EP3956117A1

EP3956117A1 - Mehrstoffdüse, insbesondere zweistoffdüse

Info

Publication number: EP3956117A1
Application number: EP20707382.6A
Authority: EP
Inventors: Dieter Aengenvoort; Uwe Weiss; Robert Von Knoblauch Zu Hatzbach
Original assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2022-02-23
Also published as: WO2020211994A1; DE102019110188A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrstoffdüse, insbesondere Zweistoffdüse, für das Verdüsen einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Zerstäubungsmediums, mit einem Düsenkörper (1), der zumindest ein Außenrohr (2), ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr (3) und eine in dem Innenrohr in Längsrichtung (L) verschiebbar angeordnete Düsennadel (4) aufweist und mit einem Antrieb (5) für die Verschiebung der Düsennadel (4) in der Längsrichtung (L). Zwischen Düsennadel (4) und Innenrohr (3) ist ein innerer Ringkanal (6) für die Flüssigkeit angeordnet und zwischen Außenrohr (2) und Innenrohr (3) ist ein äußerer Ringkanal (7) für das Zerstäubungsmedium angeordnet, wobei das Innenrohr (3) eine endseitige Austrittsöffnung (8) für die Flüssigkeit aufweist, die sich endseitig an den inneren Ringkanal (6) anschließt, wobei die Düsennadel (4) zum Verschließen der Austrittsöffnung mit ihrem Nadelende (16) derart in die Austrittsöffnung (8) einfahrbar ist, dass eine an der Düsennadel (4) außen- umfangsseitig umlaufende äußere Schließfläche (17) in der Schließstellung der Düsennadel (4) gegen eine korrespondierende innere Schließfläche (18) im Innenrohr anliegt. Die Düse ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsennadel (4) auf der dem Nadelende (16) abgewandten Seite der äußeren Schließfläche (17) von dieser beabstandet zusätzlich außenumfangsseitig eine von einem Steuerkonus (19) gebildete, schräg zur Nadelachse (A) geneigte Steuerfläche (20) angeordnet ist, wobei durch Verschiebung der Düsennadel (4) in der Längsrichtung (L) die Steuerfläche (20) derart mit einer Innenfläche (21) des inneren Ringkanals (6) zusammenwirkt, dass der Durchfluss durch den inneren Ringkanal (6) veränderbar ist.

Description

Mehrstoffdüse, insbesondere Zweistoffdüse

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Mehrstoffdüse, insbesondere eine Zweistoffdüse, für das Verdüsen einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Zerstäubungsmediums, mit einem Düsenkörper, der zumindest ein Außenrohr, ein in dem Außenrohr (kon zentrisch) angeordnetes Innenrohr und eine in dem Innenrohr (konzentrisch) in (axialer) Längsrichtung verschiebbar angeordnete Düsennadel aufweist und mit einem Antrieb für die Verschiebung der Düsennadel in der Längsrichtung, wobei zwischen Düsennadel und Innenrohr ein innerer Ringkanal für die Flüssigkeit und zwischen Außenrohr und Innenrohr ein äußerer Ringkanal für das Zerstäubungsmedium angeordnet sind, wobei das Innenrohr eine endseitige Austrittsöffnung für die Flüssigkeit aufweist, die sich endseitig an den zweiten Ringkanal anschließt, wobei die Düsennadel zum Verschließen der Austrittsöffnung mit ihrem Nadelende derart in die Austrittsöffnung einfahrbar ist, dass eine an der Düsennadel außenumfangsseitig umlaufende äußere Schließfläche in der Schließstellung der Nadel gegen eine korrespondierende innere Schließfläche im Innenrohr anliegt.

Eine solche Mehrstoffdüse, die insbesondere als Zweistoffdüse ausgebildet ist, ist für das Verdüsen einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Zerstäubungsmediums bestimmt. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Mehrstoffdüse, z.B. Zweistoffdüse für die Beleimung von streufähigen Partikeln, z.B. in der Holzwerkstoffplattenindustrie. Bei der Flüssigkeit handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Bindemittel, z.B. einen Leim, Klebstoff oder dergleichen. Bei dem Zerstäubungsmedium handelt es sich bevorzugt um Luft und insbesondere Druckluft. Alternativ kann als Zerstäubungsmedium auch ein anderes Gas oder

ein Dampf, z.B. Wasserdampf, insbesondere ein unter Druck stehender Wasserdampf verwendet werden.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Beleimungsvorrichtung mit zumindest einer solchen Düse.

Bei der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, z.B. Spanplatten, Faserplatten oder dergleichen, werden als Ausgangsmaterial Partikel, z.B. Holzspäne, Holzfasern oder dergleichen zur Verfügung gestellt bzw. hergestellt und anschließend beleimt, d.h., mit einem flüssigen Bindemittel versehen. Aus den beleimten Partikeln wird anschließend z.B. eine Streugutmatte erzeugt, die in einer Presse zu einer Holzwerkstoffplatte verpresst wird. Die Pressen können als Taktpressen oder auch als kontinuierlich arbeitende Pressen ausgebildet sein. Der Beleimung der Fasern kommt im Rahmen der Herstellung von Holzwerkstoffplatten besondere Bedeutung zu. Denn die Eigenschaften der hergestellten Holzwerkstoffplatte, z.B. deren Querzugfestigkeit, hängen entscheidend von der Qualität der Beleimung, z.B. von der eingesetzten Leimmenge ab.

