WO1999010296A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schaumbildenden massen auf anorganischer basis - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schaumbildenden massen auf anorganischer basis Download PDF

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WO1999010296A2
WO1999010296A2 PCT/EP1998/005237 EP9805237W WO9910296A2 WO 1999010296 A2 WO1999010296 A2 WO 1999010296A2 EP 9805237 W EP9805237 W EP 9805237W WO 9910296 A2 WO9910296 A2 WO 9910296A2
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Gerhard Melcher
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Friatec Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7404—Mixing devices specially adapted for foamable substances
    • B29B7/7409—Mixing devices specially adapted for foamable substances with supply of gas
    • B29B7/7419—Mixing devices specially adapted for foamable substances with supply of gas with static or injector mixer elements
    • B29B7/7423—Mixing devices specially adapted for foamable substances with supply of gas with static or injector mixer elements preceded or followed by rotatable stirring device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/235—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids for making foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/29—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B01F23/291—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams for obtaining foams or aerosols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/38—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions wherein the mixing is effected both by the action of a fluid and by directly-acting driven mechanical means, e.g. stirring means ; Producing cellular concrete
    • B28C5/381—Producing cellular concrete

Definitions

  • Devices of this type are therefore generally suitable for all systems, when two components are mixed in precisely metered amounts regardless of whether the two components are organic or inorganic in nature or whether they form foams or not.
  • Systems of this type are generally recommended if two or more components are homogeneously mixed in less than 10 s, preferably 5 s or 1 s, and the mixed mass is applied to a base or into a cavity within seconds, after which it is reacted between the two components.
  • the setting times of the component mixtures range between 10 s and 10 min. or a maximum of 60 min., preferably between 20 s and 5 min., so that rapid and continuous mixing of the two components is necessary and inexpensive.
  • these devices which are preferably designed to be mobile, can also be attached in a stationary manner.
  • Their stationary use will certainly be advantageous if, for example, comparatively small amounts of foam are required in short periods of time and the installation of an expensive, continuous component production device is not justifiable.
  • the object of the invention is to describe a dosing method which is also suitable for aqueous suspensions which can contain abrasive substances and which can also be used on the spot and which allows an exact, widely continuous conveying and mixing of two or more components, which react to form a solid, especially a light material. This requirement must be met even if the corresponding component storage tanks are at a greater distance from the mixing unit.
  • an at least predominantly inorganic, foamed mass can be produced by rapidly mixing a first component (A) and a second component (B).
  • the first component (A) contains an acidic aqueous solution of predominantly polyvalent, preferably di- or tri-valent cations and phosphoric acid to form a phosphate, with 0.8 to 1.75 protons of the three-base phosphoric acid molecules being neutralized on average by the cations , in which solution one or more types of a granular, platelet or powdery filler are finely divided, a room temperature viscosity in the range from 2,000 mPa.s to 80,000 mPa.s, but preferably in the range from 6,500 mPa.s to 60,000 mPa .s, is advantageously adjusted by choosing the type, consistency and / or amount of the filler and / or its water content.
  • the second component (B) contains an oxide, hydroxide or a polyvalent salt of a weak acid as a hardener and also a blowing agent which may also partially act as a hardener, such as a carbonate, which develops a gas, preferably CO2, under curing conditions, the component (B) preferably pasted or in the form of an aqueous suspension and the duration of the gas development process (rise time) in the range from 3 s to 10 min, advantageously by choosing the type of consistency and / or amount of the blowing agent. but preferably in the range from 5 s to 5 min.
  • the prolonged setting process (setting time) advantageously by selecting the type, consistency and / or amount of the hardening substances, is set in the range from 10 s to 60 min, but preferably in the range from 20 s to 10 min.
  • the process according to the invention which can in particular be carried out in a mobile manner, produces predominantly inorganic foamed light materials with adjustable density and temperature resistance of 1,100 ° C. and above with pore sizes of 0.5 mm to 3 mm and larger.
  • The, in particular, but not exclusively, two aqueous components are preferably continuously and intensively mixed, the process parameters and the properties of the material produced being adjusted. It is crucial that the at least two components according to the invention are conveyed separately and / or independently of one another to the component mixing device, in particular continuously, and are discharged directly therefrom, in particular without further conduction or the like.
  • the system is divided into two sub-assemblies, the two sub-assemblies from the large storage tanks (2), which are led to the construction site by a truck (1), for example, by high-pressure pumps (3) through separate hose lines (through the first sub-assembly). 4) to a second sub-assembly, which carries out the metering of the components (5).
  • This sub-assembly consists, for example, of two or more smaller storage, pressure or dosing containers and is mobile or easily movable at the point where the foam is used.
  • Fig. 2 shows, for example, a mobile dosing device (5) on wheels with two containers (9), in which in addition to the dosing process, the mixing process of one component can be carried out.
  • the small mobile device consists of the components specified below.
  • the basic device is a mobile device which is preferably located on wheels, which is easy to bring to construction sites, for example by motor vehicles, and is easy to maneuver in appropriate rooms.
