DE3637775A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen entgasen eines gemisches aus polymeren bindemitteln und fuellstoffen und/oder fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuier­ lichen Entgasen eines Gemisches aus Bindemitteln und Füllstoffen und/oder Fasern, das z. B. aus einer Misch­ maschine zugeführt ist.

Es sind Gemische bekannt, zum Beispiel Polymermörtel, in denen sich nach ihrer Herstellung so große Gas-, insbesondere Lufteinschlüsse befinden, daß sie für bestimmte Einsatzbereiche, zum Beispiel zur Her­ stellung von elektrischen Isolatoren, ungeeignet sind.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfin­ dung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Gemische der vorstehend ge­ nannten Art kontinuierlich entgast werden können. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gemisch einer Dosiereinheit zugeführt ist, aus der es über mindestens ein Ventil, dessen Durch­ flußquerschnitt und Länge in Abhängigkeit von dem Füllstand des Gemisches in der Dosier­ einheit einstellbar ist, an eine unter der Dosierein­ heit angeordnete Vakuumkammer abgegeben ist, aus der es einer mit der Vakuumkammer in gasdichter Verbindung stehenden und nach außen im wesentlichen gasdicht ab­ geschlossenen Fördereinrichtung zugeführt ist.

Bei der Erfindung wird das Gemisch, welches der Misch­ maschine entnommen ist, die oberhalb der Dosiereinheit angeordnet sein kann, der unter atmosphärischen Druck stehenden Dosiereinheit zugeführt. In der Dosiereinheit wird der Füllstand des Gemisches abgetastet. Dies ge­ schieht vorteilhaft mit einem oberhalb der Dosiereinheit angeordneten, auf die Gemischoberfläche gerichteten Ultraschall-Sensor. In Abhängigkeit von dem gemessenen Füllstand des Gemisches in der Dosiereinheit wird das Ventil verstellt. Anstelle eines Ventils mit einstell­ barem Durchflußquerschnitt können mehrere Ventile vor­ gesehen sein, von denen jeweils so viele geöffnet sind, wie es in Abhängigkeit von dem Füllstand des Gemisches notwendig ist. Über die Ventile gelangt das Gemisch in die unter der Dosiereinheit angeordnete Vakuumkammer. In der Verlängerung der Ventile sind zu diesem Zweck Rohre vorgesehen. Die Rohre können unterschiedlich gro­ ßen Querschnitt und unterschiedlich große Länge aufwei­ sen. Die Rohre gewährleisten, daß das Gemisch aus der Dosiereinheit in die Vakuumkammer "gerissen" wird; also das Gemisch eine extrem große Oberfläche aufweist, so daß Gas-, insbesondere Lufteinschlüsse, durch das Vakuum entzogen werden. Die Abgabe des Gemisches aus der Dosier­ einheit an die Vakuumkammer erfolgt deshalb mit unter­ schiedlichem Querschnitt, damit das Gemisch zwischen einem höchsten und niedrigsten Füllstand kontinuier­ lich an die Vakuumkammer abgegeben werden kann. Es wird so vermieden, daß das Gemisch in der Dosiereinheit eine zu große Verweilzeit hat, wodurch es zu Aushärtungen in dem Gemisch kommen kann. Übersteigt der Füllstand eine gewisse Größe, wird die Zufuhr aus der Mischma­ schine gedrosselt, im Extremfall die Mischmaschine ab­ geschaltet. Unterschreitet der Füllstand ein gewisses Maß, wird das Ventil vollständig geschlossen. Der zu­ letzt genannte Zustand darf - der Fall der vollständi­ gen Abschaltung der Vorrichtung nach der Erfindung nach Erzeugung einer bestimmten Menge des Gemisches unberücksichtigt gelassen - nicht zu lange andauern, um die erwähnte Aushärtung des Gemisches zu vermeiden. Die Fördervorrichtung, die das entgaste Gemisch aus­ trägt, steht mit der Vakuumvorrichtung in vakuumdichter Verbindung. Sie ist außerdem gegenüber ihrer Abgabeöff­ nung im wesentlichen gasdicht abgeschlossen. Auf diese Weise erfolgt eine weitere Entgasung des Gemisches in der Fördereinrichtung während des Austragens. In Aus­ gestaltung der Erfindung ist als Fördereinrichtung ein Schneckenförderer vorgesehen.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Entgasungsvorrichtung in schema­ tischer Darstellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch Dosiereinheit, Vakuumkammer und unterhalb der Vakuum­ kammer angeordneten Teil der Förderein­ richtung;

Fig. 3 den Antrieb der Fördereinrichtung;

Fig. 4 die Stirnansicht der Entgasungsvor­ richtung von der Seite des Austrags­ endes des Förderers her gesehen.