Als Leime bzw. Bindemittel für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten kommen z.B. Isocyanate, Melaminharnstoffformaldehyd(harze), Harnstoffform- aldehyd(harze), Urea-Formaldehyd(harze), Melaminharze, Phenolharze oder andere Harze, z.B. auf Basis von Polyaminen oder Tanninen zum Einsatz.

Für die Beleimung stehen in der Praxis unterschiedliche Beleimungsvorrich tungen zur Verfügung, die jeweils mit Mehrstoffdüsen, insbesondere Zweistoff düsen, für das Verdüsen des Leims mit Hilfe eines Zerstäubungsmediums ausgebildet sind. Es kann sich z.B. um Vorrichtungen für die Blowline-Belei- mung handeln. Alternativ kommen Vorrichtungen für eine Mischerbeleimung

zum Einsatz. Ferner kann eine solche Vorrichtung auch für eine Fallschacht- Beleimung ausgebildet sein. Stets kommt dem Einsatz der Beleimungsdüsen für das Aufsprühen des Leims auf die zu beleimenden Partikel besondere Bedeutung zu.

So kennt man aus der DE 102 47 412 C5 eine Anlage für eine Fallschacht- Beleimung von Fasern für die Herstellung von Faserplatten, bei welcher Fasern pneumatisch von oben in einen Fallschacht gegeben werden. Der Fallschacht ist mit einer Beleimungsvorrichtung mit Sprühdüsen zum Besprühen der aus dem Faseraustrittsrohr austretenden und in den Fallschacht eintretenden Fasern mit Leim ausgerüstet.

Die DE 10 2009 057 916 B4 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen von Fasern mit einem Bindemittel für die Herstellung von Faserplatten, bei der in einer (trommelartigen) Mischkammer eine oder mehrere rotierende Mischwellen mit daran befestigten Mischwerkzeugen angeordnet sind, wobei die Mischwerkzeuge die Fasern mit einem Bindemittel vermischen und in einer Förderrichtung durch die Mischkammer fördern. Die Zuführung des Bindemittels erfolgt über Leimdüsen, die entweder ortsfest an der Mischkammer befestigt sind und in die Mischkammer ragen oder die alternativ auch an der rotierenden Mischwelle angeordnet sein können.

Alternativ kennt man z.B. aus der DE 10 2011 103 326 B4 eine Blowline-Belei- mung, bei welcher die zu beleimenden Partikel durch eine Blasleitung transportiert werden, an welche mehrere in die Blasleitung mündende Düsen angeschlossen sind, wobei diese Düsen als Mehrstoffdüsen, z.B. Zweistoff düsen für eine Dampfzerstäubung ausgebildet sind. An jeder Zweistoffdüse sind zumindest eine Leimzuführleitung und eine Dampfzuführleitung angeschlossen, wobei in die Leimzuführleitung jeweils zumindest ein Leimventil und eine

Durchflussmessvorrichtung integriert sind und wobei die Leimventile und die Durchflussmessvorrichtung mit zumindest einer Steuer- und/oder Regelvor richtung verbunden sind, so dass mit den Leimventilen die Durchflussmenge für jede Leimzuführleitung separat steuerbar oder regelbar ist.

Die bekannten unterschiedlichen Arten der Beleimung haben sich in der Praxis grundsätzlich bewährt. Gleiches gilt für die in derartigen Vorrichtungen bzw. Verfahren eingesetzten Düsen. In solchen Mehrstoffdüsen, z.B. Zweistoffdüsen, ist in der Regel innerhalb eines Innenrohrs eine Nadel in axialer Längsrichtung verschiebbar, z.B. mit Hilfe eines pneumatischen Antriebes. Diese in Längsrichtung verschiebbare Nadel dient beim Stand der Technik zum einen dem Verschließen der endseitigen Austrittsöffnung der Düse, indem die Nadel in die endseitige Austrittsöffnung eingefahren wird, so dass eine an der Düsenadel außenumfangsseitig umlaufende äußere Schließfläche gegen eine korrespondierende innere Schließfläche im Innenrohr bzw. im Düsenende anliegt. Außerdem kann mit Hilfe der Düsennadel eine Reinigung des Düsenausgangs erfolgen, indem z.B. Leimreste zur Vermeidung von Verstopfungen aus der endseitigen Austrittsöffnung herausgedrückt werden. Die Düsennadel hat folglich beim Stand der Technik in der Regel einerseits eine Verschlussfunktion und andererseits eine Reinigungsfunktion.

Für die Steuerung oder Regelung des Sprühprozesses und folglich für die Steuerung und Regelung der mit Hilfe der Düse zu versprühenden Flüssigkeit werden in der Praxis z.B. zusätzliche Steuer- oder Regelventile eingesetzt. Damit lässt sich zwar eine einwandfreie Einstellung und folglich auch ein einwandfreies Beleimungsergebnis erzielen, die erforderlichen Komponenten (insbesondere Steuer- oder Regelventile) sind jedoch mit (zusätzlichen) Kosten verbunden. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Eine Zweistoffdüse zur äußeren Mischung viskoser und/oder dilatanter Flüssig keiten mit einem Zerstäubungsmedium ist z.B. aus der DE 20 2010 05 280 U1 bekannt.

