DE3632461C2 - Vorrichtung zur Herstellung von zum Aufsprühen auf Mineralfaservliese oder -filze geeigneten flüssigen Zusammensetzungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigen Zusammensetzungen, die zum Sprü­ hen auf Mineralfasern bestimmt sind, welche Vliese oder Matten bilden, insbesondere zur Wärme- und Schalldämmung. Beispiele für solche flüssigen Zusammensetzungen sind Bin­ demittel. Diese Bindemittel geben den gebildeten Vliesen ihren Zusammenhalt und, ganz allgemein, ihre mechanischen Eigenschaften. Entsprechend der Zweckbestimmung der Vliese können die hier betrachteten Bindemittel beträchtlich vari­ ieren, selbst wenn, wie üblicherweise der Fall, das Grundharz dieser Zusammensetzungen ein Aminoplast oder Phenoplast und insbesondere ein Phenol-Formaldehyd (ggf. durch Amine modifiziert) bleibt.

Die Masse, die auf die Fasern zusätzlich zu dem Harz gesprüht wird, enthält auch üblicherweise verschiedene Be­ standteile, die teilweise ihre Wirkung verbessern, teil­ weise zusätzliche Eigenschaften verleihen. Es ist ferner vom Harz selbst bekannt, daß man andere Bestandteile zu­ fügt, die ebenfalls eine Wirkung als Bindemittel besitzen. Dies ist beispielsweise der Fall beim Harnstoff oder beim Ammoniumlignosulfonat. Es ist ferner üblich, der Masse eine Ölemulsion zuzusetzen, die zum Weichmachen und gegen das Stauben dient. Man setzt auch häufig Glas-Kunstharz- "Vernetzungsmittel" genannte Mittel zu, die die Haftung des Kunstharzes auf den Fasern erleichtern. Dies sind bei­ spielsweise Amino-Silane. Man setzt ferner Füllstoffe, Fär­ bemittel, wasserabweisende Mittel, wie Silikone usw. zu.

Es ist auch nötig, einen Vernetzungskatalysator für das Harz, der die Endbehandlung begünstigt, zuzusetzen. Es ist offensichtlich, daß dieser Bestandteil nicht lange vor Auf­ trag des Bindemittels auf die Fasern zugegeben werden kann, da er den Beginn der Vernetzung schon unter Raumbedingungen auslöst. Da weiterhin die Gefahr besteht, daß sich das Harz vorzeitig umsetzt, wenn die hergestellten Mengen sehr groß sind und die Zeitspanne zwischen der Herstellung und dem Verbrauch anwächst (in Anbetracht des Anteils des benötig­ ten Wassers und des erreichten Volumens für diese Massen), ist es auch aus Gründen der bequemeren Lagerung vorzuzie­ hen, die Herstellung des Bindemittels erst unmittelbar vor seinem Gebrauch durchzuführen.

Zum Beispiel wird es im allgemeinen bevorzugt, die La­ gerdauer auf einige Stunden zu begrenzen. Für die Massen überschreitet diese Dauer 24 Stunden nicht, aber für be­ stimmte Massen kann sie wesentlich kürzer sein, z. B. in der Größenordnung von einer Stunde oder selbst weniger.

Im übrigen können die Produkte, die auf einer einzigen Produktionslinie hergestellt werden, sehr häufig voneinan­ der abweichen. In der Annahme, daß jedes Bindemittel aus einer unabhängigen Herstellung für unmittelbaren Verbrauch stammt, muß man aber über ein komplettes Sortiment von Bin­ demitteln verfügen. Dies ist um so weniger wünschenswert, je breiter die Variationsbreite der verwendeten Bindemittel ist.

Aus diesem Grund ist es Praxis, die Bindemittel im Maße ihres Verbrauchs herzustellen. Die Schwierigkeit besteht hierbei aber darin, die ständige Herstellung unter wirt­ schaftlich zufriedenstellenden Bedingungen sicherzustellen. Insbesondere muß man das Eingreifen des Bedienungspersonals so stark wie möglich einschränken können. Weiterhin müssen die Kosten der speziell eingesetzten Anlagen mit den wirt­ schaftlichen Zielen, die für die Übernahme dieser Techniken festgelegt sind, in Übereinklang stehen. Mit anderen Worten braucht man einfache Lösungen, die verringertes Personal benötigen, und eine Gesamtmenge von Materialien und Vor­ richtungen, deren Kosten mäßig sind, wobei man die Qualität der hergestellten Bindemittel aufrechterhalten muß.

