DE3632461A1 - Herstellung von bindemittel fuer mineralfaservliese - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Bindemitteln, die zum Sprühen auf Mineralfasern bestimmt sind, welche Vliese oder Matten bilden, insbesondere zur Wärme- und Schalldämmung. Diese Bindemittel geben den gebildeten Vliesen ihren Zusammenhalt und, ganz allge­ mein, ihre mechanischen Eigenschaften. Entsprechend der Zweckbestimmung der Vliese können die hier betrachteten Bindemittel beträchtlich variieren, selbst wenn, wie in den üblichsten Arten, das Grundharz dieser Massen vom Typ Aminoplast oder Phenoplast und insbesondere vom Typ Phenol-Formaldehyd (ggf. durch Amine modifiziert) bleibt.

Die Masse, die auf die Fasern zusätzlich zu dem Harz gesprüht wird, enthält auch üblicherweise verschiedene Bestandteile, die teilweise ihre Wirkung verbessern, teilweise zusätzliche Eigenschaften verleihen. Es ist ferner vom Harz selbst bekannt, daß man andere Bestand­ teile zufügt, die ebenfalls eine Wirkung als Bindemittel besitzen. Dies ist beispielsweise der Fall beim Harnstoff oder beim Ammoniumlignosulfonat. Es ist ferner üblich, der Masse eine Ölemulsion zuzusetzen, die zum Weichmachen und gegen das Stauben dient. Man setzt auch häufig Glas- Kunstharz-"Vernetzungsmittel" genannte Mittel zu, die die Haftung des Kunstharzes auf den Fasern erleichtern. Dies sind beispielsweise Amino-Silane. Man setzt ferner Füll­ stoffe, Färbemittel, wasserabweisende Mittel, wie Silikone usw. zu.

Es ist auch nötig, einen Vernetzungskatalysator für das Harz, der die Endbehandlung begünstigt, zuzusetzen. Es ist offensichtlich, daß dieser Bestandteil nicht lange vor Auftrag des Bindemittels auf die Fasern zugegeben werden kann, da er den Beginn der Vernetzung unter Raumbedin­ gungen auslöst. Da weiterhin die Gefahr besteht, daß sich das Harz vorzeitig umsetzt, wenn die hergestellten Mengen sehr groß sind und die Zeitspannen zwischen der Herstel­ lung und dem Verbrauch wachsen (in Anbetracht des Anteils des benötigten Wassers und des erreichten Volumens für diese Massen), ist es aus Gründen der bequemeren Lagerung vorzuziehen, die Herstellung des Bindemittels erst unmit­ telbar vor seinem Gebrauch durchzuführen.

Zum Beispiel wird es im allgemeinen bevorzugt, die Lager­ dauer auf einige Stunden zu begrenzen. Für die Massen überschreitet diese Dauer 24 Stunden nicht, aber für be­ stimmte Massen kann sie wesentlich kürzer sein, z. B. in der Größenordnung von einer Stunde oder selbst weniger.

Im übrigen können die Produkte, die auf einer einzigen Produktionslinie hergestellt werden, sehr häufig von­ einander abweichen. In der Annahme, daß jedes Bindemittel aus einer unabhängigen Herstellung für unmittelbaren Verbrauch stammt, muß man über ein komplettes Sortiment von Bindemitteln verfügen. Dies ist um so weniger wün­ schenswert, je breiter die Variationsbreite der verwende­ ten Bindemittel ist.

Aus diesem Grund ist es Praxis, die Bindemittel im Maße ihres Verbrauchs herzustellen. Die Schwierigkeit besteht darin, die ständige Herstellung unter wirtschaftlich zu­ friedenstellenden Bedingungen sicherzustellen. Insbeson­ dere muß man das Eingreifen des Bedienungspersonals so stark wie möglich einschränken. Weiterhin müssen die Kosten der speziellen eingesetzten Anlagen mit den wirt­ schaftlichen Zielen, die für die Übernahme dieser Techni­ ken festgelegt sind, in Übereinklang stehen. Mit anderen Worten braucht man einfache Lösungen, die verringertes Personal benötigen, und eine Gesamtmenge von Materialien, deren Kosten mäßig sind, wobei man die Qualität der her­ gestellten Bindemittel aufrechterhalten muß.

Die übliche Art der Herstellung besteht darin, daß man in einem Behälter die verschiedenen Bestandteile zusammen­ bringt, deren Anteile von einer Bedienungsperson im Moment ihrer Zugabe gemessen werden. Da die Bedienungsperson die Kontrolle durchführen muß, neigt man dazu, die Herstel­ lungsverfahren auszudehnen; deshalb sind auch die für jede Herstellung verwendeten Mengen relativ groß. Diese beiden Faktoren stellen ein Hindernis für das häufige Wechseln des Typs des Bindemittels dar und benötigen beträchtliche Lagervolumina.

In neuerer Zeit bemüht man sich, die Herstellungsschritte zu automatisieren, was gestattet, sie häufiger ablaufen zu lassen und daher kleinere Mengen einzusetzen.

Es wurde vorgeschlagen, die Bindemittel dadurch herzu­ stellen, daß man die verschiedenen Bestandteile des Gemi­ sches mittels geregelter Dosierungspumpen zugibt, um die Bestandteile in den benötigten Anteilen zu liefern. Selbst wenn vorgeschlagen wird, die Massen kontinuierlich direkt im Maße ihres Verbrauchs herzustellen, bestehen die umfassendsten Lösungen darin, aufeinanderfolgende Chargen von beschränkten Volumen zu bilden, wobei eine vorher hergestellte Charge verbraucht wird, während sich die folgende Charge in Herstellung befindet.