Aus einer Mischmaschine 1, bei der es sich zum Beispiel um die in der DE-PS 32 07 432 beschriebene und darge­ stellte Vorrichtung handeln kann, wird ein Gemisch 2 aus Bindemitteln und Füllstoffen und/oder Fasern einer Dosiereinheit 3 zugeführt. Die Dosiereinheit 3 weist eine Wanne 4 auf. Auf einer Traverse 5, die am oberen Rand der Dosiereinheit 3 angeordnet ist, sind n Ven­ tile 6, im Ausführungsbeispiel sechs Ventile, befestigt. Je ein Stößel 7 jedes der Ventile 6 durchsetzt das in der Wanne 4 enthaltene Gemisch 2. Am freien Ende ist jeder Stößel 7 mit einem Ventilkegel 8 versehen. Im Ruhezustand liegt jeder Ventilkegel 8 an einem Ventil­ sitz 9 an. Die Ventilsitze 9 sind in Rohren 11 vorge­ sehen, von denen jedes im Boden 12 der Wanne 4 befestigt ist. Die Rohre 11 sind im Ausführungsbeispiel gleich­ lang und haben denselben Durchmesser. Sie können unter­ schiedlich lang sein und unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Jedes der Ventile 6 ist unabhängig von den anderen Ventilen steuerbar. Abhängig von dem Füllstand des Gemisches 2 in der Wanne 4 sind eines der Ventile, mehrere oder alle Ventile geöffnet. Zwischen Ventil­ kegel 8 und Ventilsitz 9 des jeweils geöffneten Ven­ tils 6 gelangt das Gemisch 2 in eine unterhalb der Dosiereinheit 3 befestigte Vakuumkammer 13. Infolge des in der Vakuumkammer 13 herrschenden Unterdrucks wird das Gemisch 2 durch das/die Rohr(e) 11 aus der Dosiereinheit 3 in die Vakuumkammer 13 gerissen, welche(s) jeweils geöffnet sind/ist. Es vergrößert sich dadurch die Oberfläche des Gemisches, wodurch der Entgasungsvor­ gang durchgeführt und intensiviert wird. Welches be­ ziehungsweise wieviele Ventile 6 geöffnet sind, hängt von dem Füllstand des Gemisches 2 in der Wanne 4 ab. Oberhalb der Wanne 4 ist ein Ultraschall-Sensor 14 angeordnet, der auf die Oberfläche des Gemisches 2 gerichtet ist. Der Ultraschall-Sensor 14 mißt den Ge­ misch-Pegel 2 in der Wanne 4. Steigt der Pegel durch erhöhte Zufuhr des Gemisches 2 aus der Mischmaschine 1, werden über den Ultraschall-Sensor 14 weitere Ven­ tile 6 geöffnet. Sinkt der Gemisch-Pegel, werden zuvor geöffnete Ventile 6 geschlossen.

Die Zahl der Ventile 6 kann erhöht oder vermindert werden. Im Extremfall braucht nur ein Ventil 6 vorge­ sehen zu sein. Dieses ist dann stufenweise verstellbar und bildet zwischen Ventilkegel und Ventilsitz ein­ stellbare unterschiedliche Durchtrittsquerschnitte, die auf die beschriebene Weise mit Hilfe des Ultra­ schall-Sensors eingestellt werden.

In der Wand der Vakuumkammer 13 sind ein Vakuummeter 15, ein Regulierventil 16 für das in der Vakuumkammer 13 herrschende Vakuum sowie ein Anschluß 17 für einen mit einer Vakuumpumpe 18 verbundenen Vakuumschlauch 19 vorge­ sehen. In der Wandung der Vakuumkammer 13 sind außerdem Schaugläser 21 sowie ein Ventil 22 vorgesehen, über das eine Reinigungsflüssigkeit eingegeben werden kann.

Mit der Vakuumkammer 13 in gasdichter Verbindung steht eine Fördereinrichtung 23. Im Ausführungsbeispiel sind als Fördereinrichtung 23 eine Schnecke 24 und ein die Schnecke 24 umgebendes hohlzylindrisches Gehäuse 25 vorgesehen. Die Schnecke 24 ist nach Art einer einsei­ tig gelagerten Welle von einem Antrieb 26 angetrieben. Das Gemisch 2 verläßt die Fördereinrichtung 23 über eine Düse 27.

