EP0137450B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten schüttfähiger Feststoffe - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Befeuchten schüttfähiger Feststoffe Download PDF

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EP0137450B1
EP0137450B1 EP84111857A EP84111857A EP0137450B1 EP 0137450 B1 EP0137450 B1 EP 0137450B1 EP 84111857 A EP84111857 A EP 84111857A EP 84111857 A EP84111857 A EP 84111857A EP 0137450 B1 EP0137450 B1 EP 0137450B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid substance
solids
pressure
reservoir
glue
Prior art date
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Expired
Application number
EP84111857A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0137450A1 (de
Inventor
Wilhelm Dipl.-Ing. Oldemeyer
Franz-Josef Stelte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
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Publication date
Application filed by Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH filed Critical Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH
Priority to AT84111857T priority Critical patent/ATE31394T1/de
Publication of EP0137450A1 publication Critical patent/EP0137450A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0137450B1 publication Critical patent/EP0137450B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/029—Feeding; Proportioning; Controlling

Definitions

  • the invention relates to a method for moistening pourable solids, for example for gluing chips, in which a liquid substance is divided into the finest droplets and fed to the solid under high pressure.
  • the invention also relates to a device for moistening pourable solids which is intended for carrying out this method and which has a container for holding the solids, a mixer for moving and loosening the solids in the container and at least one device for spraying the liquid substance brought up from a storage container.
  • Glue is sprayed onto chips under high pressure if you want to achieve an airless glue distribution, i.e. no two-substance system wishes.
  • the airless glue division has several advantages. This avoids glue mists that occur in a two-substance system consisting of air and glue and lead to heavy soiling of the machines in which the chips are glued. Glue mist is also harmful to the operator of the machine. For this reason, for example, isocyanates should not be processed in dual-substance systems at all.
  • glue resins in particular diphenylmethane diisocyanate (MDI)
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • Spraying liquids under high pressure is known and is used industrially.
  • the liquid to be sprayed is fed to the spraying device in a constant amount, as is the case, for example, with paints.
  • the amount of the substance to be sprayed has to be changed in the course of operation, for example as a consequence of another changing variable. This is the case, for example, with chip gluing if the chips to be glued are not produced in uniform quantities.
  • the weight of the amount of chips fed to a gluing device is the key parameter for gluing, while the amount of flowable substance or glue sprayed on is a consequential quantity because the glue has to be added to the chips in a fixed ratio.
  • Changes in the spray pattern of the nozzles are undesirable in operation because this does not result in uniform moistening and, in particular, no uniform gluing of the chips, even if the ratio between the incoming chip quantity and the amount of glue added or the chip weight and the glue weight is kept constant.
  • the invention has for its object to be able to keep the pressure at which the liquid substance is supplied substantially constant when moistening pourable solids with the aid of liquid substance supplied under high pressure in order to maintain a constant quantitative ratio between solids and sprayed liquid substance.
  • the liquid substance to be sprayed is not supplied continuously with fluctuating pressure which adapts to the amount of chips to be sprayed, but rather in pulses, the length of the individual pulses and / or their time interval being the amount of supplied and sprayed liquid substance determines or regulates. If a large amount of liquid substance is required, the impulses of the liquid supply are longer than the pause times or the distance between the individual impulses decreases, while the pulse length decreases or the distance between successive impulses increases as the need for liquid decreases. In this way, despite fluctuating amounts of the liquid substance supplied, this can be done Keep the spray pattern of the nozzles constant because the liquid substance is always supplied and sprayed at intervals under approximately constant pressure.
  • the intermittent feeding and spraying of liquid substance is preferably carried out with a predetermined pulse frequency. It is particularly expedient to change the length of the spray pulses within a constant pulse frequency to regulate the amount of liquid substance to be sprayed, which can be easily achieved with an electronic control. But you can also change the pulse frequency itself to regulate the amount of liquid substance to be sprayed. Finally, a change in both the pulse duration and the pulse frequency for the control is also conceivable if one or the other type of control is not sufficient in itself.
  • the object of the invention is achieved with a device of the type mentioned at the outset, in which the device for spraying the liquid substance is at least one spray nozzle with an unchangeable outlet opening or with a fixed cross section of the outlet opening, which contains a closing body which, in a controllable sequence, constantly closes open and close.
  • the spray nozzles provided according to the invention can be designed like known spray guns, i.e. contain a piston-shaped or needle-shaped closing body which cooperates with the inner end of the outlet opening of the spray nozzle.
  • the closing body of each spray nozzle is connected to a controllable actuating cylinder, which can be connected, for example, to a compressed air line, while a return spring is provided, which presses the closing body of the spray nozzle into its closed position.
  • a controllable actuating cylinder which can be connected, for example, to a compressed air line, while a return spring is provided, which presses the closing body of the spray nozzle into its closed position.
  • the actuating cylinder is pressurized with compressed air in order to vent the closing body from its seat at the rear end of the nozzle opening, while the closing movements are generated by the return spring which presses the closing body into the closing position when the actuating cylinder is relieved of pressure.