Die DE 37 12 798 A1 beschreibt im Übrigen eine Vorrichtung zum kontinuier lichen Gewinnen von organischen Polymerisaten aus ihren Lösungen oder Emulsionen, bei der in ein Gefäß von unten durch dessen Boden eine Zweistoffdüse ragt, die aus einem äußeren Mantel und einer inneren Hülse und einem dazwischen liegenden äußeren Kanal sowie einem inneren Kanal besteht, in welchem eine Düsennadel zentrisch und verschiebbar angeordnet ist. Das Nadelende und die innere Hülse sind konisch zulaufend ausgebildet, so dass sich ein konischer Ringspalt bildet, dessen Spaltweite durch die Verstel lung der Düsennadel veränderbar ist. Die Düsennadel weist ferner einen gesonderten Verschlusssitz auf, der durch Dichtflächen gebildet wird. Die Vor richtung wird zur kontinuierlichen Gewinnung von organischen Polymerisaten aus ihren Lösungen oder Emulsionen eingesetzt.

Ferner ist aus der DE 26 55 224 A1 eine Vorrichtung zum zerstäuben von Flüssigkeiten mit einer Spritzdüse bekannt, die ein Ventil zum Steuern der Größe der Austrittsöffnung umfasst. Dabei ist eine manuell einstellbare und mit einem Steuerventil zusammenwirkende Nockeneinrichtung zum Steuern der Größe der Austrittsöffnung und zum Steuern der Änderung der Größe der Austrittsöffnung realisiert. Das Steuerventil umfasst ein Nadelventil, dessen Ventilnadel relativ zu dem Ventilsitz verschiebbar gelagert ist und die Austrittsöffnung ist durch den Spalt zwischen der Ventilnadel und dem Ventilsitz gebildet. Die Nockeneinrichtung ist so gestaltet, dass eine Steuerung der Größe und des Grades der Bewegung der Ventilnadel zur Steuerung der Größe der Austrittsöffnung und zur Steuerung der Änderung der Größe der Austrittsöffnung in vorbestimmter Weise erreicht wird.

Schließlich beschreibt die DE 33 36 665 A1 im Zusammenhang mit der Befeuchtung schüttfähiger Feststoffe eine Düse zur Hochdruckverdüsung von Flüssigkeiten wie Leim, wobei die Sprühdüse ein Gehäuse mit einer darin axial verschiebbar gelagerten Kolbenstange aufweist, deren angespritztes äußeres Ende mit der Innenkante einer Düsenöffnung zusammenwirkt. In das Gehäuse führt ein Einlassstutzen, der an eine Stichleitung für die Zufuhr des unter hohem Druck stehenden Leims angeschlossen ist. Die Kolbenstange ist pneumatisch über einen druckluftbeaufschlagten Kolben verstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrstoffdüse, insbesondere eine Zweistoffdüse, zu schaffen, die sich durch einfachen Aufbau und einfache Funktionsweise auszeichnet und insbesondere einen variablen Betrieb mit einfachen Mitteln ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer Mehrstoffdüse, insbe sondere Zweistoffdüse, der eingangs beschriebenen Art, dass an der Düsen nadel auf der dem Nadelende abgewandten Seite der äußeren Schließfläche von dieser beabstandet zusätzlich außenumfangsseitig eine von einem Steuerkonus gebildete, schräg zur Düsenachse bzw. Nadelachse geneigte Steuerfläche angeordnet ist, wobei durch Verschiebung der Düsennadel in der Längsrichtung die Steuerfläche derart mit einer Innenfläche des Ringkanals zusammenwirkt, dass der Durchfluss (bzw. die Durchflussmenge) durch den zweiten Ringkanal veränderbar ist.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die in der Mehrstoffdüse ohnehin vorhandene und in einer Längsrichtung verschiebbare Düsennadel nicht nur als Verschluss- und Reinigungsnadel einsetzbar ist, sondern

zusätzlich auch für die Steuerung oder Regelung der Durchflussmenge der Flüssigkeit, insbesondere des Leims, eingesetzt werden kann, so dass über die Verschiebung der Düsennadel in der Längsrichtung der Flüssigkeitsausstoß der erfindungsgemäßen Düse variiert werden kann und insbesondere gesteuert oder geregelt werden kann. Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, dass auf separate Steuerventile oder Regelventile im Bereich der Leimzufuhr verzichtet werden kann, so dass sich die erfindungsgemäße Düse besonders wirtschaftlich einsetzen lässt. Dieses gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass die Düsenstange nicht nur in ihrem dem Austrittsende der Düse zugeordneten „frontseitigen“ Bereich mit einer Schließfläche versehen ist, sondern zusätzlich im„rückseitigen“ Bereich und folglich in dem dem Nadelende abgewandten Bereich einen Steuerkonus mit einer geneigten Steuerfläche aufweist, die mit einer korrespondierenden Innenfläche des inneren Ringkanals derart zusammenwirkt, dass durch Verschiebung der Düsennadel in einer Längsrichtung die Durchflussmenge durch den zweiten Ringkanal vergrößert und durch Verschiebung in der entgegengesetzten Längsrichtung die Durchflussmenge verringert werden kann. Diese Verschiebung lässt sich sehr einfach mit ein- und demselben Antrieb realisieren, der ohnehin für die Verschiebung der Düsennadel zum Verschließen und zum Reinigen vorhanden ist. Der Antrieb ist in grundsätzlich bekannter Weise bevorzugt als pneumatischer Antrieb ausgebildet, der einen an die Düsennadel angeschlos senen Kolben aufweist, der in einem Zylinder geführt und mit einem Druckmedium als Steuermedium beaufschlagbar ist, z.B. mit Druckluft. Der Antrieb bzw. dessen Zylinder kann z.B. in den Düsenkörper oder in ein separates, an den Düsenkörper angeschlossenes Gehäuse integriert sein. Damit kann die Mehrstoffdüse, insbesondere Zweistoffdüse, in einfacher Weise lediglich einen Anschluss für die Flüssigkeit (z.B. Leim), einen Anschluss für das Zerstäubungsmedium (z.B. Luft, Druckluft oder Dampf) und einen Anschluss für das Steuermedium (z.B. Durckluft) aufweisen, wobei durch

Steuerung der Druckluft zur Betätigung der Düsennadel nicht nur ein Verschließen oder Reinigen der Düse realisiert wird, sondern außerdem die Steuerung/Regelung der Durchflussmenge und damit die Steuerung der Sprühmenge/Regelung der zu verdüsenden Flüssigkeit.

