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Verfahron zur völligen Durchmischung von flüssigkeiten sowie Minchkopf
und Anlage zur Durchführung dieses Verhahrons.
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Die vorgliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen
Mischkopf zur vollkommenen Durchmischung eines gro#en Teiles oder eines Bruchteiles
einer Primärflüssigkeit, insbesondere eines Rarzes, mit einem kleinen Teil oder
einem Bruchteil einer Sekundärflüssigkeit, insbesondere eines Katalysators und die
Erfindung bezieht sich ebenfalls au£ ne Zersp#ühanlage, insbesonders eine Anlage
zum Zersprühen eines Gemisches aus einem Harz und einem Katalysator, urfassend eine
Sprühpistole, eine Harzquelle, eine Katalysatoquele sowie eine vorrichtung zuin
durchmischen und Anliefern des Harzes
und des Katalysators aa die
Sprühpistole.
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Verwendet man Harze beispielsweiso zur Herstellung von blättrigen
Strukturen oder Überzügen, so ist nur eine geringe Menge eines Ka#alysatere notwendig.
Der verwendete Katalysator mu# dennoch sehr gonau dosiert und gleichmä#ig mit dem
Harz vermischt sein. Ist mänlich die Katalysatormenge unzureichand, härtet das Hars
nicht sus, oder es ist für das Aushärten eine übezaus lange Zeit notwendig. Verwendet
man andererseits sino zu gro#e Menge Katalysator, dann erhärtet da Harz zu schnel,
rei#t oder verformt sich beim Aushärten.
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Zur Zersprühung eines Gemisches aus Harz und einem Katalysator hat
man bisher im sllgeneinen ein System mit unter Druck stehendem Vorratsbehälter verwendet
In diesem Fall werden getrennte Behälter für das harz und den Katalysator mittels
Druckluft unter Druck gehalten. Das Harz und der Katalysator wrden dann in von Duchflu#mengenreglern
gesteuetten Durchflu#megender Sprühpistole zugeleitet.
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Dieses System hat dell Nachteil, daß ihm selbst bei häufigen Einstellugngen
die notwendige Genauigkeit fehlt. Daher ist man dazu übergegangen, eine Menge eines
Katalysators zu verwenden, die grö#er ist als das mögliche Minimum, um
das
Vorhandensein einer ausrichenden Mee in allen Harzteilen sicherzustellen. Wegen
der Ungensuigkeit des Systems wird der Katalysator häufig mit einem Verdünnungsmittel
(diluant) gestreckt, oder man verwendet manchmal einen Beschleuniger mit einem Feil
des Ilarzes und den Katalysator mit einem anderen Teil des Harzes. In beiden Fällen
wird der Katalysator mit einer anderen Substanz verwendet, so da# das gewählte Proportionalitätsverhältnis
niegrig sein kann. Auf diese Weise liegt die Proportion trotz der Ungenauigkeiten
ausreichend nahe bei dem Sollwert. um als zufriedenstellend betrachtet zu werden.
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So verwendet man s.B. ein Verhältnis von 3/1, wenn das Harz -mit dem
Katalysator und dem Verdünnungsmittel gemischt wird oder wenn der Beschleuniger
gemischt wird mit einem Teil des Harzes und der Katalysator mit dem anderen Teil.
Bei einem solchen Verhältnis ist selbst eine Abweichung von mehr als 5 %nicht schwerwiegend.
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Neben der Verwendung einer überroßen Menge Katalysator weist das
obige system och weitere Nachteile auf.
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Wenn man relativ gro#ed Mischungsverhältnisse von Harz und Katalysator
verwendet, dann mischen sich diese im allgemeinen hinter der Sprühdüse der Sprühpistole,
wodurch es
oft zu einer unzureichenden Durchischung der Bestandteile
kommt, die auf die Flächo auftrefron, gegen die sie geschleudert werden. Dadurch
kommt as entgeder nicht zu einer richtigen Aushörtung oder as mu# eine noch grö#ere
Menge Katalysaor vorwendet we#dea. Ver@@@det nan daröber hinaus den Katalysator
mit einer Toilmenge @srz, dann argibt sich eine rlativ kurze Konservierungs@auer,
se da# öfter kleine Mengen des Gemisches zubersitet werdet müssz@, un sicher zu
sein, da# man sie zur gewnschten #sit verwenden kann.