  • a controllable opening and closing shut-off valve is provided in the compressed air line of the actuating cylinder.
  • the spray nozzles of the device are constantly connected to a high-pressure line for the liquid substance to be sprayed, the liquid substance under constant pressure circulating through this high-pressure line.
  • This is a closed system from which the liquid substance can only escape in a targeted and controlled manner, namely through the spray nozzles.
  • the spray nozzles are connected, for example, to a distributor located in the high-pressure line.
  • the adjustable ratio between the opening and closing times of the spray nozzles is controlled by an electronic circuit, proportional to the quantity of the bulk material to be moistened, which is supplied via a weighing system.
  • the weighing system can contain a belt scale, a bulk flow meter or a similar device as a transmitter for the control signal.
  • the liquid substance is accordingly added to it in relation to the amount of solids measured or weighed by the weighing system. Since experience has shown that the amount of solids is not constant even with continuous supply, the addition of the liquid substance can be controlled in such a way that the ratio between solid and liquid substance is always constant. Because the liquid substance is sprayed with constant pressure, it is always divided uniformly into the finest droplets and, accordingly, evenly distributed over the pourable solids.
  • the pressure of the liquid substance in the humidification system is built up to a predetermined value by a pump such as a gear pump or a piston pump and is kept at this value.
  • a pump such as a gear pump or a piston pump
  • the full pressure is immediately available for spraying the liquid substance and remains unchanged until the spray nozzles close again.
  • the spray pattern of each individual spray nozzle is therefore always the same during its opening hours, regardless of the throughput of the liquid substance to be sprayed.
  • the spray pattern is also from the beginning to
  • the spray nozzles protrude into the container with a variable length. In this way, it is possible to let the spray nozzles open inside the material to be moistened in the container, so that the liquid substance is not sprayed onto the surface of a solid mass, but rather is sprayed into this mass. In front of the outlet openings of the spray nozzles, the solids mass is loosened up during the pulsed addition times of the liquid substance due to the spray pressure, so that there is a particularly good and uniform distribution of solid and liquid substance which results when the liquid substance is sprayed onto the surface a solid mass would not be achieved. In extreme cases, the spray nozzles open into the container directly on the wall of the container.
  • the system shown in Fig. 1 is used for gluing chip material, for example with glue resin based on fsocyanate.
  • the chip material is continuously fed into a closed cylindrical container 31 of a gluing machine 1 via a belt scale 2.
  • the container 31 contains a rotatably mounted agitator 32 which circulates the input chip material and also transports it from an inlet 3 at one end of the container 31 to an outlet 4 at the opposite end of the container.
  • the container 31 of the gluing machine 1 is provided with spray nozzles 5, which are attached to the cylindrical wall 33 of the container of the gluing machine 1 and open into the container 31.
  • a feed line 6 is connected for liquid glue which sees under high pressure. 1 shows three spray nozzles 5, but the gluing machine 1 is generally equipped with more spray nozzles, for example with a total of twelve spray nozzles.
  • Each feed line 6 contains, for example, a manually operated gate valve 7 and is connected to a common distributor 8 provided for all spray nozzles 5.
  • the distributor 8 is located in a line 9, for example a hose line, through which liquid glue under high pressure is brought in and is circulated in the process.
  • the glue is removed from a reservoir by a high-pressure pump 10 and conveyed to the distributor 8 at the desired pressure through a double filter 12 arranged in the line 9.
  • the glue not directed from there to the spray nozzles 5 flows in line 9, further and back through a control valve 13 to the storage container 11, so that no glue can solidify and settle in the line system.
  • a maintenance unit 14 is connected to the high-pressure pump 10 if a piston pump is used.
  • the belt scale 2 consists of an endless conveyor belt 35 which can be driven in the direction of an arrow 34 and which runs over terminal deflection rollers 36 and 37.
  • the deflection roller 36 is supported on a fixed bearing 38, shown.
  • the deflection roller 37 is also supported, but its bearing has been omitted to simplify the drawing in FIG. 1. Pourable material transported via the conveyor belt 35 is poured into the inlet 3 of the container 31.
  • the belt scale 2 uses a measuring section 39 and a transmitter 40 to supply control signals to an electronic control unit 41, which serves to control the spray nozzles 5 and is connected to the latter via an electronic line 42 or individual lines 42a, 42b or 42c.
  • the transmitter 40 is connected to the control unit 41 via an electrical line 43.
  • the container 31 of the gluing machine 1 is cylindrical and stands on feet 44.
  • a shaft 45 of the agitator 32 is rotatably mounted, on the circumferential and length of which helically distributed agitating tools 46 are fastened, which extend up to the cylindrical wall 33 of the container 31.
  • the shaft 45 is driven by a motor 47 (FIG. 1) in the direction of an arrow 48 at a sufficiently high speed, the pourable material in the container 31 forms a material ring 49 which runs along the wall 33 of the container 31 on a helical path from Inlet 3 migrates to outlet 4.
  • Fig. 2 it can also be seen that the spray nozzles 5 project eccentrically into the container 31 and open into the material ring 49, so that the glue supplied by the individual spray nozzles 5 is sprayed into the material ring 49.