Die übliche Art der Herstellung besteht darin, daß man in einem Behälter die verschiedenen Bestandteile zusammen­ bringt, deren Anteile von einer Bedienungsperson im Moment ihrer Zugabe gemessen werden. Da die Bedienungsperson die Kontrolle durchführen muß, neigt man dazu, die Herstel­ lungsverfahren auszudehnen; deshalb sind auch die für jede Herstellung verwendeten Mengen relativ groß. Diese beiden Faktoren stellen ein Hindernis für das häufige Wechseln des Typs des Bindemittels dar und benötigen beträchtliche La­ gervolumina.

In neuerer Zeit bemüht man sich, die Herstellungs­ schritte zu automatisieren, was gestattet, sie häufiger ab­ laufen zu lassen und daher kleinere Mengen einzusetzen.

Es wurde vorgeschlagen, die Bindemittel dadurch herzu­ stellen, daß man die verschiedenen Bestandteile des Gemi­ sches mittels geregelter Dosierpumpen zugibt, um die Be­ standteile in den benötigten Anteilen zu liefern. Bei­ spielsweise die US-PS 4,403,866 und die DE 23 31 241 A1 be­ fassen sich mit Leitungssystemen zur Zufuhr unterschiedli­ cher Bestandteile zu einem Herstellungsbehälter, wobei zur Dosierung der Bestandteile Dosierpumpen verwendet werden. Selbst wenn vorgeschlagen wird, die Massen kontinuierlich direkt im Maße ihres Verbrauchs herzustellen, besteht die übliche Herstellungsmaßnahme darin, aufeinanderfolgende Chargen von beschränkten Volumina zu bilden, wobei eine vorher hergestellte Charge verbraucht wird, während sich die folgende Charge in Herstellung befindet.

Eine Schwierigkeit dieser Herstellungsart beruht jedoch auf der Tatsache, daß die verwendeten Dosierpumpen eine ho­ he Präzision besitzen müssen. Man verwendet insbesondere volumetrische Kolbenpumpen. Diese Aggregate müssen häufig gewartet werden. Außerdem sind es relativ teuere Anlagen. Im übrigen bringt die Verwendung von volumetrischen Pumpen Schwierigkeiten bei der automatischen Regelung. Es ist zwar bekannt, ihren Ausstoß zu ändern, indem man beispielsweise den Kolbenweg abändert oder indem man das Betriebstempo än­ dert, aber jede einzelne dieser Vorgehensweisen bringt ei­ gene Schwierigkeiten mit sich. Die Änderung des Tempos, die insbesondere mit Geschwindigkeitsreglern erzielt wird, ge­ stattet nicht, eine große Präzision während langer Ge­ brauchszeiten aufrechtzuerhalten. Für die Abänderung des Kolbenhubs muß man mit der Pumpe komplexe elektromechani­ sche Vorrichtungen verbinden. Aus diesen Gründen ist die Regelung dieser obengenannten Materialien selten automati­ siert und man begrenzt die Eingriffe der Bedienungsmann­ schaft, indem man häufige Produktionswechsel vermeidet. Man erkennt jedoch, daß dies nicht völlig mit den praktischen Notwendigkeiten übereinstimmen kann.

Die vorliegende Erfindung hat es sich demgegenüber zur Aufgabe gemacht, die entweder unpräzise arbeitenden oder im Falle einer präzisen Steuerung technisch sehr aufwendigen Dosierpumpen zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Die Erfindung schafft demnach eine Vorrichtung zur Her­ stellung von zum Aufsprühen auf Mineralfaservliese oder -filze geeigneten flüssigen Zusammensetzungen, durch die Vereinigung und Mischung von mehreren flüssigen Bestandtei­ len, mit Einsatzbehältern für die Bestandteile, die über eine oder mehrere Leitung(en), deren Anzahl geringer ist als die Anzahl der Bestandteile, mit einem Herstellungsbe­ hälter verbunden sind. Hierbei ist jede Leitung mit einem oder mehreren Beschickungskreisen für die Bestandteile ver­ bunden, wobei jeder Beschickungskreis einen Einsatzbehäl­ ter, eine Leitungsgruppe, die eine Umlaufschleife bildet, in der eine Umwälzpumpe angeordnet ist, und einen mit der Leitung verbundenen Dreiwegeschieber umfaßt. Jeder Schieber ist zur aufeinanderfolgenden Einleitung eines Bestandteils in die Leitung derart steuerbar, daß je nach Stellung des Dreiwegeschiebers die Gesamtmenge an Bestandteil oder nur ein Teil davon in den Einsatzbehälter zurückgeleitet wird und der andere Teil in die Leitung geleitet wird. An jeder Leitung ist stromaufwärts der Schieber ein Massendurchfluß­ messer angeordnet und der Herstellungsbehälter ist mit einem Verbrauchskreis verbunden.

