speicher und einen einstellbaren Differenzregler umfaßt.
Dem Regelgerät 19 wird auch das Ausgangssignal eines Impulsgebers 20 zugeführt,
der der Fördereinrichtung 5 zugeordnet ist. Die Temperatur des ersttn Meßkopfes
11 wird gespeichert und über den Impulsgeber 20 als Funktion der Bandgeschwindigkeit
und des Abstandes X mit den Werten des zweiten Meßkopfes 12 und des dritten Meßkopfes
15 verglichen.
-
Fällt nun während des Betriebes die Temperaturdifferenz unter einen
eingestellten Sollwert, so wird über eine Regelstrecke 23 veranlaßt, daß der Abbindebeschleuniger
dem Mischerbrei zudosiert oder dessen bereits vorab eingestellte Dosiermenge erhöht
wird. Auf diese Weise bindet der Gips schneller ab und hat an der Schere die erforderliche
mechanische Festigkeit erlangt, um zu Platten bestimmter Länge zugeschnitten zu
werden. Außerdem wird die Information geringe Temperaturerhöhung - langer Gips"
- mittels einer Anzeige 21 optisch und akustisch dem Betriebsführer als Störmeldung
angezeigt. Das so gemessene Abbindeverhalten kann über einen Schreiber 22 oder Drucker
protokolliert werden.
-
Der dritte Meßkopf 15 kann, muß aber nicht installiert sein.
-
Er dient zur Kontrolle der Hydratation. Ist diese nicht vor Einlauf
in den Trockner zumindest weitgehend abgeschlossen, so können erheblich Nachteile
resultieren. Die Hydratation wird nämlich durch die Heißgase im Trockner unterbunden.
Der Gips ist also nicht vollständig hydratisiert. Dies kann Qualitätsminderungen
in der Platte zur Folge haben. Schlechte Kar-tonhaftung sowie Brüchigkeiten stören
den Betriebsablauf.
-
Verformte bzw. verworfene Platten können Verstopfungen durch blockieren
des Trockners verursachen. Außerdem vermittelt der dritte Meßkopf 15 eine Information
über die Platteneingangstemperatur. Die aufzuwendende Trocknerleistung ist selbstverständlich
von dieser abhängig. Bei einer automatischen Trocknersteuerung läßt sich die Meßgröße
in dieser Steuerung mit einbeziehen.
-
Die Regelstrecke 23 umfaßt ein verstellbares Durchlaßorgan 24 an der
Zufuhreinrichtung 2 des Abbindebeeinflussers. Das verstellbare Durchlaßorgan ist
z.B. ein Schneckendosiergerät, ein Steuerventil, eine Zellradschleuse, eine Bandwaage
oder eine Schültelrinne. Der Abbindebeeinflusser ist z.B. fest (Pulver, Granulat)
oder flüssig, ein Verzögerer und/oder zumeist ein Abbindebeschleuniger. Es kann
auch zusätzlich eine licht gezeigte Regelstrecke von der Regeleinrichtung 19 zum
Trockner führen. Geeignete Infrarot-Meßköpfe werden auf dem Markt angeboten.
-
- Leerseite