Die Düsennadel kann in der Schließrichtung kraftbeaufschlagt sein, z.B. mittels einer Schließfeder, d.h., die Schließfeder drückt die Düsennadel in einer Schließrichtung in die Schließstellung, d.h., in Richtung der Düsenaustritts öffnung. Dementgegen wirkt die Beaufschlagung des Kolbens mit dem Druckmedium, so dass durch Druckbeaufschlagung die Düsenstange in die Öffnungsrichtung bewegbar ist.

Von besonderer Bedeutung ist der an die Düsennadel angeschlossene Steuerkonus, der z.B. einstückig mit der Düsennadel gefertigt sein kann und folglich integraler Bestandteil der entsprechend geformten Düsennadel ist. Dieser Steuerkonus ist zusätzlich zu den ohnehin im Bereich des aus trittsseitigen Endes der Düsennadel vorhandenen Schließflächen vorgesehen, und zwar - bezogen auf die Schließfläche auf der dem Kolbenende gegenüberliegenden Seite der Düsennadel. D.h., dass der Steuerkonus an der Düsenstange zwischen der endseitigen Schließfläche und dem kolbenseitigen Ende der Düsenstange angeordnet ist.

In einer möglichen Ausführungsform ist der Steuerkonus derart ausgebildet, dass die Verschiebungsrichtung der Düsennadel zum Verschließen der Düse (d.h., die Schließrichtung) entgegengesetzt zu der Verschiebungsrichtung zur Reduzierung des Durchflusses orientiert ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Düsennadel (z.B. mit dem pneumatischen Antrieb) zum Verschließen in der Schließrichtung, d.h., zum Austrittsende hin bewegt, während zur Reduzierung des Durchflusses eine Betätigung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt.

Der Steuerkonus ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt entgegen der Schließrichtung verjüngt ausgebildet. Das bedeutet, dass sich der Steuerkonus bevorzugt von dem Austrittsende der Düse weg verjüngt.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Steuerkonus derart ausgebildet ist, dass die Verschiebungsrichtung der Düsennadel zum Verschließen der Düse (d.h., die Schließrichtung) der Verschiebungsrichtung zur Reduzierung des Durchflusses entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird folglich in ein- und derselben Richtung der Durchfluss reduziert und die Düsennadel auch verschlossen. Bei dieser Ausführungsform verjüngt sich der Steuerkonus bevorzugt in der Schließrichtung, d.h., der Steuerkonus verjüngt sich in Richtung auf das Austrittsende der Düse zu.

Zwischen Düsennadel und Innenrohr wird der innere Ringkanal gebildet. Im Bereich ausschließlich zylindrischer Flächen zwischen Düsennadel und Innenwand des Innenrohrs, verändert sich der Querschnitt des inneren Ringkanals im Zuge der Verschiebung der Düsenstange nicht. Durch die schräge Steuerfläche im Bereich des Regelkonus wird dagegen im Zuge der axialen Verschiebung der Düsenstange der Querschnitt des Düsenkanals verändert und damit die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den inneren Ringkanal beeinflusst.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die mit dem Steuerkonus zusammenwirkende Innenfläche des inneren Ringkanals zwischen der (endseitigen) Schließfläche einerseits und der Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit in den Düsenkörper andererseits angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die mit dem Steuerkonus zusammenwirkende Innenfläche des inneren Ringkanals folglich bevorzugt in der Strömungsrichtung beabstandet von der Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit angeordnet. Gleiches gilt für den

Steuerkonus, der folglich in allen Funktionsstellungen in der Strömungsrichtung beabstandet zu der Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit angeordnet ist.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Steuerkonus mit seiner Steuerfläche jedoch auch (unmittelbar) im Bereich der Eintrittsöffnung für die Flüssigkeit angeordnet sein. Der Steuerkonus ist folglich zumindest bereichsweise überlappend zu der Eintrittsöffnung angeordnet, so dass die Flüssigkeit im Zuge des Einströmens in den Düsenkörper über die Eintrittsöffnung unmittelbar in den Bereich des Steuerkonus gelangt. Auch in diesem Fall gelingt über eine Verschiebung der Düsenstange und damit über eine Verschiebung des Steuerkonus eine Variation der Durchflussmenge. Bei dieser Ausführungsform besteht im Übrigen die Möglichkeit, dass die dem Steuerkonus zugeordnete Innenfläche des inneren Ringkanals nicht schräg oder geneigt angeordnet ist, sondern dass der Ringkanal in diesem Bereich zylindrisch ausgebildet ist und folglich die Innenfläche nicht schräg oder geneigt orientiert ist. Im Einzelnen wird dazu auf die Figurenbeschreibung verwiesen.

Für die Zuführung der genannten Medien weist der Düsenkörper zum einen die bereits erwähnte Eintrittsöffnung auf, die mit dem inneren Ringkanal verbunden ist und für die Zuführung der Flüssigkeit, z.B. des Leims, dient. Ferner weist der Düsenkörper eine mit dem äußeren Ringkanal verbundene zweite Eintritts öffnung für das Zerstäubungsmedium auf. An diese Eintrittsöffnungen kann jeweils ein Einlassstutzen und/oder eine entsprechende Leitung für die Zuführung der Medien angeschlossen sein.