Eine Schwierigkeit dieser Herstellungsart beruht auf der Tatsache, daß die verwendeten Dosierpumpen eine gute Präzision besitzen müssen. Man verwendet insbesondere volumetrische Kolbenpumpen. Dieses Material muß häufig gewartet werden. Außerdem sind dieses relativ teuere Ma­ terialien. Im übrigen bringt die Verwendung von volume­ trischen Pumpen Schwierigkeiten bezüglich der automati­ schen Regelung. Es ist bekannt, ihren Ausstoß zu ändern, indem man beispielsweise den Kolbenweg abändert oder indem man das Betriebstempo ändert, aber jede einzelne dieser Vorgehensweisen bringt eigene Schwierigkeiten mit sich. Die Anderung des Tempos, die insbesondere mit Geschwin­ digkeitsreglern erzielt wird, gestattet nicht, eine große Präzision während langer Gebrauchszeiten aufrechtzuerhal­ ten. Für die Abänderung des Kolbenhubs muß man mit der Pumpe komplexe elektromechanische Vorrichtungen verbinden. Aus diesen Gründen ist die Regelung dieser obengenannten Materialien selten automatisiert und man begrenzt die Eingriffe der Bedienungsmannschaft indem man häufige Produktionswechsel vermeidet. Aber offensichtlich stimmt dies nicht völlig mit den praktischen Notwendigkeiten überein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Herstel­ lungsweise für Bindemittel zur Verfügung zu stellen, die gleichzeitig zuverlässig und genau ist, wobei die Her­ stellung in auf jeden Arbeitsgang beschränkten Mengen ausgeführt wird.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine solche Herstellungsweise vorzuschlagen, bei der die Bemessung der Bestandteile sich vorzugsweise mit einer Anzahl von Meßvorrichtungen durchführen läßt, die geringer ist als die Anzahl der verwendeten Bestandteile.

Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt darin, bei der hier betrachteten Herstellungsart von Bindemitteln eine auto­ matische Momentanregelung der Mengen der verwendeten Be­ standteile zu ermöglichen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, in jedem Moment sogleich eine Bilanz der verfügbaren Masse aufzu­ stellen, um die Menge des in Herstellung befindlichen Bindemittels an die Menge des Vlieses von gegebener Qualität, das in der Folge der laufenden Produktion her­ zustellen bleibt, anzupassen.

Diese Bilanz kann auch mit derjenigen von jedem der auf Lager befindlichen Bestandteile kombiniert werden, um seine Steuerung zu erleichtern.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vor­ richtung vorzuschlagen, die sehr merklich die Eingriffe der Bedienungspersonen unabhängig davon, ob sie zur Rege­ lung oder zur Wartung dienen, zu verringern gestattet.

Gemäß der Erfindung weist die Anlage zur Herstellung von Bindemitteln zusätzlich zu Lagerbehältern für die ver­ schiedenen Bestandteile eine Gruppe von Leitungen und Um­ wälzpumpen auf, die in Gefäßen enden, welche an eine ge­ meinsame Leitung angeschlossen sind oder an eine begrenzte Anzahl von gemeinsamen Leitungen, an der (denen) Vorrich­ tungen zum Messen der Prokuktmasse angeordnet sind, die in der (den) Leitung(en) strömen, wobei diese gemeinsame(n) Leitung(en) die fließenden Bestandteile aufeinanderfolgend zu einem Herstellungsbehälter leitet (leiten), wo das Bindemittel durch definierte Mengen gebildet wird, dann in einen Verteilungsbehälter leitet (leiten), wo es schließlich von einer oder mehreren Pumpen wiederaufge­ nommen wird und zu der Einrichtung zur Zerstäubung auf die Fasern befördert wird.

Die Erfindung wird jetzt im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 schematisch einen Aufbau nach dem Stand der Tech­ nik zur Zuführung der verschiedenen Bestandteile des Bindemittels bis zum Herstellungsbehälter zeigt,

Fig. 2 ein schematisches Diagramm ist, das einen Teil der Einrichtung zur Herstellung und Verteilung des Bindemittels gemäß der Erfindung darstellt,

Fig. 3a ein Schema einer Meßvorrichtung ist, die in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird, dargestellt in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3b in Ansicht das Phenomen der Verformung darstellt, die der Messung mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 3a zugrunde liegt.

In den Methoden nach dem Stand der Technik und in der er­ findungsgemäßen Methode werden die Bestandteile, die zur Bildung des Bindemittels bestimmt sind, bis zu den Ge­ brauchsbehältern auf ähnliche Weise gelagert und beför­ dert.

Fig. 2 gibt den Teil der entsprechenden Einrichtung zur Lagerung und zum Transport eines Bestandteils bis zum Verwendungsbehälter wieder. Analoge Anordnungen werden für jeden der Bestandteile verwendet mit Ausnahme derjenigen, die unten für einige von ihnen angegeben sind. Dieser Teil der Anlage ist in Fig. 1 nicht wiedergegeben.