  • a loosened zone 51 is formed in the material ring 49 during the spray pulse times, in which the solid particles of the material ring with the fine glue droplets, into which the glue supplied through the spray nozzles 5 have been divided is to be mixed intensively and uniformly.
  • the zone 51 can be identified by a bulge 52 on the inside 53 of the material ring 49.
  • the direction of rotation of the shaft 45 is selected so that the stirring tools 46 do not counteract the spraying direction of the spray nozzles 5 and accordingly do not compress the loosened zones 51.
  • the spray nozzles 5 are displaceable and adjustable in their axial direction in the wall 33 of the container 31, as indicated by a double arrow 54.
  • the mouth 50 can thus project to different degrees into the container 31 and thus to different depths into the material ring 49. In an extreme case, the mouth 50 can also lie on the wall 33 of the container 31.
  • each spray nozzle 5 has a housing 14 with an axially displaceably mounted piston rod 15, the tapered outer end 16 of which cooperates with the inner edge of a nozzle opening 17.
  • a coil spring 20 is arranged between a shoulder 18 and the rear wall 19 of the housing 14, which presses the piston rod 15 towards the nozzle opening 17, so that the pointed front end 16 of the piston rod 15 normally seals against the inner end of the Nozzle opening 17 sets.
  • the housing 14 leads an inlet port 21 which is connected to the branch line 6 of the spray nozzle in question and thus the distributor 8 of the line 9, so that glue under high pressure is introduced into the housing 14 through the inlet port 21, which acts as the nozzle opening 17 is sprayed out when the pointed end 16 of the piston rod 15 is released from the nozzle opening 17.
  • the glue is then split into the finest droplets in the form of a spray cone 22 and sprayed out of the spray nozzle 5, provided that the material ring 49 (not shown in FIG. 3) does not influence the shape of the spray cone.
  • a piston 23 is attached, which is slidably seated in an actuating cylinder 24.
  • a compressed air line 25 which contains a shut-off valve 26, opens into the front end of the actuating cylinder 24.
  • This shut-off valve 26 is connected to the control unit 41, which opens the shut-off valve 26 as soon as the spray nozzle 5 is to spray glue into the container 31.
  • the piston 23 is then displaced by the compressed air introduced into the pressure chamber 28, as seen to the left in FIG. 3, as a result of which the pointed end 16 of the piston rod 15 is lifted from the nozzle opening 17 and, accordingly, the high-pressure glue from the nozzle opening 17 can leak.
  • shut-off valve 26 closes, the pressure chamber 28 is ventilated via the closed shut-off valve, so that the return spring 20 pushes the piston rod 15 back to the nozzle opening 17, whereby this is closed and no more glue can escape.
  • the control unit 41 operates electronically at a predetermined frequency, but the pulse lengths of the opening times of the shut-off valve 26 can be changed within the predetermined frequency according to control signals supplied by the belt scale 2, as shown in FIG. 3.
  • the length of the pulse times 29, during which glue is sprayed, and the length of the pause times 30, during which the spray nozzles 5 are closed, are variable at a constant frequency.
  • a pause time 30 is provided between the pulse times 29.
  • the pressure available for spraying the glue is practically the same during all pulse times 29, regardless of how long the individual pulse times are.
  • a piston pump is used to generate pressure, the delivery pressure of the glue can be kept practically constant.
  • other pumps can also be used which deliver a substantially equal working pressure.

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Description

  • Die Erfindung betrifft, ein Verfahren zum Befeuchten schüttfähiger Feststoffe, beispielsweise zum Beleimen von Spänen, bei den eine flüssige Substanz unter hohem Druck in feinste Tröpfchen zerteilt dem Feststoff zugeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine zum durchführen dieses Verfahrens bestimmte Vorrichtung zum Befeuchten schüttfähiger Feststoffe, die einen Behälter zur Aufnahme der Feststoffe, ein Mischwerk zum Bewegen und Auflockern der Feststoffe in dem Behälter und wenigstens eine Einrichtung zum Versprühen der aus einem Vorratsbehälter herangeführten flüssigen Substanz aufweist.
  • Leim wird unter hohem Druck auf Späne aufgesprüht, wenn man eine luftlose Leimzerteilung erzielen will, d.h. kein Zweistoffsystem wünscht. Die luftlose Leimzerteilung hat verschiedene Vorteile. So werden Leimnebel vermieden, die bei einem Zweistoffsystcm aus Luft und Leim auftreten und zu starken Verschmutzungen der Maschinen, in denen die Späne beleimt werden, führen. Auch sind Leimnebel für die Bedienungspersonen der Maschine gesundheitsschädlich. Deshalb sollten beispielsweise Isocyanate überhaupt nicht in Zweistoffsystemen verarbeitet werden.