  • the two containers (9) for the two components, which can be subjected to pressures of 5 bar, 10 bar or more, can have a volume of 20, 30, 40, 50 and more liters.
  • These openings can either be separated from one another or, for example, in the form of two openings, which can take on several functions. All openings can be closed, according to a preferred embodiment there is a dispersing disc (12) in the containers, which is driven directly by a motor (17) or by appropriate devices from a central drive unit and preferably can be pulled upwards with the drive the piston zone is removable).
  • a floating piston (18) on the bottom, which can be moved by a pressure fluid.
  • the hydraulic fluid is conveyed from a hydraulic fluid container (19) through a metering pump (20), the metering pump (20) being controlled by a drive motor and a gear (21) or being driven at a fixed speed.
  • the two components are conveyed through the pressure fluids with the aid of the floating pistons (18) through separate hose lines (22) to a component mixing device (6), where they are processed by spraying or pouring.
  • the movement of the piston (18) can also be achieved by means of suitable mechanical devices, for example spindle.
  • a wash water container (23) is to be provided, from which wash water can be drawn into the containers (9) after the pressing process has ended by moving the piston (18) downwards via lines.
  • containers are advantageously used which have a piston which can be acted upon on both sides by a switching process with the component delivered under pressure.
  • the component pressed under pressure into the container presses the component mass on the other side of the piston out of the container to the mixing gun. If the entire component mass is expressed on one side, this process now takes place from the other piston side after a switching process. There is thus a simultaneous filling and squeezing process in the metering device in question.
  • the control and adjustment of the piston speeds in the two component containers, for example, required for the regulated mass flow of the components can be achieved by a regulating device, such as a metering valve, or by a mechanical device that regulates the coordinated piston speed in the containers, for example a spindle or a rod , which connects the pistons to each other.
  • a regulating device such as a metering valve
  • a mechanical device that regulates the coordinated piston speed in the containers for example a spindle or a rod , which connects the pistons to each other.
  • static mixers instead of a mixing gun (6), which enables further weight savings.
  • safety and control devices which, for example, apply pressure to the piston (18) or suck the pressure medium through the metering pumps in the individual positions of the piston (18) in the container (9), for example at the top or bottom dead center of the Container, regulate or allow or prevent the switching on of the dispersing disc (12) in the individual stages of the use of the device and the manufacturing process.
  • the manufacturing process of the inorganic foam from the two components takes place with the aid of a mixing and metering device according to FIG. 2 in the following way: 1. Introducing the liquid and solid raw materials into the container (9), optionally in a specific sequence with the dispersing disc (12) running.
  • washing water can be sucked in from a container (23) to be provided by moving the pistons (18) downwards or by washing water being filled into the container (9) in another way.
  • the squeeze lines (22) or dedicated lines are preferably used for this purpose. This is followed by a subsequent washing process for the containers (9), preferably using the dispersing disks (12).
  • the pistons (18) are pulled down using the suction-switched metering pumps (20) and the containers (9) can be filled again with the raw materials for the next mixing process.
  • the liquid and solid component components delivered in containers can only be filled into the component container (9) intended for them.
  • This can be achieved, for example, by the fact that the individual lid openings of the containers (9) have different threads and thread dimensions, onto which only appropriately dimensioned funnels can be screwed, and into which only very specific forms of solid containers (square or rectangular packages) are inserted and opened can.
  • Delivered liquid containers can also be provided with threads which can only be filled into the container (9) with the aid of intermediate hoses which are equipped with corresponding counter threads. It will also be beneficial to add additional differentiations, such as different labels and colors.
  • the foams produced in this way by mobile or stationary systems based on phosphate are suitable as inorganic foamed insulation materials, for example as they can be used for facades or also for interior insulation, or as fire protection compounds for fire protection bulkheads, backfill frame backfills, etc. or also For inorganic, high-temperature resistant lightweight material linings that can be applied on the spot.
  • the small device can, among other things, be made mobile in such a way that it is transported, for example, by a motor vehicle or even has wheels, or can be moved horizontally and vertically with the aid of a platform or a crane.
  • the amounts of components A and B can either be regulated in an arbitrarily adjustable volumetric ratio, for example A: B or for example B: A of 100: 5, or preferably 100: 15 to 100: 100, or it can be, for example, by the choice the container dimensions, in particular the container diameter, fixed mixing ratios are provided in one device.