Die aus Schnecke 24 und Gehäuse 25 gebildete Förderein­ richtung 23 ist in Förderrichtung unterschiedlich aus­ gebildet: In dem Bereich unterhalb der Vakuumkammer 13 ist die Fördereinrichtung 23 als unterfüllte Schnecke 28 ausgebildet. Sie ist von einem Füllzylinder 29 um­ geben. In dem in Förderrichtung anschließenden Teil ist die Schnecke als überfüllte Schnecke 31 ausgebildet, im Anschluß daran als Dekompressionszone 32. Überfüllte Schnecke 31 und Dekompressionszone 32 sind von einem Druckzylinder 33 umgeben. Im Anschluß an die Dekom­ pressionszone 32 ist die Schnecke wieder als überfüllte Schnecke 34 ausgebildet. Überfüllte Schnecke 34 und Düse 27 sind von einem Düsenkörper 35 umgeben. Die Schneckenzonen 28, 31, 32 und 34 sind durch unter­ schiedliche Durchmesser des Kerns 36 der Schnecke ge­ bildet. Der Füllzylinder 29, der Druckzylinder 33 sowie der Düsenkörper 35 sind mit Hilfe von Zylinderflanschen 37 gegeneinander gehalten. In den Bereichen der über­ füllten Schnecken 31, 34, in denen der Kern 36 einen größeren Durchmesser aufweist als im Bereich der unter­ füllten Schnecke 28 und der Dekompressionszone 32, wo­ bei der Durchmesser des Kerns 36 im Berein der Dekom­ pressionszone 32 wiederum kleiner ist als im Bereich der unterfüllten Schnecke 28, sind Druckmeßumformer 38 in dem Druckzylinder 33 beziehungsweise dem Düsenkör­ per 35 vorgesehen. Der Bereich des Druckzylinders 33 ist als erste Druckzone, der Bereich des Düsenkörpers 35 als zweite Druckzone anzusehen. Die überfüllte Schnecke, hier auch als volle Schnecke bezeichnet, ge­ währleistet durch den geringeren Spalt zwichen Kern 36 und Druckzylinder 33 beziehungsweise Düsenkörper 35, daß der Spalt mit Gemisch 2 gefüllt ist, so daß durch den Düsenkörper 35 keine Außenluft in den Bereich der unterfüllten Schnecke 28 eindringen kann. Vielmehr herrscht hier das Vakuum innerhalb der Vakuumkammer 13. Beim Transport des Gemisches 2 findet daher eine wei­ tere Entgasung statt. Durch Steuerung der Drehzahl der Schnecke 24 ist es möglich, den geschilderten Zustand aufrecht zu erhalten. Auch die Möglichkeit, ein das Ende der Fördereinrichtung 23 bildendes Gemischdüsen­ element 39 bezogen auf den Düsenkörper 35 zu verstellen und damit den Düsenspalt zu verändern, begünstigt die Aufrechterhaltung des geschilderten Zustandes. Im Be­ reich der Dekompressionszone 32 ist in dem Druckzylin­ der 33 eine Öffnung 41 vorgesehen, an die ein Rohr 42 angeschlossen ist, über die einerseits eine Entgasung des Dekompressionsbereichs 32 stattfinden kann, zum anderen ein Reiniger zugegeben werden kann.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in einem Ausfüh­ rungsbeispiel bei folgenden Bedingungen: Der Masse- Durchsatz Q _G des die Mischmaschine 1 verlassenden Ge­ misches 2 beträgt 5 bis 10 l/min und ist einstellbar. Die Summe der Durchsätze Q ₁ bis Q ₆, das ist der Durch­ satz für die Rohre 11, ist größer als der Durchsatz Q _G . Der Durchsatz Q _F im Bereich der unterfüllten Schnecke 28 ist größer als das Doppelte des Durchsatzes Q _G der Mischmaschine 1 und größer als der Durchsatz Q _{P 1} an der überfüllten Schnecke 31, der wiederum gleich dem Durchsatz Q _{P 2} in der überfüllten Schnecke 34 und dem Durchsatz Q _A am Ausgang der Schnecke 24 ist. In der Dekompressionszone beträgt der Durchsatz Q _E mehr als das Dreifache des Durchsatzes Q _{P 1} oder Q _{P 2} im Bereich der überfüllten Schnecken 31, 34.