  • Gerade in jüngerer Zeit wird jedoch verlangt, daß für die Herstellung von für Wohnbereiche verwendbare Spanplatten als Leim der Spanmasse Leimharze als Leim zugegeben werden, insbesondere Diphenylmethandiisocyanat (MDI). Derartige Leime sind zwar, wenn sie verfestigt sind, nicht gesundheitsschädlich, entwickeln jedoch bei der Verarbeitung, insbesondere beim Versprühen, giftige Aerosale, die nicht in die Umgebung gelangen sollten. Wegon der hahen Kosten der Isocyanat-Leime ist es aber von Interesse, dieselben zu versprühen, um einen sparsamen Verbrauch zu gewährleisten.
  • Es hat sich gezeigt, daß man durch ein Einstoff-Hochdrucksystem die zu versprühende Substanz wie Leim feiner als bei einem Zweistoffsystem möglich zerteilen und dadurch den Leim-Bedarf senken kann.
  • Flüssigkeiten unter hohem Druck zu versprühen ist bekannt und wird industriell angewendet. Um ein gleichförmiges Versprühen zu gewährleisten wird die zu versprühende Flüssigkeit der Sprüheinrichtung in konstanter Menge zugeführt, wie dies beispielsweise bei Lackierungen der Fall ist. Problematisch wird es aber, wenn die Menge der zu versprühenden Substanz im Betriebsablauf verändert werden muß, etwa als Folgegröße einer anderen sich ändernden Größe. Dies ist beispielsweise bei der Spanbeleimung der Fall, wenn die zu beleimenden Späne nicht in gleichförmigen Mengen anfallen. Das Gewicht der einer Beleimungsvorrichtung zulaufenden Spanmenge ist die für die Beleimung entscheidende Leitgröße, während die Menge der aufgesprühten fließfähigen Substanz bzw. des Leimes eine Folgegröße bildet, weil der Leim den Spänen in einem festen Verhältnis zudosiert werden muß.
  • Bei bekannten Spanbeleimungsanlagen kann das Gewicht der ohne Unterbrechungen zulaufenden Spanmenge nicht konstant gehalten werden. Andererseits haben die Austrittsöffnungen der zum Aufgeben des Leimes auf die Spanmenge vorgesehenen Düsen jeweils einen nicht veränderbaren Durchmesser. Deshalb muß bei Schwankungen der Menge bzw. des Gewichtes der zulaufenden Späne die zugegebene Leimmenge ebenfalls verändert werden. Dies ist mit bekannten Düsen nur dadurch möglich, daß man den Druck, unter welchem der Leim zugeführt wird, ändert. Druckschwankungen des zugeführten Leimes bedingen aber Änderungen des Sprühbildes der Düsen, wobei im Extremfall bei zu niedrigem Druck der Leim überhaupt nicht mehr versprüht wird, sondern in Form eines Strahles zuläuft, während bei besonders hohem Druck eine feinste Zerteilung des Leimes erfolgt. Veränderungen des Sprühbildes der Düsen sind im Betrieb unerwünscht, weil dadurch keine gleichmäßige Befeuchtung und insbesondere keine gleichmäßige Beleimung der Späne zu erzielen ist, selbst wenn das Verhältnis zwischen der zulaufenden Spanmenge und der zugegebenen Leimmenge bzw. dem Spänegewicht und dem Leimgewicht konstant gehalten wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Befeuchten von schüttfähigen Feststoffen mit Hilfe von unter hohem Druck zugeführter flüssiger Substanz zum Aufrechterhalten eines konstanten Mengenverhältnisses zwischen Feststoffen und aufgesprühter flüssiger Substanz den Druck, mit dem die flüssige Substanz zugeführt wird, im wesentlichen konstant halten zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die flüssige Substanz intermittierend unter jeweils im wesentlichen konstantem Druck in die Masse des Feststoffes eingesprüht wird.
  • Im Gegensatz zum bisher üblichen Befeuchten bzw. Beleimen von Schüttgütern wie Spänen wird erfindungsgemäß die zu versprühende flüssige Substanz nicht fortlaufend mit sich den anfallenden Spanmengen anpassendem schwankendem Druck zugeführt, sondern impulsförmig, wobei die Länge der einzelnen Impulse und/oder deren zeitlicher Abstand die Menge der zugeführten und versprühten flüssigen Substanz bestimmt bzw. regelt. Werden große Menge flüssiger Substanz benötigt, sind die Impulse der Flüssigkeitszufuhr länger als die Pausenzeiten oder nimmt der Abstand zwischen den einzelnen Impulsen ab, während bei sinkendem Flüssigkeitsbedarf die Impulslänge sinkt bzw. der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen zunimmt. Auf diese Weise läßt sich trotz schwankender Mengen der zugeführten flüssigen Substanz das Sprühbild der Düsen konstant halten, weil die flüssige Substanz stets unter etwa gleichbleibendem Druck intervallweise zugeführt und versprüht wird.
  • Wird zum Befeuchten der Späne ein Leimharz auf Basis von Isocyanat verwendet, läßt sich ein sparsamer Verbrauch erreichen, weil der mit Feuchtigkeit wie der in den Holzspänen enthaltenen Feuchtigkeit reagierende fein zerteilte Leim nicht in die Späne "wegschlägt", sondern auf deren Oberfläche verbleibt und somit seine Klebwirkung voll entfalten kann. Da aber eine Einstoff-Verdüsung stattfindet, entsteht im Behälter gesundheitsschädliches Isocyanat-Aerosol, das, wenn mit überschüssiger Luft gearbeitet würde, mit dieser aus dem Behälter austreten und die Umwelt belasten würde.