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Abstract

Das Verfahren dient zur Herstellung von schaumbildenden Massen auf anorganischer Basis, insbesondere Phosphatbasis, die aus mindestens zwei wässrigen, überwiegend anorganischen Komponenten A und B gebildet werden. Das Verfahren soll dahingehen weitergebildet werden, daß eine exakte, in weitem Rahmen kontinuierliche Förderung und Mischung von zwei oder mehreren Komponenten ermöglicht wird, welche unter Bildung eines Feststoffes, insbesondere eines Leichtmaterials, reagieren. Es wird vorgeschlagen, daß die beiden Komponenten A und B jeweils getrennten Behältern (9) zugeführt oder in ihnen hergestellt werden, daß die beiden Komponenten A und B durch Leitungen zu einer Komponentenmischeinrichtung (6) kontinuierlich gefördert und in dieser innerhalb einer Zeit von wenigen Sekunden gemischt werden und daß die gemischte Masse innerhalb weniger Sekunden ausgebracht wird, wobei anchließend die Reaktion zwischen den beiden Komponenten A und B erfolgt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von schaumbildenden Massen auf anorganischer Basis
Stand der Technik
Die Herstellung von überwiegend anorganischen Schäumen auf Phosphatbasis ist im österreichischen Patent AT-B-400 840 beschrieben. Wesentlich für die Schaumeigenschaften ist die Genauigkeit der Dosierung der beiden überwiegend anorganischen, wäßrigen Komponenten. Dieser Aufgabenstellung eines mobilen Herstellungsverfan- rens und der Beschreibung von mobilen Geräten, welche in unterschiedlichen Mengen derartige Schäume produzieren können, widmet sich die vorliegende Erfindung. Derartige Schäume eignen sich aufgrund ihrer ausgezeichneten Temperaturbeständigkeit insbesondere für Dämmung, Brandschutz und hochtemperaturbeständige Auskleidungen. Durch eine Herstellung dieser Schäume mit Hilfe von mobiien Geräten, die leicht von Einsatzort zu Einsatzort gebracht werden können, wird das Einsatzgebiet derselben wesentlich vergrößert, insbesondere auch deshalb, da neben eines Gießauftrages auch ein großflächiger Sprühauftrag mit Hilfe einer Sprühαüse möglich ist. Stationäre technische Verfahren und Anlagen werden in der gieicnzeitig eingereichten Patentanmeldung "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von bevorzugt plattenförmigen Formkörpem aus überwiegend anorganischem Schaum" beschrieben.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-31 17 014 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines insbesondere chemisch reaktionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei Kunststoffkomponenten bekannt, welche unter hohem Druck und im Gegenstrom in eine Mischkammer eingebracht, vermischt und mittels eines Steuerkolbens ausgebracht werden, wobei ein in die Mischkammer ein- und ausfahrbares RührwerK vorgesehen ist. Es wird eine mechanische Nachvermischung in Kombination mit der Hochdruck-Gegenstrom-Vermischung durchgeführt. Mittels des Rührwerkes soll eine intensive Nachvermischung des Kunststoff-Gemisches und somit eine Verkürzung der Reaktionszeit erzielt werden. Zur Verarbeitung von schnellreagierendeπ Komponenten ist diese Vorrichtung in der Praxis nicht geeignet. Desweiteren ist aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-31 43 298 ein Verfahren zur Herstellung eines anorganischen Schaumstoffes aus einem tertiären Metallphosphat, einer Monoaluminiumphosphat enthaltenden Lösung und einem Blähmittel bekannt, wobei aus den im dortigen Patentanspruch 1 angegebenen Stoffen unter vorgegebener Bemessung des Blähmittels eine Reaktionsmischung gebildet wird. Dies erfolgt in einem geeigneten Reaktionsgefäß und das aufschäumende Gemisch wird nachfolgend in eine Form gefüllt. Es handelt sich hierbei um ein langsames Einkomponentensystem. Rasch reagierende Komponenten würden bereits innerhalb der Mischvorrichtung reagieren und schäumen, wodurch ein ordnungsgemäßer Austrag der Mischung auf eine Unterlage oder in eine Form nicht möglich wäre.
Da eine exakte Dosierung, beispielsweise in einem Mischverhältnis von A:3 = 100:15,8, von zwei hochviskosen, feststoffhaltigen Suspensionen, welche beispielsweise grobkörnige abrasive Stoffe mit bis zu 1 ,0 mm Teiichengröße enthalten können, notwendig ist, hat man Schwierigkeiten mit herkömmlichen Dosierpumpen. Die Feststoffe bedingen bei Verwendung von Zahnrad- oder Verdrängerkolbenpumpen einen relativ großen Spalt zwischen den Förderelementen und der Gehäusewand, so daß nicht kalkulierbare Förderveriuste und eine ungenaue Dosierung der Komponenten resultieren. Weiters sind wegen der üblicherweise zu verwendenden hohen Viskositäten Schlauchpumpen nicht geeignet, da sich durch das beim Ansaugen der Komponente entstehende Vakuum die Schläuche zusammenziehen und es zu keiner- Förderung mehr kommen kann.
Wird es für Großeinsätze, wie es für viele Anwendungen von Brandschutz und Dämmung notwendig ist, erforderlich oder günstig, große Mengen über iange Wege (zum Beispiel in einem Hochhaus) zu fördern, so ist es selbst bei theoretisch exaktester Pumpenförderung wegen der Pulsationen durch die langen Schlauchleitungen nicht möglich, eine exakte und gleichmäßige Dosierung zu erzielen. In diesen Fällen ist zusätzlich wegen der großen Viskositäten der Suspensionen (2000 bis 80000 mPa.s, günstigerweise 5000 bis 60000 mPa.s, bevorzugt 6500 bis 30000 mPa.s) und den daraus resultierenden Druckverlusten mit sehr hohen Drücken (150 bar, 250 bar und darüber) zu arbeiten.