Ferner ist eine dritte Eintrittsöffnung bzw. ein dritter Anschlussstutzen vorgesehen, der der Zuführung der Druckluft zu dem Zylinder bzw. Kolben dient.

Die Beleimungsvorrichtung ist außerdem bevorzugt mit einer geeigneten Steuerung ausgerüstet oder mit einer solchen Steuerung verbunden, über welche insbesondere die Druckluft für die Positionierung der Düsenstange gesteuert wird, da über diese Betätigung sowohl das Verschließen und Reinigen der Düse als auch die Steuerung oder Regelung der Durchflussmenge und folglich Sprühmenge erfolgt.

Als Zerstäubungsmedium kann - wie erwähnt - Luft bzw. Druckluft oder auch Dampf eingesetzt werden. Der Druck des Steuermediums beträgt z.B. 1 bar bis 6 bar, vorzugsweise 1 ,5 bar bis 4,5 bar.

Als Steuermedium kann z.B. Luft bzw. Druckluft eingesetzt werden. Der Druck kann z.B. 1 bis 6 bar betragen.

Die erfindungsgemäße Düse zeichnet sich bei einfachem Aufbau durch eine homogene Zerstäubung und eine sehr geringe Verstopfungsanfälligkeit aus. Die Düse ist nachtropffrei und besonders einfach steuerbar oder regelbar, da über die Konstruktion bereits die Möglichkeit zur Steuerung oder Regelung integriert ist, ohne dass separate Steuer- oder Regelventile vorgesehen sein müssen.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Beleimungsvorrichtung zum Beieimen von streufähigen Partikeln, insbesondere von Holzfasern oder Holzspänen, mit einer Beleimungskammer, in welche die zu beleimenden Partikel einführbar (und ausführbar) sind und/oder durch welche die zu beleimenden Partikel hindurchführbar sind. Ferner weist diese Beleimungs vorrichtung eine oder mehrere Mehrstoffdüsen, insbesondere Zweistoffdüsen der beschriebenen Art auf, mit denen die Partikel in der Kammer mit Leim besprüht werden.

In einer ersten Ausführungsform ist die Beleimungsvorrichtung als Blowline- Beleimungsvorrichtung ausgebildet, d.h., es ist eine Blasleitung als Beleimungs kammer vorgesehen, durch welche die zu beleimenden Partikel transportiert werden, wobei an die Blasleitung mehrere in die Blasleitung mündende Düsen der beschriebenen Art angeschlossen sind, welche bevorzugt entlang der Blasleitung verteilt sind und mit denen die durch die Blasleitung transportierten Partikel mit Leim besprüht werden.

In einer zweiten Ausführungsform ist die Beleimungsvorrichtung als Mischer- Beleimungsvorrichtung ausgebildet, d.h., die Beleimungskammer wird von einer trommelartigen Mischkammer gebildet, in der ein oder mehrere Mischwerk zeuge rotieren, wobei die Mischwerkzeuge bevorzugt an einer rotierenden Mischerwelle befestigt sind. Mit Hilfe der Mischwerkzeuge werden die Fasern mit dem Bindemittel vermischt und in einer Förderrichtung durch die Mischkammer gefördert. Auch ein solcher Beleimungsmischer ist mit den erfindungsgemäßen Mehrstoffdüsen ausgerüstet, die bevorzugt in die Wandung der Mischkammer integriert bzw. an dieser angeschlossen sind. Optional können die Beleimungsdüsen auch an der rotierenden Mischerwelle angeordnet sein.

In einer dritten Ausführungsform ist die Beleimungsvorrichtung als Fallschacht- Beleimungsvorrichtung ausgebildet. Diese weist einen in vertikaler Richtung orientierten Fallschacht auf, in den die zu beleimenden Partikel kopfseitig mit einer Zuführeinrichtung aufgegeben werden. Der Fallschacht ist insbesondere kopfseitig mit einer Beleimungsvorrichtung mit mehreren Sprühdüsen der beschriebenen Art ausgerüstet, die zum Besprühen der aus einem Faseraustrittsrohr austretenden und in den Fallschacht eintretenden Fasern mit Leimtropfen oder dergleichen ausgebildet sind. Ausgangsseitig, d.h., am unteren Ende ist der Fallschacht mit einer Auffangvorrichtung und/oder einer Transportvorrichtung zum Auffangen und/oder Abführen der Fasern

ausgerüstet. Dabei kann auf die Bauweise grundsätzlich bekannter Fallschacht- Beleimungsvorrichtungen zurückgegriffen werden (vgl. z.B. DE 102 47 412 C5).

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, die lediglich Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zweistoffdüse in einem Vertikalschnitt, Fig. 2a eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer ersten

Funktionsstellung,

Fig. 2b den Gegenstand nach Fig. 2a in einer zweiten Funktionsstellung, Fig. 2c den Gegenstand nach Fig. 2a in einer dritten Funktionsstellung,

Fig. 3a eine dritte Ausführungsform in einer ersten Funktionsstellung und

Fig. 3b den Gegenstand nach Fig. 3a in einer zweiten Funktionsstellung.

Die Figuren zeigen in unterschiedlichen Ausführungsformen jeweils eine Mehr stoffdüse für das Verdüsen einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Zerstäubungs mediums. Die Ausführungsbeispiele zeigen jeweils eine Zweistoffdüse. Bei der Flüssigkeit handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Bindemittel, z.B. einem Leim oder dergleichen für die Beleimung von Holzwerkstoffpartikeln im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten. Als Zerstäubungsmedium kann z.B. Luft (Druckluft) oder alternativ auch Dampf eingesetzt werden.