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Der vorliegenden Erfindan. @@ gt lie Aufale ZU grunde, zur Ausräumung
diese Nac@@@@@e ein Verfahren eingangs beschriebaner Art und @@@@@@@@ gen zur Durchführung
des Verfabrens zu schuffen. @as e@@@t@@ungsgenä#e Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
@a# @ @ @ e. Primärflüscigkeit entalng eines vorgegebenen @@g@@ @@@@@, da# @@@ diese
Primärflüssigkeit in eine gewisse @@@@@@@ von Teilströ@en unterteilt, die sich in
derselon Pie d @@ fortbewsgen wie die flüssigkeit in lem genan te@ @@, da# mun die
@ekundärflüssigkeit entlaung eines vorgeges @@@ Weges führt, da# man diese Sekundärflössigkeit
in eine @@@sse Ansahl von Teilstömen unterteilt, da# man @oden Te@@trom der Se@undärflüssigkeit
mit einem Teilstrom da# @@inä@flüssigkeit zusammenführt, und daß min schlieflich
@lle so aus der @rimär-und
Sekundärflüssigkeit gebildeten Teil
ströme wieder zusammenführt.
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Zur Behebung der oben aufgezeigten Mängel bringt die Erfindung auch
einen Mischkopf zur Durchführung des erfindungsgemä#eh Verfahreus in Vorschlag,
der' dadurch gekennzeichnet ist, da# er einen ersten Einlauf zur Einleitung eines
Pri@ärfluids von einer ersten Quelle her, einen zweiten Einlauf zur Einleitung eines
Sekundärfluids von einer zweiten Quelle her, eine zentrale Kammer, den ersten Einlauf
und die zetral Kammor vorbindende Kanäle, ein mit der zentralen Kammer kommunizierendes
Mischorgan, eine Auslaufkammer auf der der zeutralen Kammer entgegengesetzten Seite
des Mischorgans sowie eine mit der Auslaufkammer in Verbindung stehende Absträmvorrichtung
aufweist, daß das Mischorgan von Kanälen durchdrungen ist, welche die zentrale kammer
mit der Auslaufkammer verbinden, und daß das Mischorgan zusätzliche Kanäle aufweist,
die die Sekundärflüssigkeit den erstgenannten Kanälen zuleiten, sowie Kanäle, welche
den zweiten Einlauf und die zusätzlichen Kanäle des Mischorgans verbinden.
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Die Erfindung umfaßt auch eine Zersprühanlage, welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß eine Vorrichtung zum Durchmischen und Weiterleiten des Harzes und des Katalysators
einen
Mischkopf aufweist, der mit der Sprühpistole kommuniziert, ferner eine erste Pumpe,
Zulieferungsmittel zur Anlieferung des harzes von der Quelle an diese Pumpe, Leitungsmittel
zur Weiterleitung des harzes von der genanten Pumpe an den Mischkopf, eine zweite
Pumpe Zulleferungsmittel zur Anlieferung das Katsl#sators von der Quelle an diese
zweite Pumpe, so@ie Leitungsmittel zur Weiterleitung des Katalysators von dieser
zweiten Fumpe an den Mischkopf, da# der #ischkopf eine Vorrichtung zur durchmischugn
des Harzes und des Katalysators besitzt und da# schlie#lich ein einsiger Antrieb
für die erste und zweite Pumpe vorgeschen ist. Mit einer Zersprühanlage gemä# der
Erfindung ist es möglich, genaus Mischungen selbst mit einem Mischungsverhältnis
von 1 100/1 von Harz und Katalysator herzustellen. Trotz dieser gro#en Mischungsverhältnisse
ist es nicht nötig, den Ketalysator zu verdünnen oder das, Harz in mehrere Teilmengen
zu unterteilen. Eine häufige Noueinatellung der Desierungsvorrichtung ist ebenfalls
nicht notwendig, wodurch die Anlaufzeit An Anlage wesentlich herabgesetzt wird.
Es ist offensjchtlich, daß dadurch Verdünnungsmittel einespart werden und da glelchzeitig
die Aufbewahrungsdauer (duree de conservation) der stoffe wesentlich verlängert
wird.
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Eine weitere Besonderhait der Zersprühanlage gemaß der Erfindung
besteht darin, daß die Zersprflhanlage eine Vorrichtung aufweist, vrelche die Zersprühanlage
nach dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls nach einem Stillsetzen der Zersprühanlage
wäscht oder reinigt. Diese Tor richtung umfa#t eine Quelle für die Reinigungsflüssigkeit,
eine zusätzliche Pumpvorrichtung, eine Verbindungsleitung zwischen dieser Pumpvorrichtung
und der Quelle, eine Förderleitung zwischen der Pumpvorrichtung und dem Hischkopf
sowie eine Zeitmsservorrichtung, welche nach einer vorbestimmten Zeit im Anschlu#
an die Stillsetzung der Sprühpistole die zulieferung von Reinigunsflüssigkeit zu
dem Mischfopf mittels der Pumpvorrichtung in Gang setzt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit dar Zeichnung.
Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zersprühanlage gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgmä#en Mischkopfes von hinten, Fig. 3 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht des Mischkopf es,
Fig. 4 eine Draufsicht
auf den Mischkopf, Fig. 5 eine Ansicht des mischkopfes von vorne, Fiß. 6 eine Ansicht
der in dem Mischkopf verwendeten Mioschscheibe, Fig. 7 eine Schnittansicht entlang
der Linie 7-7 in Fig 6.
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In Fig. t ist eine Zersprühanlage (Installation de pulverisation)
gemä# der Erfindung dargestellt, welche ausgerüstet ist mit einer elektrostatischen
zerstäuberpistole ohne Luft, obwohl die $Anlage auch verwendet werden kann mit einer
elektrostatischen Druckluftpistole oder mit einer herkömmlichen Pistole mit oder
ohne Druckluft. Die Zerstäuber pistole 10 besitzt einen abzug12 zum Öffnen und Schließen
eines Ventils 14, welches eine Sprühdüse 16 an einen Mischkopf 18 anschließt. Der
Abzug 12 betätigt auch einen Unterbrecher 20, welcher eine durch das Rechteck 22
sngedeutete Stromquelle an eine Elektrode 24 im Bereich der Sprühdüse 16 anschließt,
um die aus der sprühdüse 16 austretenden Teilchen zu ionisieren. Der Unterbrecher
20 betätigt ferner weitere Steuerorgane, wie aus der nachfol#enden Beschreibung
hervorgeht.
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Das Harz für die SprühpiStole 10 wird in einem Gefä# 26 unter Druck
gehalten, das in einem unter Druck stehenden Behälter 28 angeord#et ist. In diesen
Behälter 28 wird
über eine Leitung 32 mit einem Druckregler 30
Druckluft eingespeist, welche von airer gesignstn Durckluftquelle, wie z.B. von
einem Kompresser angeliefert wird. Das Harz wird ann über oine #eitung 36 swsi Druckpunpen
38 (pompes refoulanges) augefährt die vorteilhaft Sicherhei@svorrichtunger zur Druckbeg@en@@ng
aufacisen. Das Hars wird dem Misclkopf 13 von de3 Pumpon 38 über eine Speiseleitng
40 zugefihrt. D'e Pumpe$ 3 sind einfach wirkende Pumpen, was die Verw@ndung von
@wei Famp am rochtfertigt, welche wechselwoise das Harz fird@n, un übergro#e Durchsatzverände@ungen
zu vermsiden Mese P@@pen gewährleistan einen gen@u@n Durchsnts und e@@aut@n @s,
diesen Durchsatz in sehr engen grenzen zu steuern, indem min einfach die Hublänge
der Pumpenkoliten regelt.
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Der Xatalysator kaon der Sprühpistole von einem Vorratsbehälter 42
her durch Schwerkraft über eine Leitung 44 zugeführt werden, die in zusätzliche
@örder@@npen 46 einmündet. Diese sind vorzugsweiso vom gleichen Typ wio dei Pumpen
38, baben aber aehr viel kleinere Ausm@ße und Förderleistungen. Der Katalysator
wird dem Mischkopf 18 dann über die Leitung 48 zugeführt'. Die relativ kleine notwendige
Katalysatormenge macht die Verwendung einer eunspeisung unter Druck überflüssing,
obwhol eine solche Einspeisung nötigenfalls vorgesehon werden kann,
Die
beiden Pumposnpaars 38 und 46 müssen mit genau gleichgro#er Geschwindigkeit angetrieben
werden, um eine präzise Arbeitsweise zu gewährleisten. Dies wird vorzugsweise dadurch
erzielt, da# die vier Fumpen über eine gemoinsame Antriebswelle an ein Unversetzungsgetriebe
50 angeschlossen sind, welches von 9s einzigen Motor 52 angetnieben wird. Auf diese
Weise ist, siue Synchronisation der Punpen gewährleistet, und man kamn ohne häufige
einstellkorekturen Mischverhältnises von Harz und Katalysator von so hohen Werten
wie 100/1 erzielen und aufrechterhalten.