Die einzelnen Bestandteile (Harz, Harnstofflösung, Emul­ sion, Öl, Ammoniak, Silanhydrolysat, usw.) werden in Be­ hältern (1) großer Kapazität am Verbrauchsort gelagert, um eine ausreichende Unabhängigkeit zu gewähren. Gegebenen­ falls, insbesondere wenn die Einzelbestandteile am Ort selbst hergestellt werden, können die Behälter eine klei­ nere Kapazität besitzen, da die Gefahren von Versorgungs­ mängeln beseitigt sind.

Diese Behälter (1) werden unter den Bedingungen gehalten, die für jeden Bestandteil notwendig sind, um eine wohlbe­ stimmte Qualität sicherzustellen. Sie sind z. B. mit Vor­ richtungen zum Homogenisieren und zum Thermostatisieren ausgerüstet.

Was das Wasser betrifft, das zur Vervollständigung des Bindemittels notwendig ist, so wird es selbstverständlich vorzugsweise direkt in den Kreislauf auf der Höhe der weiter unten erwähnten Meßvorrichtung eingeleitet.

Was die in sehr geringen Anteilen zugeführten Produkte betrifft wird es ggf. bevorzugt, sie direkt aus dem Be­ hälter, der sie enthält, in den Einsatzbehälter (2) zu überführen.

Die Bestandteile werden jeweils in einen Einsatzbehälter (2) mit Hilfe einer Förderpumpe (3) gefördert. An der Transportleitung, oberhalb der Pumpe, kann es vorteilhaft sein, ein Schutzfilter (4) für die Pumpe anzubringen.

Im Lauf des Betriebs wird der Einsatzbehälter (2) zwischen Maximalniveau und dem Minimalniveau gefüllt gehalten. Niveauanzeiger regeln den Betrieb jeder Förderpumpe (3).

Der Einsatzbehälter (2) stellt ein bequemes Zwischenglied mit beschränkter Kapazität in unmittelbarer Nachbarschaft um Herstellungsort des Bindemittels dar. Er ermöglicht, eine fortlaufende Speisung der Kreisläufe, die ihm folgen, sicherzustellen. Jeder Einsatzbehälter kann jedenfalls auch mehrere Herstellungsanlagen speisen.

Wenn sich die Zugabe der verschiedenen Bestandteile dazu eignet, insbesondere wenn die Lagerung genügend nahe zur Herstellung des Bindemittels ist (und wenn dementsprechend das benötigte Leitungsnetz nicht zu ausgedehnt ist), kann der Durchflußkreislauf direkt aus dem Lagerbehälter (1) gespeist werden. Mit anderen Worten, man kann den Einsatzbehälter (2),die Förderpumpe (3) und ihr Filter (4) einsparen.

Der Bestandteil wird aus dem Einsatzbehälter abgezogen, um einen Kreislauf zu durchlaufen, der zu einem Herstel­ lungsbehälter führt.

Dieser Kreislauf oder Umlauf unterscheidet sich beträcht­ lich, wenn man einerseits den Aufbau nach dem Stand der Technik, dargestellt durch Fig. 1, und andererseits den erfindungsgemäßen Aufbau, für den eine Ausführungsform in Fig. 2 wiedergegeben wird, vergleicht.

Nach dem Stand der Technik umfaßt der Kreislauf eine Ein­ heit von Filtern (5) und volumetrischen Dosierpumpen (6), die die Bestandteile in bestimmter Menge in den Herstel­ lungsbehälter (7) fördern, der für alle Bestandteile ge­ meinsam ist und in dem sie gemischt werden. Der Kreislauf umfaßt gewöhnlich auch Absperrschieber und Ablässe.

Die genauesten traditionellen volumetrischen Pumpen sind Kolbenpumpen, deren Bewegung ein konstantes Volumen be­ stimmt. Diese Bewegung, die durch eine Gruppe Anriebs­ pleuelstange-Kurbelstange erzeugt wird, ist gleichzeitig in ihrer Geschwindigkeit und in ihrer Amplitude regelbar. Die Amplitude oder der Kolbenhub entspricht einer Änderung der Lage der Einheit Pleuelstange-Kurbelstange. Obwohl diese Veränderung automatisch gesteuert werden könnte wie oben angegeben, würde diese Automatisierung relativ kom­ plexe Vorrichtungen benötigen, die die Kosten der Ein­ richtung sehr merklich erhöhen würden. Aus diesem Grund wird häufig die manuelle Steuerung vorgezogen, bringt aber Probleme mit sich, die diesem Vorgehen innewohnen, nämlich Langsamkeit des Vorgangs, Gefahr von Fehlern, usw.

Die Geschwindigkeitsänderung, die z. B. mittels stufenlos regelbaren Getrieben erreicht werden kann, ist auch nicht problemlos. Wie bereits gesagt, ist die Wirkungs­ weise von stufenlos regelbaren Getrieben nicht genau genug, um eine zufriedenstellende Erzeugung zu garantie­ ren.

Das Bindemittel, das in dem Behälter (7) hergestellt wor­ den ist, durchfließt anschließend einen Verteilerkreis der detailliert im Hinblick auf die Anlage gemäß der Erfindung beschrieben wird.

Fig. 2 ist die schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung.

In dieser Anlage ist der Teil, der sich auf die Lagerung der Bestandteile, auf ihre Beförderung bis zu den Ein­ satzbehältern bezieht, so wie vorstehend beschrieben. Der folgende Teil, der in den Ausführungsformen der Erfindung eigenartig ist, muß in ausführlicher Form betrachtet werden.