Die Zweistoffdüse weist einen Düsenkörper 1 auf, der ein Außenrohr 2, ein in dem Außenrohr 2 konzentrisch angeordnetes Innenrohr 3 und eine in dem Innenrohr konzentrisch in einer (axialen) Längsrichtung L verschiebbar angeordnete Düsennadel 4 aufweist. Für die Verschiebung der Düsennadel 4 ist ein Antrieb 5 vorgesehen, der im Ausführungsbeispiel als pneumatischer Antrieb ausgebildet ist.

Zwischen der Düsennadel 4 und dem Innenrohr 3 ist ein innerer Ringkanal 6 für die Flüssigkeit (z.B. für den Leim) vorgesehen. Zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 3 ist ein äußerer Ringkanal 7 für das Zerstäubungsmedium (z.B. Luft bzw. Druckluft) vorgesehen. Das Innenrohr 3 weist eine endseitige Austrittsöffnung 8 für die Flüssigkeit auf, wobei sich die endseitige Austritts öffnung 8 endseitig an den inneren Ringkanal 6 anschließt. Die Zweistoffdüse weist endseitig außerdem eine Öffnung 9 für das Zerstäubungsmedium auf, wobei diese Öffnung bevorzugt als ringförmige Öffnung ausgebildet ist, die die endseitige Austrittsöffnung 8 für die Flüssigkeit umgibt, so dass ein ringförmiger Zerstäubungsstrahl außenumfangsseitig auf den konzentrischen Flüssigkeits strahl trifft und die Flüssigkeit zerstäubt.

Der Düsenkörper 1 weist außerdem eine Eintrittsöffnung 10 für die Flüssigkeit auf, die mit dem inneren Ringkanal 6 verbunden ist bzw. in diesen mündet. Ferner weist der Düsenkörper 1 eine zweite Eintrittsöffnung 11 für das Zerstäubungsmedium auf, welche mit dem äußeren Ringkanal 7 verbunden ist bzw. in diesen mündet. An diese Eintrittsöffnungen 10, 11 können z.B. geeig nete Anschlussstutzen 10a, 11 a oder entsprechende Leitungen angeschlossen sein. Ferner ist für den Antrieb der Düsenstange eine dritte Eintrittsöffnung 12 für die Druckluftzufuhr vorgesehen, die wiederum mit einem geeigneten Druck luftstutzen oder einer Druckluftleitung 12a verbunden sein kann. Diese Öffnung

12 kann ebenfalls im Düsenkörper oder - sowie in Fig. 1 gezeigt - in einem daran angeschlossenen Gehäuseteil des Antriebs 5 vorgesehen sein.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer solchen Zweistoffdüse in einer Funktionsstellung für den Sprühbetrieb, d.h., mit geöffneter Düse. Die zu ver sprühende Flüssigkeit gelangt über den Stutzen 10a und die Eintrittsöffnung 10 in den inneren Ringkanal 6 und von dort in den Bereich der endseitigen Austrittsöffnung 8. Das Zerstäubungsmedium gelangt über den Stutzen 11 a und die zweite Eintrittsöffnung 11 in den Bereich des äußeren Ringkanals 7 und von dort über die Öffnung 9 ebenfalls in den Bereich des Düsenendes. Mit Hilfe des Antriebes 5 lässt sich die Düsennadel 4, die auch als Düsenstange bezeichnet werden kann, entlang der Längsrichtung L verschieben. So lässt sich insbesondere die Düsennadel 4 entlang der Längsrichtung L in der zum Düsenende hin gewandten Schließrichtung S verschieben und damit die Düse verschließen. Dabei ist die Düsennadel 4 mit ihrem Nadelende 16 derart in die Austrittsöffnung 8 einfahrbar, dass eine an der Düsennadel 4 außenumfangs seitig umlaufende, äußere Schließfläche 17 gegen eine korrespondierende innere Schließfläche 18 im Innenrohr anliegt. Diese Schließstellung ist in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet.

Erfindungsgemäß ist zusätzlich an der Düsennadel 4 eine von einem Steuerkonus 19 gebildete, schräg zur Düsenachse bzw. Nadelachse A geneigte Steuerfläche 20 vorgesehen. Dieser Steuerkonus 19 ist - bezogen auf die bereits erwähnte Schließfläche 17 auf der dem Nadelende 16 abgewandten Seite der Düsennadel angeordnet, d.h., die Schließfläche 17 ist zwischen Steuerkonus 19 und Nadelende 16 angeordnet. Durch Verschiebung der Düsennadel 4 entlang der Längsrichtung L wirkt die Steuerfläche 20 derart mit einer korrespondierenden Innenfläche 21 des inneren Ringkanals 6 zusammen, dass der Durchfluss bzw. die Durchflussmenge durch den zweiten Ringkanal 6

verändert wird. In Fig. 1 ist erkennbar, dass im Bereich des Steuerkonus 19 sich der Kanalabschnitt 6a zwischen Steuerfläche 20 und Innenfläche 21 verändert, wenn die Düsennadel 4 entlang der Längsrichtung nach oben oder nach unten verschoben wird. Insofern kann erfindungsgemäß sehr einfach durch Verschiebung der Düsennadel 4 die Durchflussmenge gesteuert oder auch geregelt werden, und zwar ohne dass in der (externen) Zuführleitung für die Flüssigkeit zusätzliche Steuer- oder Regelventile vorhanden sein müssen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind Steuerkonus 19 und Innenfläche 21 so orientiert, dass die Verschiebungsrichtung der Düsennadel 4 zum Verschließen der Düse und folglich die Schließrichtung S entgegengesetzt zu der Verschiebungsrichtung R zur Reduzierung des Durchflusses ist. Während folglich bei Fig. 1 die Düsennadel 4 zum Verschließen entlang der Schließ richtung S (nach unten) verschoben wird, muss die Düsennadel 4 zum Reduzieren der Durchflussmenge in der Richtung R (nach oben) verschoben werden.