Kernstück der vorliegenden Erfindung ist der Massen- Durchflußmesser, der an die Stelle der bisherigen Dosier­ pumpen tritt. Im Falle von Dosierpumpen erfolgt eine men­ genmäßige Zugabe des Bestandteils bzw. der Bestandteile, d. h. der Bestandteil-Anteil wird bestimmt und die mechanische Einrichtung oder Vorrichtung zur Dosierung des Bestand­ teil-Anteiles ist die Dosierpumpe selbst. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei einem Massendurchflußmesser eine Messung des Bestandteil-Anteiles. Die eigentliche Dosierung, d. h. mengenmäßige Zugabe des Bestandteiles oder der Bestandteile zu der flüssigen Zusammensetzung ist oder sind gemäß der vorliegenden Erfindung Schieber oder Dreiwegeventile in der Umlaufschleife des Bestandteiles oder der Bestandteile. Mittels des Dreiwegeventils oder Drei-Wege-Schiebers in je­ der Umlaufschleife eines Bestandteiles erfolgt - abhängig von einem Ausgangssignal des Massendurchflußmessers - eine volumetrische Steuerung des jeweiligen Bestandteiles der­ art, daß der Bestandteil entweder vollständig in den als Vorlageraum dienenden Einsatzbehälter zurückgepumpt wird oder teilweise in den Einsatzbehälter zurückkehrt und teil­ weise dem Herstellungsbehälter zugeführt wird.

Ein Vorteil der Erfindung ist unter anderem darin zu sehen, daß die Bemessung der Bestandteile sich mit einer Anzahl von Meßvorrichtungen durchführen läßt, die geringer ist als die Anzahl der eingesetzten Bestandteile.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht unter ande­ rem darin, daß in jedem Moment sofort eine Bilanz der ver­ fügbaren Masse aufzustellbar ist, um die Menge des in Her­ stellung befindlichen Bindemittels an die Menge des Vlieses von gegebener Qualität, das in der Folge der laufenden Pro­ duktion herzustellen ist, anzupassen. Diese Bilanz kann auch mit derjenigen von jedem der auf Lager befindlichen Bestandteile kombiniert werden, um seine Steuerung zu er­ leichtern.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht unter anderem darin, daß die Eingriffe der Bedienungspersonen unabhängig davon, ob sie zur Regelung oder zur Wartung dienen, sehr merklich verringert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Aufbau nach dem Stand der Technik zur Zuführung der verschiedenen Bestandteile des Bindemittels bis zum Herstellungsbehälter;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der Einrichtung zur Herstellung und Verteilung des Binde­ mittels gemäß der Erfindung;

Fig. 3a ein Schema einer Meßvorrichtung, die in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird, dargestellt in perspektivischer Ansicht; und

Fig. 3b in Ansicht das Phänomen der Verformung, die der Messung mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 3a zugrunde liegt.

In den Methoden nach dem Stand der Technik und in der erfindungsgemäßen Methodik werden die Bestandteile, die zur Bildung des Bindemittels bestimmt sind, bis zu den Ge­ brauchsbehältern auf ähnliche Weise gelagert und befördert.

Fig. 2 gibt den Teil der entsprechenden Einrichtung zur Lagerung und zum Transport eines Bestandteils bis zum Ver­ wendungsbehälter wieder. Analoge Anordnungen werden für je­ den der Bestandteile verwendet mit Ausnahme derjenigen, die unten für einige von ihnen angegeben sind. Dieser Teil der Anlage ist in Fig. 1 nicht wiedergegeben.

Die einzelnen Bestandteile (Harz, Harnstofflösung, Emul­ sion, Öl, Ammoniak, Silanhydrolysat, usw.) werden in Be­ hältern 1 großer Kapazität am Verbrauchsort gelagert, um eine ausreichende Unabhängigkeit zu gewähren. Gegebenen­ falls, insbesondere wenn die Einzelbestandteile am Ort selbst hergestellt werden, können die Behälter eine klei­ nere Kapazität besitzen, da die Gefahr von Versorgungs­ mängeln beseitigt ist.

Die Behälter 1 werden unter den Bedingungen gehalten, die für jeden Bestandteil notwendig sind, um eine gute Qualität sicherzustellen. Sie sind z. B. mit Vor­ richtungen zum Homogenisieren und zum thermostatgesteuerten Heizen ausgerüstet.