  • Das intermittierende Zuführen und Versprühen flüssiger Substanz erfolgt vorzugsweise mit vorgegebener Impulsfrequenz. Dabei ist es besonders zweckmäßig, zum Regeln der zu versprühenden Menge flüssiger Substanz die Länge der Versprühimpulse innerhalb einer konstanten Impulsfrequenz zu verändern, was mit einer elektronischen Steuerung problemlos zu erreichen ist. Man kann aber auch die Impulsfrequenz selbst zum Regeln der zu versprühenden Menge flüssiger Substanz ändern. Schließlich ist auch eine Änderung sowohl der Impulsdauer als auch der Impulsfrequenz für die Steuerung denkbar, wenn die eine oder andere Regelungsart für sich allein nicht ausreicht.
  • Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, bei der die Einrichtung zum Einsprühen der flüssigen Substanz wenigstens eine Sprühdüse mit unveränderbarer Austrittsöffnung bzw. mit festem Querschnitt der Austrittsöffnung ist, die einen Schließkörper enthält, der in steuerbarer Folge ständig zu öffnen und zu schließen ist.
  • Zum Einsprühen der flüssigen Substanz und insbesondere des Leimes in regelbaren Mengen werden also nicht Düsen mit veränderbarer Austrittsöffnung benutzt, sondern Sprühdüsen mit unveränderbarer Austrittsöffnung, die intervallweise geöffnet und geschlossen wird, so daß die fließfähige Substanz nicht kontinuierlich, sondern regelbar in unterbrochener Folge eingesprüht wird. Es hat sich gezeigt, daß die zwischen den einzelnen Sprühimpulsen vorgesehenen Pausenzeiten keine ungleichförmige Befeuchtung der Feststoffe hervorrufen, was darauf zurückzuführen ist, daß die Länge der Pausenzeiten im Verhältnis zur Durchsatzgeschwindigkeit der zu besprühenden bzw. zu befeuchtenden Feststoffe sehr gering ist.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehenen Sprühdüsen können wie bekannte Spritzpistolen ausgebildet sein, d.h. einen kolbenförmigen oder nadelförmigen Schließkörper enthalten, der mit dem inneren Ende der Austrittsöffnung der Sprühdüse zusammenwirkt.
  • Für die Steuerung der Sprühimpulse ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Schließkörper jeder Sprühdüse mit einem steuerbar zu betätigenden Stellzylinder verbunden, der beispielsweise an eine Druckluftleitung angeschlossen sein kann, während eine Rückstellfeder vorgesehen ist, welche den Schließkörper der Sprühdüse in seine Schließstellung drückt. Zum Öffnen der einzelnen Sprühdüsen wird der Stellzylinder derselben mit Druckluft beaufschlagt, um den Schließkörper von seinem Sitz am hinteren Ende der Düsenöffnung zu lüften, während die Schließbewegungen von der Rückstellfeder erzeugt werden, welche den Schließkörper in die Schließpositian drückt, wenn der Stellzylinder druckentlastet wird.
  • Für die Steuerung der Druckluftzufuhr zu den Stellzylindern ist in der Druckluftleitung des Stellzylinders ein steuerbar zu öffnendes und zu schließendes Absperrventil vorgesehen.
  • Die Sprühdüsen der Vorrichtung sind ständig an eine Hochdruckleitung für die auszusprühende flüssige Substanz angeschlossen, wobei durch diese Hochdruckleitung die unter konstantem Druck stehende flüssige Substanz zirkuliert. Hierbei handelt es sich um ein geschlossenes System, aus dem die flüssige Substanz nur gezielt und kontrolliert austreten kann, nämlich durch die Sprühdüsen. Die Sprühdüsen sind beispielsweise an einen in der Hochdruckleitung befindlichen Verteiler angeschlossen.
  • Die Steuerung des einstellbaren Verhältnisses zwischen Öffnung- und Schließzeiten der Sprühdüsen übernimmt eine elektronische Schaltung, proportional zu der über ein Wägesystem zugeführten Menge des zu befeuchtenden Schüttgutes. Das Wägesystem kann eine Bandwaage, ein Schüttstrommesser oder eine ähinliche Einrichtung als Geber für das Steuersignal enthalten. Die flüssige Substanz wird dementsprechend in Relation zu der vom Wägesystem gemessenen bzw. gewogenen Menge der Feststoffe diesen zugegeben. Da die Menge der Feststoffe selbst bei fortlaufender Zufuhr erfahrungsgemäß nicht konstant ist, kann die Zugabe der flüssigen Substanz so gesteuert werden, daß das Verhältnis zwischien Feststoff und flüssiger Substanz stets konstant ist. Weil die flüssige Substanz mit konstanten Druck versprüht wird, wird sie auch stets gleichförmig in feinste Tröpfchen zerteilt und dementsprechend gleichmäßig auf die schüttfähigen Feststoffe verteilt.