Sowohl die Steuerfläche 20 als auch die Innenfläche 21 sind in diesem Ausführungsbeispiel schräg zur Achse A der Düse orientiert. Außerdem ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehen, dass die Innenfläche 21 und auch der Steuerkonus 19 bzw. dessen Steuerfläche 20 (in allen Funktions stellungen) zwischen den Schließflächen 17, 18 einerseits und der Eintritts öffnung 10 für die Flüssigkeit positioniert sind.

Der Antrieb 5 ist - wie bereits erwähnt - als pneumatischer Antrieb ausgebildet, der einen an die Düsennadel 4 angeschlossenen Kolben 13 aufweist, der in einem Zylinder 14 geführt ist, wobei der Zylinder 14 und damit der Kolben 13 mit einem Druckmedium, z.B. mit Druckluft (d.h. Steuerluft) beaufschlagbar sind, und zwar über den bereits erwähnten Druckluftanschluss 12 bzw. 12a. Der

Zylinder 14 kann Bestandteil des Düsenkörpers sein oder an diesen Düsen körper als separate Baueinheit oder separates Gehäuseteil angeschlossen sein. Dabei ist der Kolben 13 und damit auch die Düsennadel kraftbeaufschlagt, z.B. mittels einer Feder 15. In den dargestellten Ausführungsbeispielen beaufschlagt die Feder 15 als Schließfeder den Kolben 13 und damit auch die Düsennadel 4 in der Schließrichtung, d.h., ohne Druckluftbeaufschlagung drückt die Schließfeder 15 die Düsennadel 4 in die Schließstellung, die in Fig. 1 lediglich strichpunktiert angedeutet ist. Mit Hilfe der Druckluft lässt sich der Kolben 13 und damit die Düsennadel 4 entlang der Öffnungsrichtung (entgegen de Schließrichtung) verschieben. Durch Steuerung der Druckluft (Steuerluft) lässt sich in der beschriebenen Weise zugleich die Durchflussmenge steuern oder Regeln.

Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die in ihrer Funktionsweise der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 entspricht. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Düsennadel 4 mit der Schließfeder 5 in die Schließstellung beaufschlagt. Diese Schließstellung ist in Fig. 2a dargestellt. Durch Druckluftbeaufschlagung lässt sich die Düsennadel 4 in die in Fig. 2b dargestellte Arbeitsstellung anheben. Auch bei dieser Ausführungsform sind einerseits die endseitigen Schließflächen 17, 18 und andererseits die Steuer fläche 20 am Steuerkonus 19 erkennbar, die mit der Innenfläche 21 des inneren Ringkanals 6 zusammenwirkt. Fig. 2b zeigt dabei die Arbeitsstellung, in der der in diesem Bereich vorgesehene Kanalabschnitt 6a offen ist und den Durchfluss der Flüssigkeit in der gewünschten Menge ermöglicht. Die Fig. 2c zeigt eine dritte Funktionsstellung, bei der die Düsennadel 4 durch maximale Druckluft beaufschlagung in ihre obere Endstellung gefahren ist, so dass der Steuerkonus 19 mit der korrespondierenden Innenfläche 21 den Ringkanal 6 vollständig verschließt. Insofern ist auch bei den Fig. 2a bis 2c vorgesehen, dass die Verschiebungsrichtung der Düsennadel zum Verschließen der Düse

und folglich die Schließrichtung S entgegengesetzt zu der Verschiebungs richtung zur Reduzierung des Durchflusses orientiert ist.

Demgegenüber zeigen die Fig. 3a und 3b eine dritte Ausführungsform, bei der beispielhaft die Verschiebungsrichtung zum Verschließen der Düsennadel und folglich die Schließrichtung S in der gleichen Richtung wie die Verschiebungs richtung zur Reduzierung R des Durchflusses orientiert ist. Während sich bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bzw. 2a bis 2c der Steuerkonus in der Schließrichtung aufweitet, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 eine Reduzierung des Steuerkonus in der Schließrichtung realisiert, d.h., der Durchmesser reduziert sich in der Schließrichtung. Fig. 3a zeigt die erfindungsgemäße Düse zunächst in einer geöffneten Stellung, bei der die Flüssigkeit über den Einlass in den inneren Ringkanal 6 gelangt. Demgegenüber zeigt Fig. 3b die Düse in der Schließstellung, bei der das Nadelende 16 der Düsennadel 4 die Austrittsöffnung 18 verschließt. Eine vergleichende Betrachtung der Fig. 3a und 3b zeigt, dass durch Variation der Position der Düsennadel zwischen diesen beiden Endstellungen mit Hilfe des Steuerkonus 19 die Durchflussmenge variiert werden kann.

Dabei zeigen die Fig. 3a und 3b beispielhaft eine Ausführungsform, bei der der Steuerkonus 19 im Bereich der Eintrittsöffnung 10 für die Flüssigkeit angeordnet ist.