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Wegen des hohen Mischungsvorhältnisses von Harz und Katalysator und
der sehr geringen Menge des Katalysators ist eine durch und durch gleichmä#ige durchmischung
der beiden Bestandteile unbedingt notwendig. Diese Durchmischung wird erzielt in
der inn Fig. 2 bis 5 dargestelltell Mischkopf 18. Dieser Mischkopf ist auch für
andere Anwendungen gesignet, wie z.B. zur Verteilung von abgemessenen Flüssigkeitsmengen
an zusammenwirkende Matrizen (Formen - matrioes cooperantes). Der Mischkopf 18 unfa#t
einen Körper 54 mit vior Gewindbohrungen an einem seiner enden zur Aufnahme von
vier anschlu#elementen 56, 58, 60, 62 mit Rückschlagventilen 6'+, 66, 68, 70 (clapets
de retenue). Dieße Ventile erlauben ein Durchflis#en in richtung des Körpern, aber
nicht in umgekehrter Richtung.
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Das Anschlu#element 56 ist verbunden mit der Speiseleitung 40 für
das Earz. Das Anschlu#elment 58 ist verbunden mit der Speiseleitung 48 für den Katalysator.
Das Aaschlu#elemet 60 ist werbunden mit einer orsten Roinigungsleitung 72, welehe
an eino erste Reinigungspumpe 74 angesehlossen, und das vierte Anschlu#element 62
ist verbunden mit einer zweiten Reinigungsleitung 75, welche an eine zweite Reinigungspumpe
77 angeschlossen ist. Die Arbeitsweise dieses Reinigungssyntems ist hiernach im
einzelnen beschrieben. das Anschlu#element 56 kommuniziert mit einem Kanal 78, der
in eine zantrale, in dem Körper 54 ausgebildete Feschiekungsknmmer 80 sinmündet.
Auslaufseitig ist diese Kammer 30 begrenzt durch eine Nischscheibe 82, die in dem
Körpen 54 zwischen zwei Riugdichtungen 84 und 86 von einer Schraube 88 gehalton
is.t die Mischscheie 82 ist umgeben von einer ringförmigen Zuführkemer 90, in die,
dir Katalysator über einen Kanal 92 von dem Anschlu#element 58 her eingespoist wird.
Das Anschlu#element 60 kommuniziert mit dem Kanal 678 über zwei Kanäle 61 und 77,
ebenso wie das Anschlu#element 62 über zwoi niclt dargestellte identische Kanäle
mit dem Kanel 92 kommuniziert.
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Wie insbesondere in Fig. 5 und 6 dargestellt, umfaßt die $Mischscheibe
82 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mehrere gleichmäßig winkelbeabstandete
und auf einem Kreis liegende äu#ere Kanäle 94 sowie einen zentralen Kanal 96.
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Jeder dieser Kanäle 94 und 96 ist in einem Punkt auf seiner Länge
durch Radialkanäle 98 bzw. 100 unterbrochen, die am Umfang der Mischscheibe 82 in
die ringförmige Zuführkammer 90 münden. Auf diese Weise wird in jeden Harzkanal
94 und 96 ein eigener Katalysatorstrom iibsr die Radislkanäle 98 und 100 eingespeist.
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Die Mischscheibe geährlkeistet so eine gleichmäßige Durchmischung
des Harazes und des Katalysators. Diese Durchmischung wird forgeführt in einer zentralen
Auslaufkamnier 102, welche an ein Anschlu#teil 104 der Sprühpistole angeschlossen
ist. Der Querschnitt dieser Kammer 102 nimmt von der Mischscheibe 82 zu dem A@schlu#teil
104 der Sprühristole hin ab, um die Vermischung des Harzes und des Katalysators
noch zu verstärken, bevor das Gemisch in die Sprühpistole gelangt. Trotz, des sehr
großen mischungsverhältnisses zwischon dem Harz und dem Katalysator ermäglicht es
die Vielzahl der Mischkanäle, ein gleichmaßig durchmischtes Gemisch herzustellen.
Wenn eine zusätzliche Durchmischung erwünscht wird, kann in dem Durchtritt zwischen
dem Mischkopf und der Sprühpistle ein spiraliges Leitelement (aube an spirale) angeordnet
sein.
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Es ist von gr#er Bedeutung, daß die Teile der Anlage, die gleichzeitig
den Katalysator und das Harz aufnehmen, sorgfältig gereinigt werden, wenn die Sprühpistole
außer Betrieb gesetzt wirdO Würde nämlich das Harz verhärten, dann wären die Zeit
und die Kosten für die Reinigung der Anlage und das Freimachen der Kanäle erheblich.