Derartige Geräte, wie sie hier gefordert werden, werden sich daher allgemein für alle Systeme eignen, bei weichen zwei Komponenten exakt dosiert zusammengemischt werden müssen, gleichgültig ob die beiden Komponenten organischer oder anorganischer Natur oder ob sie Schäume bilden oder nicht schäumen. Generell werden sich derartige Anlagen empfehlen, wenn zwei oder mehr Komponenten in weniger als 10 s, bevorzugt 5 s oder 1 s, homogen gemischt werden und die gemischte Masse innerhalb von Sekunden auf eine Unterlage oder in einen Hohlraum aufgebracht wird, wobei es anschließend durch Reaktion zwischen den beiden Komponenten zur Abbindung kommt. Die Abbindezeiten der Komponentenmischungen bewegen sich zwischen 10 s und 10 min. oder maximal 60 min., bevorzugt zwischen 20 s und 5 min., so daß eine rasche und kontinuierliche Durchmischung der beiden Komponenten erforderlich und günstig ist.
Diese Geräte, welche bevorzugt mobil ausgeführt sein werden, können jedoch auch ortsfest angebracht sein. Ihr ortsfester Einsatz wird durchaus vorteilhaft sein, wenn beispielsweise vergleichsweise kleine Schaummengen in kurzen Zeitabschnitten benötigt werden und die Aufstellung einer teuren kontinuierlichen Komponentenher- steiiungseinrichtung nicht vertretbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein auch für wässrige Suspensionen, welche abrassive Stoffe enthalten können, geeignetes, auch mobil an Ort und Stelle anwendbares Dosierverfahren zu beschreiben, welches eine exakte, in weitem Rahmen kontinuierliche Förderung und Mischung von zwei oder mehreren Komponenten gestattet, welche unter Bildung eines Feststoffes, insbesondere eines Leichtmateria- les reagieren. Diese Forderung muß selbst dann erfüllt werden, wenn sich die entsprechenden Komponentenlagertanks in größerer Entfernung vom Mischaggregat befinden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt für das Verfahren gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und für die Vorrichtung gemäß den im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmalen.
Es wurde gefunden, daß die Problemstellung der genauen Dosierung von anorganischen Suspensionen erfindungsgemäß in vorteilhafter Art und Weise durch Arbeiten mit Dosiereinrichtungen, in welchen sich Kolben befinden, welche vorteilhafterweise durch ein Zwischenkreislaufmedium, welches gut dosierbar ist oder durch eine entsprechende Vorrichtung, welche eine exakte Bewegung des Kolbens erlaubt, beispielsweise eine Spindel, gelöst werden kann. In vorteilhafter Weise ist es bei Kleinanlagen günstig, daß in der Dosiereinrichtung zugleich der Mischprozeß der Komponenten erfolgt. In diesem Fall sind entsprechende bewegliche Mischaggregate vorzusehen, die den nachfolgenden Auspreßprozeß durch die Kolben nicht behindern. Bei Großaniagen wird eine derartige Vorrichtung nicht zweckmäßig sein, sondern man wird die homogen gemischten Komponenten in die Dosiereinrichtung über Hochddruckieitungen pumpen und, da keine weitere Homogenisierung der Komponenten mehr notwendig ist, dosiert auspressen. Die Mengen der Komponenten sind auf die jeweiligen Anwendungsfälle abzustimmen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere eine zumindest überwiegend anorganische, geschäumte Masse durch rasche Vermischung einer ersten Komponente (A) und einer zweiten Komponente (B) hergestellt werden. Die erste Komponente (A) enthält eine saure wässrige Lösung von überwiegend mehrwertigen, bevorzugt zwei- oder dreiwertigen Kationen und Phosphorsäure zur Bildung eines Phosphates, wobei jeweils im Mittel 0,8 bis 1 ,75 Protonen der dreibasigen Phosphor- säuremoieküle durch die Kationen neutralisiert sind, in welcher Lösung ein oder mehrere Arten eines körnigen, plättchen- oder pulverförmigen Füllstoffes fein verteilt sind, wobei eine Raumtemperatur-Viskosität im Bereich von 2.000 mPa.s bis 80.000 mPa.s, bevorzugt aber im Bereich von 6.500 mPa.s bis 60.000 mPa.s, vorteilhaft durch Wahl von Art, Konsistenz und/oder Menge des Füllstoffes und/oder ihres Wassergehaltes, eingestellt wird. Die zweite Komponente (B) enthält ein Oxid, Hydroxid oder ein mehrwertiges Salz einer schwachen Säure als Härter und ferner ein ggf. teilweise auch als Härter wirkendes Treibmittel, wie ein Carbonat, das unter Härtungsbedingungen ein Gas, bevorzugt CO2, entwickelt, wobei die Komponente (B) bevorzugt angeteigt oder als wässrige Suspension vorliegt und wobei, vorteilhaft durch Wahl von Art. Konsistenz und/oder Menge des Treibmittels, die Dauer des Gasentwicklungsprozesses (Steigzeit) im Bereich von 3 s bis 10 min. bevorzugt aber im Bereich von 5 s bis 5 min. und der iängerdauernde Abbindeprozeß (Abbindezeit), vorteilhaft durch Wahl von Art, Konsistenz und/oder Menge der härtenden Substanzen, im Bereich von 10 s bis 60 min, bevorzugt aber im Bereich von 20 s bis 10 min, eingestellt wird. Durch Einbringen der Mischung aus den Komponenten (A) und (B) in einen Raum oder auf einer Unterlage findet in dem Raum oder auf der Unterlage das Schäumen und Abbinden der gemischten Masse statt.