Jeder Bestandteil, der einem Einsatzbehälter (2) entnommen ist, durchläuft eine Zuführschleife, die eine Umwälzpumpe (8), ein Filter (9), das die Pumpe (8) schützt und in Fließrichtung oberhalb angeordnet ist, einen Dreiwege­ schieber (10) und eine Rückleitung (11) umfaßt. In diesem Kreislauf sind die Funktionsparameter so ausgelegt, daß der Förderstrom der Pumpe größer ist als derjenige, der zur Speisung des Herstellungsbehälters (12) notwendig ist, der weiter unten erwähnt wird. Die Zuleitungsschleife wird somit ständig von dem Bestandteil durchflossen. Tatsächlich ist die Umwälzpumpe (8) vorzugsweise kontinu­ ierlich, um eine gute Wirkungsweise zu besitzen. Unter diesen Bedingungen wird je nach Stellung des Dreiwege­ schiebers (10) der Bestandteil entweder vollständig in den Einsatzbehälter (2) durch Leitung (11) zurückgeführt oder teilweise zurückgenommen und teilweise in den Kreis, der den Herstellungsbehälter (12) speist, geleitet.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich, die Zuführungs­ schleife durch einen Umlauf ohne Rückkehr zu dem Einsatz­ behälter (2) zu ersetzen. Diese Art hat zur Bedingung, daß die Pumpe diskontinuierlich arbeitet, was weniger günstig ist, insbesondere wegen der Gefahr von aufeinanderfolgen­ den Leerläufen bei einem Halt selbst von kurzer Dauer. Weiterhin setzt dies auch einen Förderstrom der Umwälz­ pumpe voraus, der relativ gut an die tatsächlich benötig­ ten Ströme angepaßt ist. Im Falle einer Zuführungsschleife verfügt man im Gegensatz dazu über eine große Breite in der Auswahl der Kenndaten der Pumpe, unter dem Vorbehalt, daß der erzeugte Strom über dem notwendigen Durchsatz liegt.

Erfindungsgemäß ist es nicht nötig, eine Pumpe zu verwen­ den, deren Durchsatz sehr genau geregelt wird.

Die Dosierung wird nicht von der Pumpe durchgeführt, son­ dern erfolgt direkt aufgrund der Menge des Bestandteils, der in den Zuführungsleitungen des Herstellungsbehälters (12) fließt.

Aus diesem Grunde kann man eine breite Vielfalt von Pumpen gebrauchen, insbesondere Kreiselpumpen, Zahnradpumpen, Schraubenpumpen oder Würgelpumpen. Da diese Pumpen nicht zur Aufgabe haben, die Menge der Bestandteile zu messen, ist es möglich, sie mehr nach ihrer Robustheit als nach ihrer Präzision auszuwählen, was beträchtlich die Be­ triebssicherheit der Anlage zu verbessern erlaubt und die schwierigen Wartungsmaßnahmen begrenzt im Vergleich zu dem, was man feststellt, wenn entsprechend der traditio­ nellen Technik die Messung durch die volumetrische Pumpe selbst durchgeführt wird.

In Fig. 2. werden die Zuführungsschleifen der verschiede­ nen Bestandteile (eine einzige von ihnen wird vollständig wiedergegeben) mit einem einzigen Kreislauf zur Messung der Zufuhr des Herstellungsbehälters (12) verbunden dar­ gestellt. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil sie zu einer sehr gründlichen Vereinfachung der Anlage führt. Man sieht, daß es vorteilhaft sein kann, diesen Teil in zwei oder mehr zu zerlegen. Im allgemeinen ist es jedoch er­ findungsgemäß nicht nötig, einen getrennten Kreislauf für die Messung für jeden Bestandteil vorzusehen, während es nach dem Stand der Technik im Gegensatz dazu am üblichsten ist, einen Meßkreis mit einer volumetrischen Pumpe für jeden Bestandteil zu haben.

Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, mehrere Anschlüsse mit demselben Meßkreis hergestellt sind, bemüht man sich, die Volumina der Leitungen, die die Dreiwegschieber der ge­ meinsamen Leitung (13) trennen, ebenso wie auch die Länge der gemeinsamen Leitung (13), die vor der Meßvorrichtung (14) liegt, in höchstem Maße zu begrenzen.

In der erfindungsgemäßen Anlage werden die Bestandteile von einer Vorrichtung des Typs des Massendurchflußmessers, wie z. B. solchen, die von der Gesellschaft MICRO-MOTION vertrieben werden, gemessen. Es handelt sich um Geräte, deren Wirkungsprinzip wie folgt ist:

Die gemessene Flüssigkeit fließt in einem U-Rohr (20) und wird angetrieben von einer Vibrationsbewegung, die in einer Richtung aus der Ebene des U heraus erzeugt ist. Die Vibrationen des Rohrs erzeuen die Beschleunigungen der Flüssigkeit, die in dem U-Rohr fließt, in Richtung der Pfeile a. Die augenblickliche Richtung der Vibrationen wird in den Fig. 3a und 3b durch die Pfeile V angegeben. Umgekehrt bleibt die Flüssigkeit gegenüber der Beschleu­ nigung, die ihr erteilt wurde, träge. Dieser Widerstand überträgt sich durch zwei Kräfte in entgegengesetztem Sinn auf jeden Schenkel des U, dargestellt durch die Pfeile F in Fig. 3b. Diese Kräfte sind eine direkte Funktion der Flüssigkeitsmasse, die in dem Rohr fließt. Das Maß der Kräfte und danach der Masse der Flüssigkeit wird durch die Verformung des Rohrs erzeugt; die Verformung wird schema­ tisch in Fig. 3b dargestellt. Die Verformung kehrt sich mit der Vibrationsrichtung um. Die Messung der Verformun­ gen wird beispielsweise auf magnetische Art durchgeführt.