Die in den Figuren dargestellte Zweistoffdüse wird bevorzugt für die Beleimung von streufähigen Partikeln, insbesondere von Flolzfasern oder Flolzspänen eingesetzt. Eine solche Beleimungsdüse wird häufig bevorzugt in eine Belei mungsvorrichtung integriert. Dabei kann es sich um eine Beleimungsvorrichtung in der Ausführungsform als Blowline-Beleimungsvorrichtung oder als Fall-

schacht-Beleimungsvorrichtung oder auch als Mischer-Beleimungsvorrichtung handeln. Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrstoffdüse, insbesondere Zweistoffdüse, für das Verdüsen einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Zerstäubungsmediums, mit einem Düsenkörper (1 ), der zumindest ein Außenrohr (2), ein in dem Außenrohr angeordnetes Innenrohr (3) und eine in dem Innenrohr in Längs richtung (L) verschiebbar angeordnete Düsennadel (4) aufweist und mit einem Antrieb (5) für die Verschiebung der Düsennadel (4) in der Längsrichtung (L), wobei zwischen Düsennadel (4) und Innenrohr (3) ein innerer Ringkanal (6) für die Flüssigkeit und zwischen Außenrohr (2) und Innenrohr (3) ein äußerer Ringkanal (7) für das Zerstäubungsmedium angeordnet sind, wobei das Innenrohr (3) eine endseitige Austrittsöffnung (8) für die Flüssigkeit aufweist, die sich endseitig an den inneren Ringkanal (6) anschließt, wobei die Düsennadel (4) zum Verschließen der Austrittsöffnung mit ihrem Nadelende (16) derart in die Austrittsöffnung (8) einfahrbar ist, dass eine an der Düsennadel (4) außenumfangsseitig umlaufende äußere Schließfläche (17) in der Schließstellung der Düsennadel (4) gegen eine korrespondierende innere Schließfläche (18) im Innenrohr anliegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an der Düsennadel (4) auf der dem Nadelende (16) abgewandten Seite der äußeren Schließfläche (17) von dieser beabstandet zusätzlich außenumfangs seitig eine von einem Steuerkonus (19) gebildete, schräg zur Nadelachse (A) geneigte Steuerfläche (20) angeordnet ist, wobei durch Verschiebung der Düsennadel (4) in der Längsrichtung (L) die Steuerfläche (20) derart mit einer Innenfläche (21 ) des inneren Ringkanals (6) zusammenwirkt, dass der Durchfluss durch den inneren Ringkanal (6) veränderbar ist.

2. Mehrstoffdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuer konus (19) derart ausgebildet ist, dass die Verschiebungsrichtung (S) der Düsennadel (4) zum Verschließen der Düse der Verschiebungsrichtung (R) zur Reduzierung des Durchflusses entgegengesetzt ist.

3. Mehrstoffdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steuer konus (19) derart ausgebildet ist, dass die Verschiebungsrichtung (S) der Düsennadel (4) zum Verschließen der Düse der Verschiebungsrichtung zur Reduzierung des Durchflusses entspricht.

4. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkonus (19) und die Steuerfläche (20) zwischen einer Eintritts öffnung (10) für die Flüssigkeit in den Düsenkörper einerseits und der äußern Schließfläche (17) andererseits angeordnet sind.

5. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkonus (19) und die Steuerfläche (20) im Bereich einer im Düsenkörper angeordneten Eintrittsöffnung (10) für die Flüssigkeit angeordnet ist.

6. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche (20) schräg zur Längsrichtung bzw. zur Nadelachse (A) orientiert ist und dass die korrespondierende Innenfläche (21 ) des inneren Ringkanals (6) schräg zur Längsrichtung (L) bzw. zur Nadelachse (A) oder parallel zu dieser orientiert ist.

7. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) als pneumatischer Antrieb ausgebildet ist, der einen an die Düsennadel (4) angeschlossenen Kolben (13) aufweist, der in einem Zylinder (14) geführt und mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist.

8. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (4), z.B. über den Kolben (13) in der Schließrichtung (S) kraftbeaufschlagt ist, z.B. mittels einer Schließfeder (15).

9. Mehrstoffdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für das Versprühen von Leim, wobei als Flüssigkeit ein flüssiger Leim und als Zerstäubungsmedium Luft oder Dampf verwendet werden, insbesondere in der Ausführungsform als Zweistoffdüse.

10. Beleimungsvorrichtung zum Beieimen von streufähigen Partikeln, insbe sondere von Holzfasern oder Holzspänen, mit einer Beleimungskammer, in welche die zu beleimenden Partikel einführbar sind oder durch welche die zu beleimenden Partikel hindurchführbar sind und mit einer oder mit mehreren in oder an der Beleimungskammer angeordneten Mehrstoffdüsen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei über die Mehrstoffdüsen die Partikel in der Kammer mit einem flüssigen Bindemittel besprühbar sind.

11. Beleimungsvorrichtung nach Anspruch 10 in der Ausführungsform als Beleimungsmischvorrichtung, mit einer trommelartig ausgebildeten Beleimungs kammer und einem oder mehreren in der Beleimungskammer rotierenden Mischwerkzeugen.

12. Beleimungsvorrichtung nach Anspruch 10, in der Ausführungsform als Blasleitungs-Beleimungsvorrichtung, mit einer die Beleimungskammer bilden den Blasleitung, an welche die Mehrstoffdüsen angeschlossen sind.

13. Beleimungsvorrichtung nach Anspruch 10 in der Ausführungsform als

Fallschacht-Beleimungsvorrichtung mit einer als Fallschacht ausgebildeten Beleimungskammer und mit mehreren an dem Fallschacht oder oberhalb des Fallschachtes angeordneten Mehrstoffdüsen.