Nach dem erfindungsgemäßen, insbesondere mobil durchführbaren Verfahren werden überwiegend anorganische geschäumte Leichtmaterialien mit einstellbarer Dichte und Temperaturbeständigkeit von 1.100° C und darüber mit Porengrößen von 0,5 mm bis 3 mm und größer hergestellt. Die insbesondere aber nicht ausschließlich zwei wässrigen Komponenten werden bevorzugt kontinuierlich intensiv gemischt, wobei die Prozeßparameter und die Eigenschaften des hergestellten Materials eingestellt werden. Es ist entscheidend, daß die wenigstens zwei Komponenten erfindungsgemäß getrennt und/oder unabhängig voneinander zu der Kompenentenmischvor- richtung, insbesondere kontinuierlich gefördert werden und unmittelbar, insbesondere ohne weitere Leitung oder dergleichen, aus diser ausgebracht werden.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine mobile Vorrichtung oder Großanlage, bei weicher größere Distanzen zwischen den Lagerbehältern der Komponenten (2), welche Volumina von 1 oder 5 oder 10 und mehr Kubikmetern umfassen können, und der Komponentenmischein- richtung (6) zu überbrücken sind. Hier wird erfindungsgemäß eine Teilung der Anlage in zwei Teilaggregate durchgeführt, wobei durch das erste Teilaggregat die beiden Komponenten von den Großlagertanks (2), welche beispielsweise durch einen Lastwagen (1) auf die Baustelle geführt werden, durch Hochdruckpumpen (3) durch getrennte Schlauchleitungen (4) zu einem zweiten Teilaggregat, welches die Dosierung der Komponenten durchführt (5), gefördert werden. Dieses Teilaggregat besteht beispielsweise aus zwei oder mehreren kleineren Vorrats-, Druck- oder Dosierbehältern und befindet sich mobil oder leicht bewegbar an der Stelle der Schaumverwendung.
Fig. 2 zeigt beispielsweise ein mobiles Dosiergerät (5) auf Rädern mit zwei Behältern (9), in welchen neben dem Dosierprozeß auch der Mischprozeß jeweils einer Komponente durchgeführt werden kann.
Das mobile Kleingerät besteht, wie in Fig. 2 für eine Ausführung beispielsweise dargelegt, aus den im folgenden angegebenen Bauteilen. Das Basisgerät ist eine in bevorzugter Weise auf Rädern befindliche mobile Einrichtung, welches leicht auf Baustellen, beispielsweise durch Kraftfahrzeuge, zu bringen ist und in entsprechenden Räumlichkeiten gut manövrierbar ist. Auf diesem Gerät befindet sich ein Gerüst (7), welches zur Befestigung diverser Teile, zum Beispiel des Steuerungspultes (8), der Dosierpumpen (15), etc. dient. Die zwei Behälter (9) für die beiden Komponenten, welche mit Drücken von 5 bar, 10 bar oder mehr beaufschlagbar sind, können Fassungsvolumen von 20, 30, 40, 50 und mehr Litern besitzen. Die Deckel (10), welche zum Öffnen oder Abnehmen eingerichtet sind, besitzen Abdichtungsvorrichtungen zur Dispergierscheibenwelle (1 1) oder zur Dispergierscheibe (12), um einen Druckaufbau im Behälter (9) zu ermöglichen, und verschließbare Einfüllöffnungen für die Zugabe von festen und flüssigen Rohstoffen (13), Entlüftungsöffnungen (14), Waschwasseröffnungen (15) und Auspreßöffnungen für die fertig gemischten Komponenten (16). Diese Öffnungen können entweder einzeln voneinander getrennt oder beispielsweise in Form von zwei Öffnungen, welche mehrere Funktionen übernehmen können, vorliegen. Alle Öffnungen sind verschließbar, in den Behältern befindet sich einer bevorzugten Ausführung zufolge eine Dispergierscheibe (12), welche direkt durch einen Motor (17) oder durch entsprechende Vorrichtungen von einem zentralen Antriebsaggregat aus, angetrieben wird und bevorzugt mit dem Antrieb nach oben ziehbar (aus der Kolbenzone entfernbar) ist. In dem Druckgefäß (9) befindet sich weiters am Boden ein schwimmender Kolben (18), weicher durch eine Druckfiüssigkeit bewegt werden kann. Die Druckflüssigkeit wird aus einem Druckflüssigkeitsbehäiter (19) durch eine Dosierpume (20) gefördert, wobei die Dosierpumpe (20) durch einen Antriebsmotor und ein Getriebe (21 ) regelbar oder mit fest eingestellter Drehzahl angetrieben wird. Die beiden Komponenten werden durch die Druckflüssigkeiten mit Hilfe der schwimmenden Kolben (18) durch separate Schlauchleitungen (22) zu einer Komponentenmischvor- richtung (6) gefördert und dort im Sprüh- oder Gießverfahren verarbeitet. Die Bewegung des Kolbens (18) ist auch durch geeignete mechanische Vorrichtungen, beispielsweise Spindein, zu erzielen. Gegebenenfalls ist ein Waschwasserbehälter (23) vorzusehen, aus welchem in die Behälter (9) nach Beendigung des Auspreßprozesses durch Bewegung des Kolbens (18) nach unten über Leitungen Waschwasser angesaugt werden kann.