Die Genauigkeit der Massemessungen, die mit Hilfe dieser Durchflußmesser durchgeführt wird, liegt in der Größen­ ordnung von 0,5 bis 1%, eine Genauigkeit, die vollständig ausreichend ist für die erfindungsgemäße Anwendung. Diese Genauigkeit ist im übrigen in derselben Größenordnung wie die, die man mit den volumetrischen Pumpen von sehr guter Qualität erhält.

Es wurde gesagt, daß derselbe Meßkreis für die verschie­ denen Bestandteile des Bindemittels dienen kann. In der Praxis können die Massen der Bestandteile, die für die Herstellung eines gleichen Bindemittels eingesetzt werden, voneinander sehr verschieden sein. Dies kann einige Schwierigkeiten aufwerfen.

Der Querschnitt des Massendurchflußmessers wird so ge­ wählt, daß er ein Maximum an Genauigkeit in einem gegebe­ nen Durchflußmengenbereich gestattet. In Abhängigkeit von der Wahl dieses Bereichs ist die Aufgabezeit von jeder Produktmenge festgelegt. Wenn die Bestandteile in vonein­ ander sehr verschiedenen Anteilen eingesetzt werden, sind bei Verwendung desselben Durchflußmessers die Zeitfolgen sehr verschieden. Dies kann verschiedene Probleme mit sich bringen. Wenn man eine geringe Durchflußmenge wählt, fließen die reichlichsten Bestandteile sehr lange bis zu dem Punkt, daß die Geschwindigkeit der Verwendung des Bindemittels nicht mehr zufriedenstellend ist. Wenn man im Gegensatz dazu einen starken Durchfluß wählt, ist die vollständige Folge schnell und der Bedarf zufriedenstel­ lend, aber die Durchlaufzeit der Bestandteile von geringem Anteil ist sehr verringert und die Ungenauigkeit bei ihrer Messung kann sich beispielsweise aufgrund der Tatsache der Ventilträgheit in unerwünschter Weise steigern.

Wenn die Bildung des Bindemittels Bestandteile umfaßt, die in sehr unterschiedlichen Anteilen teilnehmen, kann es vorteilhaft sein, zwei Meßkreisläufe oder mehr zu schaf­ fen, wobei jeder Kreislauf so gewählt ist, daß er den besten Meßbedingungen entsprechend den speziellen be­ trachteten Produkten entspricht.

Natürlich ist es möglich, einen Meßkreis für jeden Be­ standteil zu errichten, aber die Installationskosten hierfür sind ganz beträchtlich erhöht. Die Verbesserung, die aus einer solchen Anordnung folgt, genügt im allge­ meinen nicht, um die zusätzliche Investition zu kompen­ sieren.

Es ist bemerkenswert, daß eine einzige Meßvorrichtung (oder ggf. zwei) für alle verschiedenen Bestandteile von unterschiedlichster Art genügen kann. Dies ist um so vor­ teilhafter, je zahlreicher diese Bestandteile sind. Ihre gewöhnliche Anzahl beträgt sechs bis zehn, sie kann jedoch noch höher liegen. Ein Vorteil der Massendurchflußmesser besteht darin, daß sie unabhängig von der Volumenmasse der behandelten Produkte arbeiten. Die ggf. auftretenden Abweichungen sind kleiner als die allgemeine Präzision der Messungen die vorstehend angegeben wird. Im übrigen, was das wichtigste ist, sind die Volumenmassen der verschiedenen verwendeten Bestandteile einander be­ nachbart, was noch die Genauigkeit der Messungen erhöht.

Die Ähnlichkeit der Volumenmassen der Bestandteile bewirkt auch, daß das Totvolumen, das durch die gelegte Leitung zwischen den Dreiwegeschiebern und dem Eintritt des Durchflußmessers gebildet wird, nicht merklich die durch­ geführten Messungen verfälscht, obwohl man während der Durchflußzeit eines Bestandteils während eines Bruchteils dieser Zeit den Rest des vorhergehenden Bestandteils, der diesen Teil des Meßkreises füllt, mißt. Trotzdem ist es vorteilhaft, dieses Totvolumen so stark wie möglich zu begrenzen, indem man die Dreiwegeschieber so dicht wie möglich an dem Durchflußmesser anbringt. Im Fall von Pro­ dukten mit sehr unterschiedlichen Volumenmassen erhöht natürlich eine systematische Korrektur noch die Präzision. Für die üblichsten Anwendungsbedingungen und bei Verfol­ gung der im folgenden angeführten Vorsichtsmaßnahmen ist es dennoch möglich, ohne Korrektur zu arbeiten. In der Annahme, daß die Herstellung der Massen automatisch nach einer programmierten Steuerung abläuft, wird die systema­ tische Korrektur vorteilhaft in das Programm aufgenommen.

In Betrieb der Anlage hat die Verwendung eines einzigen Durchflußmessers (oder einer geringen Anzahl) zur Folge, daß er die Produkte aufeinanderfolgend aufnimmt, um sie eines nach dem anderen zu messen.