  • Der Druck der flüssigen Substanz im Befeuchtungssystem wird von einer Pumpe wie einer Zahnradpumpe oder einer Kolbenpumpe auf einen vorgegebenen Wert aufgebaut und auf diesem Wert gehalten. Beim Öffnen der Sprühdüsen steht sofort der volle Druck zum Versprühen der flüssigen Substanz zur Verfügung und bleibt unverändert, bis die Sprühdüsen wieder schließen. Das Sprühbild jeder einzelnen Sprühdüse ist daher während der Öffnungszeiten derselben stets gleich, und zwar unabhängig vom Durchsatz der zu versprühenden flüssigen Substanz. Das Sprühbild ist auch von Beginn bis
  • Ende jedes Öffnungsintervalls gleich, unabhangig davon, wie lang die einzelnen Öffnungszeiten der Sprühdüsen bzw. Impulszeiten der Zufuhr sind.
  • Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Sprühdüsen mit veränderbarer Länge in den Behälter hineinragen. Auf diese Weise ist es möglich, die Sprühdüsen innerhalb des im Behälter befindlichen zu befeuchtenden Materials münden zu lassen, so daß die flüssige Substanz nicht auf die Oberfläche einer Feststoff-Masse aufgesprüht, sondern in diese Masse eingesprüht wird. Vor den Austrittsöffnungen der Sprühdüsen wird die Feststoff-Masse während der impulsförmigen Zugabezeiten der flüssigen Substanz von dieser aufgrund des Sprühdruckes sozusagen aufgelockert, so daß sich eine besonders gute und gleichförmige Verteilung von Feststoff und flüssiger Substanz ergibt, die beim Aufsprühen der flüssigen Substanz auf die Oberfläche einer Feststoff-Masse nicht zu erzielen wäre. Im Extremfall münden die Sprühdüsen unmittelbar an der Wand des Behälters in denselben.
  • Die Erfindung wird weiterhin anhand der Zeichnung und einem Ausführungsbeispiel für das Beleimen von Holzspänen erläutert, und zwar zeigt
    • Fig. 1 ein Schaltschema einer zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage,
    • Fig. 2 einen Querschnitt des Behälters der Anlage, in dem die schüttfähigen Feststoffe mit der flüssigen Substanz befeuchtet werden,
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer elektro-pneumatisch gesteuerten Sprühdüse im Längsschnitt und
    • Fig. 4 ein Steuerdiagramm, das bei einer Impulsfrequenz von 5 Hz zeigt, wie die Länge der Sprüh-Impulszeiten sich gegenüber der Länge der Pausenzeiten vergrößern läßt.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anlage dient zum Beleimen von Spanmaterial, beispielsweise mit Leimharz auf fsocyanat-Basis. Das Spanmaterial wird fortlaufend in einen geschlossenen zylindrischen Behälter 31 einer Beleimmaschine 1 über eine Bandwaage 2 eingegeben. Der Behälter 31 enthält ein drehbar gelagertes Rührwerk 32, welches das eingegebene Spanmaterial umwälzt und außerdem von einem Einlaß 3 am einen Ende des Behälters 31 zu einem Auslaß 4 am entgegengesetzten Ende des Behälters transportiert.
  • Der Behälter 31 der Beleimmaschine 1 ist mit Sprühdüsen 5 versehen, die an der zylindrischen Wand 33 des Behälters der Beleimmaschine 1 angebracht sind und in den Behälter 31 münden. An jede Sprühdüse 5 ist eine Speiseleitung 6 für unter hohem Druck sehenden flüssigen Leim angeschlossen. In Fig. 1 sind drei Sprühdüsen 5 gezeigt, jedoch ist die Beleimmaschine 1 im allgemeinen mit mehr Sprühdüsen, beispielsweise mit insgesamt zwölf Sprühdüsen, ausgestattet.
  • Jede Speiseleitung 6 enthält einen beispielsweise manuell zu betätigenden Absperrschieber 7 und ist an eine für alle Sprühdüsen 5 vorgesehenen gemeinsamen Verteiler 8 angeschlossen.
  • Der Verteiler 8 liegt in einer Leitung 9, beispielsweise einer Schlauchleitung, durch die unter hohem Druck stehender flüssiger Leim herangeführt und dabei umgewälzt wird.
  • Der Leim wird von einer Hochdruckpumpe 10 aus einem Vorratsbehälterll entnommen und mit dem gewünschten Druck durch einen in der Leitung 9 angeordneten Doppelfilter 12 zum Verteiler 8 gefördert. Der von dort nicht zu den Sprühdüsen 5 geleitete Leim strömt in der Leitung 9, weiter und durch ein Steuerventil 13 zum Vorratsbbehälter 11 zurück, so daß sich im Leitungssystem kein Leim verfestigen und festsetzen kann. Mit der Hochdruckpumpe 10 ist eine Wartungseinheit 14 verbunden, sofern eine Kolbenpumpe verwendet wird.