Verwendet man diese Kleingeräte in Verbindung mit der Großaniage (Fig. 1), so empfiehlt es sich, je zwei Behälter (9) für eine Komponente vorzusehen, wovon eine während des Arbeitsprozesses gefüllt und eine entleert wird. Man hat damit den Vorteil, durch alternatives Umschalten der beiden für eine Komponente verwendeten Behälter eine auch über längere Zeiträume gewährleistete kontinuierliche Förderung zur Mischpistole (6) zu bekommen.
in vorteilhafter Weise verwendet man, wenn die Anlieferung von fertig gemischten Komponenten unter Druck an das zweite Teiiaggregat erfoigt, Behälter, die einen Kolben besitzen, welcher durch einen Umschaltprozeß beidseitig mit der unter Druck angelieferten Komponente beaufschlagt werden kann. Hier drückt die unter Druck in den Behälter gepreßte Komponente die auf der anderen Kolbenseite befindliche Komponentenmasse aus dem Behälter zur Mischpistole. Ist die gesamte Komponentenmasse auf der einen Seite ausgedrückt, so erfolgt nach einem Umschaitvorgang dieser Vorgang nun von der anderen Kolbenseite. Es kommt somit zu einem gleichzeitigen Füll- und Auspreßprozeß in der betreffenden Dosiereinrichtung. Die für den geregelten Massefluß der Komponenten nötige Steuerung und Abstimmung der Kolbengeschwindigkeiten in den beispielsweise zwei Komponentenbehältern kann durch eine Regeivorrichtung, wie beispielsweise ein Dosierventil, oder durch eine mechanische Vorrichtung, welche die aufeinander abgestimmte Kolbengeschwindigkeit in den Behältern regelt, beispielsweise eine Spindel oder eine Stange, welche die Kolben miteinander verbindet, erfolgen. Man erhält dadurch ein, im Vergleich zum ursprüglich beschriebenen Gerät, leichteres Dosiergerät. Weiters empfiehlt sich der Einsatz von statischen Mischern anstelle einer Mischpistole (6), wodurch eine weitere Gewichtseinsparung ermöglicht wird.
Weiters empfiehlt es sich Sicherheits- und Steuerungsvorrichtungen vorzusehen, welche beispielsweise die Durckaufbringung auf den Kolben (18) oder das Ansaugen des Druckmediums durch die Dosierpumpen in den einzelnen Lagen des Kolbens (18) im Behälter (9), beispielsweise im oberen oder unteren Totpunkt des Behälters, regeln oder die Einschaltmögiichkeiten der Dispergierscheibe (12) in den einzelnen Stadien der Verwendung des Gerätes und des Fertigungsprozesses gestatten oder verhindern.
Der Fertigungsprozeß des anorganischen Schaumes aus den beiden Komponenten geschieht mit Hilfe einer Misch- und Dosiervorrichtung gemäß Fig. 2 auf folgende Art und Weise: 1. Einbringen der flüssigen und festen Rohstoffe in die Behäiter (9), gegebenenfalls in einer bestimmten Reihenfolge bei laufender Dispergierscheibe (12).
2. Homogenisierung der Rohstoffe zu den Komponenten in den Behältern (9), beispielsweise mit Hilfe einer Dispergierscheibe (12).
3. Vorbereiten der Behälter für den Auspreßprozeß, beispielsweise durch Entfernen der Dispergierscheiben (12) aus den Behältern (9) und Aufbringen eines neuen Deckels mit einer Auspreßöffnung oder durch ein Fixieren der Dispergierscheiben (12) unterhalb des Deckels, so daß sie im Auspreßprozeß die Kolbenbewegung nicht stören und zugleich durch Dichtflächen zum Deckel eine Abdichtung der Welle der Dispergierscheibe bewirken.
4. Entlüften der beiden Behälter (9) durch die Entluftungsoffnungen (14) oder die Auspreßöffnung (16), indem die Koiben (18) so lange nach oben bewegt werden, bis die Komponenten die Behälter (9) vollständig füllen.