Die Wahl der Reihenfolge ist nicht notwendigerweise will­ kürlich. Sie kann durch die auszuführende Mischung fest­ gelegt werden. Sie kann auch eine Funktion der Forderung s ein, daß die Bestandteile zugeleitet werden, um einen gemeinsamen Kreis zu durchlaufen. Im besonderen ist es vorteilhaft, am Ende der Folge eine "Spülung" durch das Wasser, das die Gesamtmenge des eingeführten Wassers oder nur einen Anteil davon darstellen kann, vorzunehmen, wobei der Rest auf einmal oder mehrere Male verteilt in den früheren Elementen der Reihenfolge zugegeben wird. Man kann auch jeden Durchgang eines Bestandteils durch Spülen mittels eines Bruchteils des benötigten Wassers abtren­ nen.

Die Spülung am Ende der Reihenfolge stellt einen doppelten Vorteil dar. Sie stellt einerseits sicher, daß die Gesamt­ menge der Bestandteile, deren Einführung durch die Öffnung und das Schließen der verschiedenen Schieber gesteuert wird, gut in den Herstellungsbehälter überführt wird und daher die Anteile gut eingehalten werden. Es garantiert andererseits im Falle einer Änderung der Zusammensetzung eines Verfahrens gegenüber dem folgenden die Entfernung der Bestandteile der vorangehenden Masse.

Aus denselben Gründen wird im Kreis, der schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, bevorzugt, die Speisung von Wasser am Ende der Leitung (13) so vorzusehen, daß die Spülung die ganze Leitung betrifft.

Das Schema von Fig. 2 gibt einen Zuführungskreis der Meß­ anordnung mit sieben Dreiwegeschiebern wieder. Dies ist nur ein Beispiel. Die Menge der Zuleitungen und demzufolge der verschiedenen Bestandteile ist nicht begrenzt. Im übrigen kann dieselbe Anlage zur Herstellung von Binde­ mitteln verschieder Art dienen, wobei nicht notwendiger­ weise alle Zuleitungen im Verlauf der Folge, die zur Her­ stellung eines bestimmten Bindemittels führt, gebraucht werden.

Die in den Herstellungsbehälter eingeleiteten Bestandteile werden mittels eines Rührers (15) homogenisiert. Sie wer­ den dann in den Verteilerkessel (16) übergeleitet. Die Steuerung des Durchflußes aus Behälter (12) in Kessel (16) wird durch den Füllstand in letzterem bestimmt. Wenn der untere Füllstandmesser die Überleitung auslöst, wird die gesamte Präparation des Kessels (12) umgefüllt. Dies wird entweder durch einfache Schwerkraft, wie schematisch in der Fig. angegeben, oder mittels einer Umwälzpumpe durch­ geführt. Diese Überleitung der Zusammensetzung löst, wenn der Kessel (12) leer ist, das Ingangsetzen einer neuen Folge der Bindemittelherstellung aus.

Man richtet es so ein, daß die Herstellungszeit unter der Verbrauchszeit für das Bindemittel liegt dergestalt, daß das Verfahren ohne Unterbrechung abläuft. Unter dieser Bedingung sieht man, daß das hergestellte Volumen bei je­ der Folge relativ gering sein kann, was die toten Mengen an Produkt begrenzt. Selbst wenn diese Verfahrensweise eine Vervielfachung der Herstellungsschritte bedingt, er­ gibt sich keine Schwierigkeit im Falle wo, wie weiter un­ ten ausgeführt wird, die Verfahrensschritte vollständig automatisiert werden können.

Im übrigen ermöglicht das geringe Bindemittelvolumen, das bei jeder Folge hergestellt wird, eine schnellere Umset­ zung, mit anderen Worten eine kürzere mittlere Wartezeit vor der Verwendung. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die hergestellte Masse sich unter Umgebungsbedingungen rasch verändert.

Das geringe Volumen in Wartestellung erleichtert auch den Wechsel von Bindemittel im Betriebsverlauf, indem es die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herstellungsver­ fahren verringert. Wie bereits angegeben wurde, läuft die Änderung der Zusammensetzung im erfindungsgemäßen Fall ohne Produktionsunterbrechung ab, indem einfach die Rei­ henfolge der Zuführung von Bestandteilen geändert wird.

Wenn eine Änderung der Zusammensetzung unternommen wird, ist Behälter (12) vollständig von seinem Inhalt entleert. Mit anderen Worten der Anteil der Zusammensetzung, der sich unterhalb des Minimalniveaus befindet, ist entweder verbraucht oder durch den Ablaß (19) entleert.

Die Verteilung des Bindemittels auf die Sprühapparate kann auf verschiedenen Modalitäten erfolgen. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung, die aus dem Verteilerkessel (16) kommt, über Dosierpumpen zu den Sprühvorrichtungen (18) geleitet. Diese Dosierpumpen brauchen keine sehr große Präzision aufzuweisen, wenn sie auch stabil sein müssen.

An diesem Punkt der Anlage dreht es sich nicht darum, eine Zusammensetzung aus Bestandteilen in peinlich genauen An­ teilen herzustellen, sondern die Fasern, die die Vliese bilden, mit einer konstanten Menge an Bindemittel zu überziehen.

Die Dosierpumpen können auch zeitweilig oder permanent durch eine Meßeinheit vom Typ Massendurchflußmesser, die mit Vorrichtungen zur Regulierung des Verbrauchs, wie z. B. entsprechenden Schiebern, ausgerüstet sind, ersetzt sein. Wenn die Kosten dieser Anlagen diesen Lösungstyp für eine ständige industrielle Anwendung weniger attraktiv machen, kann sie große Vorteile für gelegentlich an der Produktionslinie durchgeführte Kontrollen haben.