  • Die Bandwaage 2 besteht aus einem in Richtung eines Pfeiles 34 antreibbaran endlosen Förderband 35, das über endständige Umlenkrollen 36 und 37 läuft. Die Umlenkrolle 36 ist auf einem feststehenden Lager 38 abgestützt, dargestellt. Die Umlenkrolle 37 ist ebenso gelagert, jedoch iat deren Lager zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung in Fig. 1 weggelassen. Über das Förderband 35 transportiertes schüttfähiges Material wird in den Einlaß 3 des Behälters 31 geschüttet.
  • Die Bandwaage 2 liefert mittels einer Meßstrecke 39 und einem Geber 40 Steuersignale an eine elektronische Steuereinheit 41, die zum Steuern der Sprühdüsen 5 dient und mit diesen über eine elektronische Leitung 42 bzw. einzelnen Leitungen 42a, 42b bzw. 42c verbunden ist. Der Geber 40 ist über eine elektrische Leitung 43 mit der Steuereinheit 41 verbunden.
  • In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Behälter 31 der Beleimmaschine 1 zylindrisch ausgebildet ist und auf Füßen 44 steht. Im Zentrum des Behälters 31 ist eine Welle 45 des Rührwerkes 32 drehbar gelagert, auf der über deren Umfang und Länge wendelförmig verteilt Rührwerkzeuge 46 befestigt sind, die bis dicht an die zylindrische Wand 33 des Behälters 31 reichen. Wenn die Welle 45 von einem Motor 47 (Fig. 1) in Richtung eines Pfeiles 48 mit ausreichend hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, bildet das im Behälter 31 befindliche schüttfähige Material einen Materialring 49, der entlang der Wand 33 des Behälters 31 auf einer wendelförmigen Bahn vom Einlaß 3 zum Auslaß 4 wandert.
  • Aus Fig. 2 ist auch erkennbar, daß die Sprühdüsen 5 exzentrisch in den Behälter 31 hineinragen und dabei im Materialring 49 münden, so daß der durch die einzelnen Sprühdüsen 5 zugeführte Leim in den Materialring 49 eingesprüht wird. Vor der Mündung 50 jeder Sprühdüse 5 bildet sich während der Sprüh-Impulszeiten jeweils eine aufgelockerte Zone 51 im Materialring 49, in der die Feststoff-Partikel des Materialringes mit den feinen Leimtröpfchen, in die der durch die Sprühdüsen 5 herangeführte Leim zerteilt worden ist, intensiv und gleichförmig vermischt werden. Die Zone 51 kann sich durch eine Ausbeulung 52 auf der Innenseite 53 des Materialringes 49 abzeichnen. Die Drehrichtung der Welle 45 ist so gewählt, daß dir Rührwerkzeuge 46 der Sprührichtung der Sprühdüsen 5 nicht entgegenwirken und dementsprechend die aufgelockerten Zonen 51 nicht zusammendrücken.
  • Die Sprühdüsen 5 sind in ihrer axialen Richtung verschiebbar und einstellbar in der Wand 33 des Behälters 31 gelagert, wie durch einen Doppelpfeil 54 angedeutet. Somit kann deren Mündung 50 unterschiedlich weit in den Behälter 31 und damit unterschiedlich tief in den Materialring 49 hineinragen. Im Extremfall kann die Mündung 50 auch an der Wand 33 des Behälters 31 liegen.
  • Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß jede Sprühdüse 5 ein Gehäuse 14 mit einer darin axial verschiebbar gelagerten Kolbenstange 15, deren angespitztes äußeres Ende 16 mit der Innenkante einer Düsenöffnung 17 zusammenwirkt, aufweist. Auf der Kolbenstange 15 ist zwischen einer Schulter 18 und der Rückwand 19 des Gehäuses 14 eine Schraubenfeder 20 angeordnet, welche die Kolbenstange 15 in Richtung zur Düsenöffnung 17 drückt, so daß das angespitzte vordere Ende 16 der Kolbenstange 15 sich normalerweise dichtend gegen das innere Ende der Düsenöffnung 17 legt.
  • In das Gehäuse 14 führt ein Einlaßstutzen 21, der an die Stichleitung 6 der betreffenden Sprühdüse und damit den Verteiler 8 der Leitung 9 angeschlossen ist, so daß durch den Einlaßstutzen 21 unter hohem Druck stehender Leim in das Gehäuse 14 eingeführt wird, der als der Düsenoffnung 17 ausgesprüht wird, wenn das angespitzte Ende 16 der Kolbenstange 15 von der Düsenöffnung 17 gelüftet ist. Der Leim wird dann in Form eines Sprühkegels 22 in feinste Tröpfchen zerteilt aus der Sprühdüse 5 ausgesprüht, sofern der in Fig. 3 nicht dargestellte Materialring 49 nicht die Form des Sprühkegels beeinflußt.