5. Auspressen der beiden Komponenten in definierten Mischungsverhältnissen durch die Auspreßleitungen (22) durch ein Bewegen der Koiben (18) nach oben, wobei bevorzugt Mengen von 10 g/s bis 50 g/s an Einzelkomponente ausgepreßt werden.
6. Vermischen der Komponenten in der Komponentenmischkammer (6) oder im statischen Mischer und Gießen oder Sprühen des entstehenden Schaumes in Hohlräumen oder auf Flächen von Hand aus oder mit Hilfe von automatischen Einrichtungen.
7. Nach Beendigung des Auspreßprozesses kann ein Ansaugen von Waschwasser aus einem bereitzustellenden Behälter (23) durch Bewegung der Kolben (18) nach unten erfolgen oder indem auf andere Art und Weise Waschwasser in die Behälter (9) eingefüllt wird. Dazu werden bevorzugt die Auspreßleitungen (22) oder eigene Leitungen verwendet. Danach erfolgt ein anschließender Waschprozeß der Behälter (9), bevorzugt unter Verwendung der Dispergierscheiben (12).
8. Auspressen des Waschwassers durch die Schlauchleitungen (22) und Reinigung derselben und gegebenenfalls ein nachträgliches Ausblasen der Wasserreste mit Hilfe von Preßluft.
9. Die Kolben (18) werden nach Auspressen des Waschwassers mit Hilfe der saugend geschalteten Dosierpumpen (20) nach unten gezogen und die Behälter (9) können wieder mit den Rohstoffen für den nächsten Mischprozeß gefüllt werden.
Es ist weiters wesentlich, daß zum Beispiel bei Einsatz der Kleingeräte auf Baustellen, die in Gebinden angelieferten flüssigen und festen Komponentenbestandteile nur in den für sie bestimmten Komponentenbehälter (9) eingefüllt werden können. Dies ist beispielsweise dadurch erzielbar, daß die einzelnen Deckelöffnungen der Behälter (9) unterschiedliche Gewinde und Gewindedimensionen besitzen, auf welche nur entsprechend dimensionierte Trichter aufgeschraubt werden können, und in welche nur ganz bestimmte Formen der Feststoffgebinde (quadratische oder rechteckige Pakete) eingesetzt und geöffnet werden können. Angelieferte Flüssigkeitsbehälter können ebenfalls mit Gewinden versehen sein, die nur mit Hilfe von Zwischenschläuchen, die mit entsprechenden Gegengewinden ausgestattet sind, in die Behäiter (9) eingefüllt werden können. Es wird weiters günstig sein zusätzliche Differenzierungen, wie unterschiedliche Beschriftungen und Farben, anzubringen.
Die auf diese Art und Weise durch mobile oder auch ortsfest angewandten Anlagen auf Phosphatbasis hergestellten Schäume eignen sich als anorganische geschäumte Dämmstoffe, beispielsweise wie sie für Fassaden oder auch für Innenraumisoiierun- gen eingesetzt werden können oder als Brandschutzmassen für Brandschutzabschottungen, Branschutztürzargenhinterfüllungen, etc. oder auch für anorganische, hoch- temperaturfeste Leichtmateriaiauskleidungen, welche an Ort und Stelle aufgebracht werden können. Das Kleingerät kann unter anderem in der Weise mobil gemacht werden, daß es beispielsweise mit einem Kraftfahrzeug transportiert wird oder selbst Räder besitzt oder mit Hilfe einer Bühne oder eines Kranes horizontal und vertikal verfahren werden kann.
Der Einsatz als Brandschutzmaterial erfordert, wegen der notwendigen Dichten des geschäumten Materiaies von 0,3 bis 0,7 g/cm3 eine Ausbringung von großen Mengen. Auch für den Einsatz als Dämmstoff empfiehlt es sich in vieien Fällen mit großen Mengen zu arbeiten, so daß man neben etwaigen Kleinanwendungen, für welche Behältervolumina von 5, 10 und 20 Litern vorteilhaft sein werden, für größere technische Anwendungen Komponentenbehälter mit dem Fassungsvolumen von 30, 50, 70 oder mehr Litern verwenden wird oder mit Großanlagen arbeiten wird.
In analoger Weise zu der hier beschriebenen Verwendung von zwei Komponenten mit zwei Misch- und Dosiereinrichtungen ist ein Arbeiten mit mehreren Komponenten, beispielsweise drei Komponenten, und einer entsprechenden Anzahl von Misch- und Dosiereinrichtungen möglich. In all diesen Fällen können pneumatische, elektrische oder hydraulische Antriebsarten verwendet werden.