Um die Zerstäubungsgeräte zu speisen, verwendet man z. B. Schraubenpumpen (wie z. B. Pumpen vom Typ MOINEAU).

Zur Verbindung des Verteilerkessels (16) und der Dosie­ rungspumpen (17) kann man eine Durchflußschleife vorsehen. Diese Anordnung, die nicht in Fig. 2 dargestellt wird, ist besonders dann nützlich, wenn der Verteilerkessel (16) relativ weit vom Ort des Verbrauchs entfernt ist und wenn es vorgesehen ist, die Art der Zusammensetzung häufig zu ändern. In diesem Fall, wie vorstehend, enthält die Um­ laufschleife ein Filter und eine Umwälzpumpe, die einen Durchsatz sicherstellt, der über demjenigen liegt, der der Speisung der Dosierpumpen (17) entspricht.

Im Fall der Verwendung einer Umlaufschleife kann das Messen der verteilten Bindemittelmenge mit einfachen Rota­ metern, die Ventile mit regulierter Öffnung steuern, oder mit analogen Vorrichtungen reguliert werden.

Ein beträchtlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrich­ tung, die oben beschrieben wird, besteht in der Tatsache, daß die Regelung der Anteile von jedem Bestandteil der Zusammensetzung ohne jede Abänderung auf Höhe der Meßvor­ richtung erfolgt, im Gegensatz zum Einsatzverfahren mit Dosierpumpen. Tatsächlich hat erfindungsgemäß materiell die Änderung der Anteile oder der Bestandteile selbst eine Änderung der Reihenfolge der Öffnung und des Schließens der Dreiwegeschieber zur Folge. Es gibt daher keine Ver­ änderung der mechanischen Anlage.

Diese Vereinfachung ist beträchtlich, da die Reihenfolge der Herstellung von einem Rechner gesteuert wird. Dieser kann die Herstellung aus der Entfernung verfolgen und im Fall einer dringenden Modifizierung sofort eingreifen. Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind noch erheblich vorteil­ hafter für einen automatischen Ablauf. Ein solcher ist umso vorteilhafter, als die Produktionsbereiche unter­ schiedlicher sind und häufiger abgeändert werden.

Die automatisierte Anlage benötigt keine anderen Eingänge von Informationen als die, die auf jeden Fall eingerichtet sind, nämlich die Niveaumessung der Bestandteile in den Behältern und Lagerkesseln, die Niveaumessung in den Einsatz-, Herstellungs- und Verteilungsbehältern und -gefäßen, und die Informationen, die von der oder den Meßanordnung(en) für die Bestandteilmassen zur Versorgung der Herstellung geliefert werden.

Die ggf. automatisierte Vorrichtung umfaßt auch in der Regel Meßanordnungen, die kontrollieren, daß die benötig­ ten Drucke in den Durchflußschleifen gut aufgebaut sind.

All diese Informationen werden vorzugsweise auf eine Arbeitseinheit geleitet, die auch die programmierten An­ weisungen empfängt. Diese Einheit wiederum steuert den Gang der verschiedenen Elemente der Anlage: Schieber, Pumpen, die die Herstellung des Bindemittels regeln. In Fig. 2 ist die Datenverarbeitungsanlage und die automati­ sche Steuerungsanlage mit dem Kasten (22) wiedergegeben. Zur Information hat man die Verbindungen der Behandlungs­ einheit einerseits mit der Meßvorrichtung (14) und ande­ rerseits mit einem Dreiwegeschieber (10) in gestrichelten Linien schematisch dargestellt. Entsprechende Verbindungen sind mit allen Meß- und Steuerungsvorrichtungen der Anlage hergestellt, wie klar ersichtlich ist.

Die Daten, die von den verschiedenen Meßinstrumenten stammen, gestatten im übrigen ggf., den Vorrat an Be­ standteilen des Bindemittels durch die Feststellung ihres kumulierten Verbrauchs zu verwalten.

Beispielsweise umfaßt eine Bindemittelherstellung, die für die Erzeugung von Glasfaservliesen, -matten oder -platten für die Dämmung verwendet wird, die folgenden Bestandtei­ le, die in der angegebenen Reihenfolge eingeleitet wer­ den:

• - Wasser
• - ggf. modifiziertes Phenol-Formaldehydharz
• - Harnstoff in wässriger Lösung,
• - Ammoniumsulfat in Lösung,
• - Ammoniak,
• - Ölemulsion,
• - hydrolysiertes Silan,
• - Wasser.

Wie oben angegeben, ermöglicht der Durchfluß von Wasser am Ende der Folge ein Spülen der Zuführungsleitungen. Das am Anfang der Folge eingeleitete Wasser gestattet eine gute Homogenisierung der Masse im Maße der Einleitung der verschiedenen Bestandteile. Das Wasser, das zu diesen zwei Zeitpunkten eingeleitet wird, kann z. B. in zwei Hälften eingeteilt werden.

Die Bestandteile werden bei Anwesenheit einer einzigen Meßvorrichtung getrennt nacheinander eingeleitet.

Die automatisierte Steuerung wie die manuelle Steuerung ermöglicht nicht nur, die Einleitung der verschiedenen Bestandteile in den benötigten Anteilen zu verfolgen, sondern auch, die Gesamtmenge an hergestelltem Mittel den jeweiligen Umständen anzupassen. Auf diese Weise ist es möglich, die Bindemittelmenge an die während einer Herstellungsänderung notwendige Menge genau anzupassen.