Wem ferner die Reinigung unvollkommen ist, kann sich verhärtetes Harz in Ecken oder
gewissen Kanälen der Anlage ansammeln und möglicherweise eine Verstopfung hervorrufen.
YJUrdg man nur, eine einzige Pumpe und eine einzige Leitung zur Reinigun; der Kanäle
für das Harz und der Kanäle für den Katalysator in dem Mischkopf 18 sowie für den
Kanal in dor Sprühpistole und für die Sprühdüse verwenden, dann könte es ZU einer
solchen Ansammlung oder gax Verstopfung in dem einen oder anderen Kanal kommen.
Mit getrennten Leitungen und Pumpen erzielt man hingegen eine vollständige und gründliche
Reinigung. Die Pumpen 74 und 77 können von einer einzigen Quelle mit Reinigungsflüssigkeit
gespeist werden. Diese Quelle ist als Druckbehälter 106 in Fig. 1 dargestellt und
steht über eine speilseleitung 108 mit den Pumpen 74 und 77 in Verbindung. Der Druckbehälter
106 ist an eine Druckluftquelle 110 über eine Leitung 114 mit einem Regler 112 angeschlossen.
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Nach Beendigung des Sprühvorganges schließt man einen Handschalter
116, um zwei elektromagnetische Ventile 118 und 12O zu erregen, die in den Reinigungsleitungen
72 und 76 angeordnet sind, Gleichzoitig wird der Motor 122 der Pumpen 74 und 77
in Gang gesetzt, so daß dem Mischkopf 18 und der Sprühpistole 10 Reinigungsflüssigkeit
zugeführt wird.
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Wird der Druck auf den Abzug 12 aufgehoben, so beginnt eine Schaltuhr
124 eine Zeitmessung für eine vorgegebene Dauer. Wenn man innerhalb dieser vorgegebenen
Zeitdauer den Haundschalter 116 schließt, um die Anlage zu reinigen, wird die Schaltuhr
124 durch einen druckabhängigen Schalter 126, der in eine der Reinigungsleitungen
eingeschaltet ist, auf Null zurückgestellt, Die Schaltuhr verbleibt also auf Null,
bis man wiederua auf den Abzug drückt und diesen losläßt und läuft dann wieder von
Null an. + Wird Jedoch der Handschalter innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer nicht
goschlossen, so daß der druckunabhängige Schalter 126 nicht von der Reinigungsflüssigkeit
in dor entsprechenden Leitung betätigt wird, dann betätigt die Schaltuhr 124 ein
Zeitrelais 128, welches daraufhin Kontakte 128-1 schließt. Diese Kontakte sind.
in Reihe geschaltet mit einem Zeitschalt-+ 1a minuterie 124 repart alors a zero
jusqu'a ce qu'on appuie a nouveau sur la detente du pistolet, et qu'on la
werk
130, welches Kontakte schlie#t und an die Ventile und den Motor für die Reinigungsanlage
während einer vorbestimmten Zeitdauer Strom liefert.
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So kann z.B. die Schaltuhr 124 so ausgelegt sein, daß sie das Zeitschaltwerk
130 in einem Zeitabstand von zwei bis zehn Minuten betiitigt, vorzugsweise Jedoch
zwischen der und sechs Minuten nach Beendigung dos Sprühvorganges und nach dem Loslassen
des Abzugs 12. Das Zeitschaltwerk 130 wird für eine vorbestimmte Zeit von beispielsweise
zwischen 30 und 90 Sekunden betätigt, um eine vollständige Reinigung des Mischkopfes
und der Sprühpistole zu gewährleisten.
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Die obengenannten Steuerorgane können auch gegenseitige Verriegelungen
aufweisen, die eine Reinigung während des Sprühvorganges verhindern und umgekehrt.
Bei einer Zerstänbung mi@tels Druckluft kann der Motor für das harz und den Katalysator
eingeschaltet werde durch einen in die Druckluftleitung e eingebauten druckabhängigen
Schalter.
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Die Erfindung is nicht auf die ausgeführten Beispiele beschränkt.
Zahlreiche Modifikationen können votgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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.Sämtliche aus der vorliegenden Beschreibung und den beiliegenden
Zeichnungen, einschließlich der konstruktiven
Einzelheiten, hervorgehenden
#erkmale und Verfahrensschritte können auch in beliebiger Kombination erfindungewesentlich
sein.
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Patentansprüche -