Die Mengen der Komponenten A und B sind entweder in einem beliebig einstellbaren volu metrischen Verhältnis, beispielsweise A:B oder beispielsweise B:A von 100:5, oder bevorzugt 100:15 bis 100:100, regelbar oder es werden, beispielsweise durch die Wahl der Behälterdimensionen, insbesondere des Behäiterdurchmessers, fest eingestellte Mischungsverhältnisse in einem Gerät vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von schaumbildenden Massen, auf anorganischer Basis, insbesondere Phosphatbasis, die aus mindestens zwei wäßrigen, überwiegend anorganischen Komponenten A und B gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten A und B jeweils getrennten
Behältern (9) zugeführt oder in ihnen hergestellt werden, daß die beiden Komponenten A und B durch Leitungen zu einer Komponentenmisch- einrichtung (6) kontinuierlich gefördert und in dieser innerhalb einer Zeit von wenigen
Sekunden gemischt werden und daß die gemischte Masse innerhalb weniger Sekunden ausgebracht wird, wobei anschließend die Reaktion zwischen den beiden Komponenten A und B erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten A und B innerhalb von weniger als 1 s, 5 s oder 10 s homogen gemischt werden und die gemischte Masse innerhalb von Sekunden auf eine Unterlage oder in einen Hohlraum gebracht wird, wobei es anschließend durch Reaktion zwischen den beiden Komponenten zur Abbindung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 aus zwei wäßrigen Komponenten, die sich innerhalb einer Zeit von 10 s bis 10 min oder maximal 60 min, bevorzugt aber im Bereich von 20 s bis 5 min, verfestigen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten A und B jeweils getrennt in einem Behälter (9) gemischt werden und daß die Komponenten aus dem Behälter (9) der Komponentenmeßeinrichtung (6) zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem statt zwei Komponenten drei oder mehr Komponenten verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer mobilen Vorrichtung durchgeführt wird.
7. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Behälter (9) vorgesehen sind, welche durch ein Medium beaufschlagte schwimmende Kolben (18) besitzen und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die einen Mischprozeß der Komponenten in den Behältern (9) gestatten.
8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Behälter (9) vorgesehen sind, deren Kolben durch genau steuerbare Vorrichtungen bewegt werden können, und daß Vorrichtungen vorgesehen sind, die einen Mischprozeß der Komponenten in den Behältern (9) gestatten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der schwimmenden Kolben auf andere Art und Weise definiert bewegte Koiben, beispielsweise mit Hilfe von mechanischen Vorrichtungen wie Spindeln, verwendet werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Mischprozeß vorgesehenen Vorrichtungen Dispergierscheiben (12) sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergierscheiben (12) nach dem Mischprozeß aus dem Behälter (9) entfernbar oder in der Weise fixierbar sind, beispielsweise durch Ziehen an dem Deckel des Behälters (9), daß nachfolgend das Ausdrücken der Komponenten aus dem Behälter (9) mit Hilfe von schwimmenden Kolben (18) ermöglicht wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen vorgesehen sind, durch welche die Komponenten zu rasch und intensiv homogenisierenden Mischeinrichtungen förderbar sind, an welche Mittel angeschlossen sind, um die gemischte Masse innerhalb von Sekunden auf eine Unterlage oder in einen Hohlraum zu bringen, wobei es anschließend durch Reaktion zwischen den beiden Komponenten zur Abbindung kommt.
13. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung der an der mobilen Vorrichtung befindlichen Geräte pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebsarten verwendet werden.
14. Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gerät in Teiiaggregaten vorliegt, wobei das erste Teiiaggregat (Fig. 1) eine Förderung von mindestens zwei fertig gemischten Komponenten auch über längere Distanzen durch Leitungen (4) gewährleistet und ein zweites Teilaggregat (Fig. 2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eine exakte Dosierung der Komponenten und eine Förderung zu einem Komponentenmischaggregat (6) ermöglicht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Teilaggregat Behälter (9) mit Kolben angeordnet sind, wobei als Druckmedium die in dem betreffenden Behäiter (9) geförderte Komponente eingesetzt wird, wobei insbesondere durch Umschalten des Förderstromes von einer Seite des schwimmenden Kolbens auf die andere jeweils zu einem gleichzeitigen Füll- und Auspreßprozeß in der betreffenden Dosiereinrichtung erreicht wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum dosierten und aufeinander abgestimmten Auspressen der Komponenten Kolben vorgesehen sind, welche entweder mit Hilfe mechanischer Vorrichtungen, beispielsweise durch Spindeln oder Stangen, oder durch eine Mengenregelung der ausgepreßten Komponente, beispielsweise durch ein Dosierventil, betätigbar sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen der Komponenten A und B oder der Komponenten B und A in einem beliebig einsteilbaren volumetrischem Verhältnis von 5:100, bevorzugt 15:100 bis 100:100 regelbar sind oder es sich um fest eingestellte Mischungsverhältnisse handelt.
18. Vorrichtung für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Mischkopf ein statischer Mischkopf oder eine Mischkammer mit einem angetriebenen Mischaggregat ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie mobil ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie beispielsweise mit einem Kraftfahrzeug transportierbar ist oder auf Rädern angeordnet ist oder mit Hilfe einer Bühne horizontal und vertikal verfahrbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung durch eine Regelung der ausgepreßten Mengen, beispielsweise ein Dosierventil, oder durch eine Regelung der Kolbengeschwindigkeit, beispielsweise durch eine Gleichschaltung der beiden Kolben durch eine mechanische Verbindung und eine Einstellung des fix eingestellten Mischverhältnisses durch die Kolbengröße, erfolgt.
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