DE3637775C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuier­ lichen Entgasen eines Gemisches aus polymeren Binde­ mitteln und Füllstoffen und/oder Fasern, mit einer Mischmaschine zur Herstellung des Gemisches und einer dieser nachgeordneten Vakuumkammer, die auslaßseitig mit einer nach außen im wesentlichen gasdicht abge­ schlossenen Fördereinrichtung in gasdichter Verbin­ dung steht.

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 Herstel­ lung von elektrischen Isolatoren, ungeeignet sind. Um die Gas-, insbesondere Lufteinschlüsse, zu vermei­ den, werden Entgasungsvorrichtungen eingesetzt.

Eine Entgasungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der FR-PS 14 63 780 bekannt. Bei der bekann­ ten Vorrichtung wird das Gemisch aus einem Vorrats­ behälter über Schneckenförderer einer Wärmevorkammer zugeführt. An die Wärmevorkammer schließt sich eine erwärmte Vakuumkammer an. Zwischen Wärmevorkammer und Vakuumkammer ist eine Lochplatte vorgesehen. Die Vakuumkammer ist über eine Leitung mit einer Vakuum­ pumpe verbunden. Am Boden der Vakuumkammer ist ein Trichter angeordnet, über den das entgaste Gemisch mit Hilfe eines weiteren Förderers ausgetragen wird. Eine Einrichtung, mit deren Hilfe eine bestimmte Menge des Gemisches kontinuierlich an die Vakuum­ kammer abgegeben wird, ist bei der bekannten Vor­ richtung nicht vorgesehen.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfin­ dung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen eines Gemisches so auszuge­ stalten, daß eine kontinuierliche Abgabe einer bestimmten Menge des Gemisches an die Vakuumkammer und die Einhaltung eines Grenz­ wertes für die Verweilzeit des Gemisches im Bereich vor der Vakuumkammer gewährleistet ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an die Vakuumkammer einlaßseitig eine Dosiereinheit mit einer Wanne zur Aufnahme des Gemisches angrenzt, die mit der Vakuum­ kammer über mindestens ein Ventil verbunden ist, dessen Durchflußquerschnitt und -länge über eine Einrichtung zur Messung des Füllstandes des Ge­ misches in der Wanne einstellbar 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 Lufteinflüsse, 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.

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 zeigt

Fig. 1 eine Entgasungsvorrichtung in schema­ tischer Darstellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Dosiereinheit, die Vakuumkammer und den 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 sechs Ven­ tile 6 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 auch 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 eines oder mehrere der jeweils geöffneten Rohre 11 aus der Dosiereinheit 3 in die Vakuumkammer 13 gerissen.

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 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 als Fördereinrichtung 23 eine Schnecke 24 und ein die Schnecke 24 umgebendes hohlzylindrisches Gehäuse 25. 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 Dekompressionsschnecke 32. Überfüllte Schnecke 31 und Dekompressionsschnecke 32 sind von einem Druckzylinder 33 umgeben. Im Anschluß an die Dekom­ pressionsschnecke 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 Dekompressionsschnecke 32, wo­ bei der Durchmesser des Kerns 36 im Bereich der Dekom­ pressionsschnecke 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 zwischen 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 wie 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 Dekompressionsschnecke 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 beispielsweise 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 Konsol 52, befestigt ist auch die Vakuumpumpe 18, die über einen Schlauchstutzen 54 mit dem Vakuumschlauch 19 verbun­ den ist, der andererseits in den 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 (7)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen eines Gemisches aus polymeren Bindemitteln und Füll­ stoffen und/oder Fasern, mit einer Mischmaschine zur Herstellung des Gemisches und einer dieser nachgeordneten Vakuumkammer, die auslaßseitig mit einer nach außen im wesentlichen gasdicht abge­ schlossenen Fördereinrichtung in gasdichter Ver­ bindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vakuumkammer (13) einlaßseitig eine Dosiereinheit (3) mit einer Wanne (4) zur Aufnahme des Gemisches (2) angrenzt, die mit der Vakuumkammer (13) über mindestens ein Ventil (6) verbunden ist, dessen Durchflußquer­ schnitt und -länge über eine Einrichtung (14) zur Messung des Füllstandes des Gemisches (2) in der Wanne (4) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung zum Messen des Füllstandes des Gemisches (2) ein Ultraschall-Sensor (14) ist, der oberhalb der Wanne (4) angeordnet und auf die Gemisch-Oberfläche gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einer Traverse (5) am oberen Rand der Wanne (4) der Dosiereinheit (3) eine Mehrzahl von Ventilen (6) befestigt ist, deren Stößel (7) die Wanne (4) durchsetzen und am freien Ende mit je einem Ventilkegel (8) versehen sind, der im Ruhezustand an einem Ventilsitz (9) anliegt, der im Boden (12) der Wanne (4) in jeweils einem den Boden durchsetzenden, in die Vakuumkammer (13) hineinragenden Rohr (11) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, 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 Wanne (4) der Dosiereinheit (3) ein stufenweise verstellbares Ventil vorgesehen ist, dessen Stößel die Wanne (4) durchsetzt und am freien Ende mit einem Ventil­ kegel versehen ist, der im Ruhezustand an einem Ventilsitz anliegt, mit dem der Ventilkegel in Abhängigkeit von der Stellung des Ventils unter­ schiedliche Durchtrittsquerschnitte bildet und der im Boden (12) der Wanne (4) in einem den Boden durchsetzenden, in die Vakuumkammer (13) hinein­ ragenden Rohr vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer in einem hohlzylindrischen Gehäuse (25) an­ geordneten Schnecke (24) als Fördereinrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (24) in Abhängigkeit von dem Füll­ stand des Gemisches (2) in der Wanne (4) und/oder vom Durchflußquerschnitt der Ventile (6) veränder­ bar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer in einem hohlzylindrischen Gehäuse (25) an­ geordneten Schnecke (24) als Fördereinrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schnecke (24) in Abhängigkeit von dem Druck in einem einer auslaßseitigen Düse (27) vorge­ ordneten Teil (31) der Schnecke (24) veränderbar ist.