Die Zeit für die Herstellung des Bindemittels wird geregelt, um dem Verbrauchstempo zu folgen. Man spart vorteilhafterweise eine ausreichende Menge auf, um Ein­ griffe in die Herstellungsanlage zu ermöglichen. Z. B. regelt man die Dauer des Herstellungszyklus auf die Hälfte der Dauer des Verbrauchszyklus.

Wie oben angegeben kann die Menge an Bindemittel, die in jedem Zyklus hergestellt wird, sehr gering sein. Aus praktischen Gründen und um ggf. für kurze Unterbrechungen der Anlage vorzusorgen, ohne zur Unterbrechung der Pro­ duktion gezwungen zu sein, ist es trotzdem vorteilhaft, die Kapazität des Verteilerkessels zwischen seinen Mini­ mal- und Maximalfüllständen ausreichend zu halten, wobei die Menge an Bindemittel wenigstens einem Verbrauch von 15 Minuten entspricht.

Die Kapazität des Verteilerkessels ist nicht an diejenige des Einsatzbehälters oder des Herstellungsbehälters ge­ bunden. Die einzige Begrenzung besteht natürlich darin, daß das Volumen des Verteilerkessels ausreicht, um die größte Gesamtmenge an Beschickung zu fassen, die einge­ leitet wird, um im Herstellungsbehälter hergestellt zu werden.

Die vorstehend beschriebene Erfindung für die Herstellung von Bindemitteln ist auch für die Herstellung von Zusam­ mensetzungen brauchbar, die unter denselben Bedingungen auf die Fasern gesprüht werden, selbst wenn sie nicht, oder im wesentlichen nicht zur Verbindung der Fasern mit­ einander bestimmt sind. Insbesondere ist die Erfindung anwendbar auf die Herstellung für Schmälzmittel, die z. B. hauptsächlich den Fasern einen angenehmen Griff verleihen sollen oder die Emission von Staub verhindern sollen. Die Herstellung dieser Schmälzmittel wendet auf dieselbe Weise die Vereinigung von verschiedenen flüssigen Bestandteilen an. Daher sind dasselbe Verfahren und derselbe Anlagetyp, wie die beschriebenen, für Schmälzmittel anwendbar.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Herstellung von flüssigen Zusammen­ setzungen, die auf Mineralfaservliese oder -filze gesprüht werden sollen, wobei die Zusammensetzungen die Vereinigung und die Mischung von mehreren Be­ standteilen selbst im flüssigen Zustand erfordern, wobei die Bestandteile zu einem Herstellungsbehälter (12) mittels einer oder mehrerer Leitung(en) (13), geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leitungen (13) niedriger ist als die der Bestandteile, jede Leitung (13) über einen oder mehrere Schieber (10) mit Beschickungsmitteln für die Bestandteile verbunden ist, wobei jeder Schieber (10) die aufeinanderfolgende Einleitung eines Be­ standteils in eine Leitung (13) steuert, wobei eine Vorrichtung vom Typ Massendurchflußmesser an jeder Leitung (13) oberhalb der Schieber (10) angeordnet ist, und wobei die hergestellte Zusammensetzung anschließend aus dem Herstellungsbehälter (12) zu einem Verbrauchskreis fließt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Speisung der Bestandteile einen Einsatzbehälter (2), eine Leitungsgruppe (11), die eine Umlaufschleife bildet, in der eine Umwälzpumpe (8) angeordnet ist, und einen Dreiwegeschieber (10), der je nach seiner Stellung die Gesamtmenge an Be­ standteil oder nur einen Teil davon in das Anwen­ dungsgefäß zurückleitet, wobei der andere Teil in diesem Fall in die Leitung (13) geleitet wird, um­ faßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil in den Einsatzbehälter zwischen zwei Minimal- und Maximalstellungen gehalten wird, wobei Meßfühler die Zuführung des Bestandteils aus den Lagerbehältern (1) auslösen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) an ihrem Ende, das am weitesten von ihrer Mündung in den Herstel­ lungsbehälter (12) entfernt ist, mit einer Wasserzu­ führung verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung vom Typ Massen­ durchflußmesser (14) so ausgewählt ist, daß sie die Durchflußmengen an Bestandteilen, die die Herstellung der Zusammensetzung in einem Tempo, das mindestens zweimal so hoch ist wie dasjenige des Verbrauchs dieser Zusammensetzung, gestattet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anwendungskreislauf einen Verteilerkessel (16) umfaßt, in den die im Behälter (12) hergestellte Zusammensetzung entleert wird, die dann kontinuierlich entnommen wird, um der oder den Sprühvorrichtung(en) (18) zugeleitet zu werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung dem Verteilerkessel entnommen wird und in einer Schleife unter dem Einfluß einer Umwälzpumpem zirkuliert, wobei eine Abzweigung in dieser Schleife eine Verteilerpumpe (17) speist, die den Durchsatz der Zusammensetzung, der in die Ver­ teilvorrichtung (18) geleitet wird, regelt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aufeinanderfolgende Gang der Schieber (10) durch eine automatische Einheit (22) als Antwort auf die Informationen, die von dem Mas­ sendurchflußmesser (14) und den Niveaustandsmessern in den verschiedenen Behältern gegeben werden, und entsprechend den verschiedenen Befehlen im Speicher gesteuert wird.