  • Am hinteren Ende der Kolbenstange 15 ist ein Kolben 23 angebracht, der verschiebbar in einem Stellzylinder 24 sitzt. In das vordere Ende des Stellzylinders 24 mündet eine Druckluftleitung 25, die ein Absperrventil 26 enthält. Dieses Absperrventil 26 ist mit der Steuereinheit 41 verbunden, welche das Absperrventil 26 öffnet, sobald die Sprühdüse 5 Leim in den Behälter 31 sprühen soll.
  • Dann wird der Kolben 23 von der in die Druckkammer 28 eingeleitete Druckluft - in Fig. 3 gesehen nach links - verschoben, wodurch das angespitzte Ende 16 der Kolbenstange 15 von der Düsenöffnung 17 gelüftet wird und dementsprechend der unter hohem Druck stehende Leim aus der Düsenöffnung 17 austreten kann.
  • Wird das Absperrventil 26 schließt, wird die Druckkammer 28 über das geschlossene Absperrventil gelüftet, so daß die Rückstellfeder 20 die Kolbenstange 15 zur Düsenöffnung 17 zurückschiebt, wodurch diese geschlossen wird und kein Leim mehr austreten kann.
  • Die Steuereinheit 41 arbeitet elektronisch mit einer vorgegebenen Frequenz, wobei jedoch die Impulslängen der Öffnungszeiten des Absperrventils 26 nach von der Bandwaage 2 gelieferten Steuersignalen innerhalb der vorgegebenen Frequenz veränderbar sind, wie Fig. 3 zeigt.
  • Aus dem Diagramm gemäß Fig. 4 ist erkennbsr, daß bei konstanter Frequenz die Länge der Impulszeiten 29, während denen Leim versprüht wird, und die Länge der dazwischen befindlichen Pausenzeiten 30, während denen die Sprühdüsen 5 geschlossen sind, variabel ist. In jedem Fall ist zwischen den Impulszeiten 29 jeweils eine Pausenzeit 30 vorgesehen. Der zum Aussprühen des Leimes zur Verfügung stehende Druck ist während sämtlicher Impulszeiten 29 praktisch gleich hoch, unabhängig davon, wie lang die einzelnen Impulszeiten sind.
  • Benutzt man für die Druckerzeugung eine Kolbenpumpe, kann der Förderdruck des Leimes praktisch konstant gehalten werden. Es sind jedoch such andere Pumpen verwendbar, die einen im wesentlichen gleichen Arbeitsdruck liefern.

Claims (11)

1. Verfahren zum Befeuchten schüttfähigcr Feststoffe, beispielsweise zum Beleimen von Spänen, bei dem eine flüssige Substanz unter hohem Druck in feinste Tröpfchen zerteilt dem Feststoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Substanz intermittierend unter jeweils im wesentlichen konstantem Druck in eine Masse des Feststoffes eingesprüht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnct, daß die flüssige Substanz mit vorgegebener Impulsfrequenz intermittierend in die Masse des Feststoffes eingesprüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Regeln der zu versprühenden Menge flüssiger Substanz die Länge der Impulse innerhalb einer konstanten Impulsfrequenz geändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Regeln der zu versprühenden Menge flüssiger Substanz die Impulsfrequenz geändert wird.
5. Vorrichtung zum Befeuchten schüttfähiger Feststoffe zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Behälter (31) zur Aufnahme der Feststoffe, einem Mischwerk (32) zum Bewegen und Auflockern der Feststoffe im Behälter (31), wenigstens einer Einrichtung (5) zum Einsprühen der aus einem Vorratsbehälter (11) herangeführten flüssigen Substanz in den Behälter und einer Einrichtung (2) zum fortlaufenden Zuführen von Feststoffen in den Behälter (31) dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einsprühen der flüssigen Substanz wenigstens eine Sprüdhüse (5) mit unveränderbarer Austrittsöffnung (17) und einem Schließkörper (15,16), der in steuerbarer Folge ständig zu öffnen (zu lüften) und zu schließen ist, aufweist, an eine unter annähernd gleichförmigem Druck stehende Speiseleitung (9) angeschlossen ist und mittels von der Einrichtung (2) zum Zuführen der Feststoffe gelieferten Steuersignalen, beispielsweise elektro-pneumatisch, intermittierend zu öffnen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) wie bekannte Spritzpistolen ausgebildet sind und der Schließkörper (15,16) jeder Sprühdüse (5) mit einem steuerbar zu betätigenden Stellzylinder (24) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (24) an eine Druckluftleitung (25) angeschlossen ist, die ein steuerbar zu öffnendes und zu schließendes Absperrventil (26) enthält, und daß eine Rückstellfeder (20) vorgesehen ist, welche den Schließkörper (15,16) in seine Schließstellung drückt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) ständig an eine Hochdruckleitung (9) angeschlossen sind, durch welche die unter im wesentlichen konstantem Druck stehende flüssige Substanz zirkuliert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) an einen in der Hochdruckleitung (9) befindlichen Verteiler (8) anschließbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) durch Öffnungen in der Behälterwand mit verstellbarer Länge in den Behälter (31) ragen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) mittels Differenzdrucküberwachung in ihren Speiseleitungen (6) kontrollierbar sind.
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