Über eine Zylinderaufnahme 43 und eine Schneckenabdich­ tung 44 ist die Schnecke 24 mit einer Antriebswelle 45 verbunden, die von dem Antrieb 26 angetrieben ist. Die Antriebswelle 45 ist in einem Lagergehäuse 46 gelagert, und zwar mit Hilfe zweier Flanschlager 47. Der als Getriebemotor ausgebildete Antrieb 26 ist mit der An­ triebswelle 45 über zwei Kupplungsnaben 48 und einen elastischen Kupplungsstern 49 verbunden. Der gesamte Antrieb ist von einem Rahmen 51 mit Verkleidung gehal­ ten. An dem Rahmen 51, nämlich an einer Konsole 52, befestigt ist auch die Vakuumpumpe 18, die über Schlauchstutzen 54 mit dem Vakuumschlauch 19 verbun­ den ist, der andererseits an dem Anschluß 17 mündet. Eine Halterung 56, an der der Ultraschall-Sensor 14 befestigt ist, ist mit der Wanne 4 verbunden. Der ge­ samte Rahmen 51 steht über Maschinenfüße 57 auf einem Fundament auf.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen eines Gemisches aus Bindemitteln und Füllstoffen und/ oder Fasern, das z. B. aus einer Mischmaschine zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch (2) einer Dosiereinheit (3) zugeführt ist, aus der es über mindestens ein Ventil (6), dessen Durchflußquerschnitt und Länge in Abhängigkeit von dem Füllstand des Gemisches (2) in der Dosierein­ heit (3) einstellbar ist, an eine unter der Dosier­ einheit (3) angeordnete Vakuumkammer (13) abgegeben ist, aus der es einer mit der Vakuumkammer (13) in gasdichter Verbindung stehenden und nach außen im wesentlichen gasdicht abgeschlossenen Förderein­ richtung (23) zugeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Füllstand des Gemisches (2) mittels eines Ultraschall-Sensors (14) gemessen ist, der oberhalb einer Wanne (4), die Teil der Dosierein­ heit (3) ist, angeordnet und auf die Gemisch-Ober­ fläche gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einer Traverse (5) am oberen Rand der Dosiereinheit (3) n Ventile (6) befestigt sind, deren Stößel (7) die Dosiereinheit (3) durchsetzen und am freien Ende mit je einem Ventilkegel (8) versehen sind, der im Ruhezustand an einem vom n Ventilsitzen (9) anliegt, die im Boden (12) der Dosiereinheit (3) in jeweils einem den Boden durch­ setzenden, in die Vakuumkammer (13) hineinragenden Rohr (11) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (11) unterschiedlich lang und/oder mit unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am oberen Rand der Dosiereinheit ein stufenweise verstellbares Ventil vorgesehen ist, dessen Stößel die Dosiereinheit durchsetzt und am freien Ende mit einem Ventilkegel versehen ist, der im Ruhezustand an einem Ventilsitz anliegt, mit dem der Ventilkegel in Abhängigkeit von der Stellung des Ventils unterschiedliche Durchtrittsquerschnitte bildet und der im Boden der Dosiereinheit in einem den Boden durchsetzenden, in die Vakuumkammer hin­ einragenden Rohr vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördereinrichtung (23) eine in einem hohl­ zylindrischen Gehäuse (25) angeordnete Schnecke (24) verwendet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schnecke (24) so ausgebildet ist, daß das in ihr befindliche Gemisch (2) eine Abdichtung zwischen der Vakuumkammer (13) und einer am Aus­ tragsende der Fördereinrichtung (23) angeordneten Düse (27) bildet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (24) in Abhängigkeit von dem Füllstand des Gemisches (2) in der Dosiereinheit (3) und/oder vom Durchfluß­ querschnitt der Ventile (6) veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehzahl der Schnecke (24) in Abhän­ gigkeit von dem Druck in einem der Düse (27) vor­ geordneten Teil (31) der Fördereinrichtung (23) veränderbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schnecke (24) zwischen dem unter der Vakuumkammer (13) angeordneten Teil und dem mit einer Düse (27) versehenen Austragsende in Förderrichtung hintereinander als unterfüllte Schnecke (28) und überfüllte Schnecke (31) ausge­ bildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der überfüllten Schnecke (31) in Förder­ richtung eine Dekompressionszone (32) und eine weitere überfüllte Schnecke (34) nachgeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schneckenzonen (28; 31; 32; 34) durch mindestens zwei unterschiedliche Durchmesser des Schneckenkerns (36) gebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schnecke (24) in För­ derrichtung abnehmendes Fördervolumen aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in der Düse (27) gebildete Spalt verstellbar ist.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß als hohlzylindrisches Gehäuse (25) um die unterfüllte Schnecke (28) ein Füllzylin­ der (29), um die überfüllte Schnecke (31) und die Dekompressionszone (32) ein Druckzylinder (33) und um die weitere überfüllte Schnecke (34) ein Düsen­ körper (35) vorgesehen sind.