Was das Wasser betrifft, das zur Vervollständigung des Bindemittels notwendig ist, so wird es selbstverständlich vorzugsweise direkt in den Kreislauf auf der Höhe der weiter unten erwähnten Meßvorrichtung eingeleitet.

Was die in sehr geringen Anteilen zugeführten Produkte betrifft, wird es ggf. bevorzugt, sie direkt aus dem Be­ hälter, der sie enthält, in den Einsatzbehälter 2 zu überführen.

Die Bestandteile werden jeweils mit Hilfe der Förderpumpe 3 in den Einsatzbehälter 2 gefördert. An der Transportleitung, oberhalb der Pumpe, kann es vorteilhaft sein, ein Schutzfilter 4 für die Pumpe anzubringen.

Im Lauf des Betriebs wird der Einsatzbehälter 2 zwischen Maximalniveau und dem Minimalniveau gefüllt gehalten. Niveauanzeiger regeln den Betrieb jeder Förderpumpe 3.

Der Einsatzbehälter 2 stellt ein bequemes Zwischenglied mit beschränkter Kapazität in unmittelbarer Nachbarschaft zum Herstellungsort des Bindemittels dar. Er ermöglicht es, eine fortlaufende Speisung der Kreisläufe, die ihm folgen, sicherzustellen. Jeder Einsatzbehälter kann jedenfalls auch mehrere Herstellungsanlagen speisen.

Wenn sich die Zugabe der verschiedenen Bestandteile dazu eignet, insbesondere wenn die Lagerung genügend nahe zur Herstellung des Bindemittels ist (und wenn dementsprechend das benötigte Leitungsnetz nicht zu ausgedehnt ist), kann der Durchflußkreislauf direkt aus dem Lagerbehälter 1 gespeist werden. Mit anderen Worten, man kann den Einsatzbehälter 2, die Förderpumpe 3 und ihr Filter 4 einsparen.

Der Bestandteil wird aus dem Einsatzbehälter abgezogen, um einen Kreislauf zu durchlaufen, der zu einem Herstel­ lungsbehälter führt.

Dieser Kreislauf oder Umlauf unterscheidet sich beträcht­ lich, wenn man einerseits den Aufbau nach dem Stand der Technik, dargestellt durch Fig. 1, und andererseits den erfindungsgemäßen Aufbau, für den eine Ausführungsform in Fig. 2 wiedergegeben ist, vergleicht.

Nach dem Stand der Technik umfaßt der Kreislauf eine Ein­ heit von Filtern 5 und volumetrischen Dosierpumpen 6, die die Bestandteile in bestimmter Menge in den Herstel­ lungsbehälter 7 fördern, der für alle Bestandteile ge­ meinsam ist und in dem sie gemischt werden. Der Kreislauf umfaßt gewöhnlich auch Absperrschieber und Ablässe.

Das Bindemittel, das in dem Behälter 7 hergestellt wor­ den ist, durchfließt anschließend einen Verteilerkreis der detailliert im Hinblick auf die Anlage gemäß der Erfindung (Fig. 2) beschrieben wird.

In dieser Anlage ist der Teil, der sich auf die Lagerung der Bestandteile und auf ihre Beförderung bis zu den Ein­ satzbehältern bezieht, so wie vorstehend beschrieben. Der folgende Teil, der im wesentlichen die Erfindung ausmacht, muß in ausführlicher Form betrachtet werden.

Jeder Bestandteil, der einem Einsatzbehälter 2 entnommen ist, durchläuft eine Zuführschleife (Beschickungskreis), die eine Umwälzpumpe 8, ein Filter 9, das die Pumpe 8 schützt und in Fließrichtung oberhalb angeordnet ist, einen Dreiwegeschieber 10 und eine Leitungsgruppe 11 umfaßt. In diesem Kreislauf sind die Funktionsparameter so ausgelegt, daß der Förderstrom der Pumpe größer ist als derjenige, der zur Speisung des Herstellungsbehälters 12 notwendig ist, der weiter unten erwähnt wird. Die Zuleitungsschleife wird somit ständig von dem Bestandteil durchflossen.

Tatsächlich arbeitet die Umwälzpumpe 8 vorzugsweise kontinu­ ierlich, um eine gute Wirkungsweise zu besitzen. Unter diesen Bedingungen wird je nach Stellung des Dreiwege­ schiebers 10 der Bestandteil entweder vollständig in den Einsatzbehälter 2 durch die Leitung 11 zurückgeführt oder teilweise zurückgeführt und teilweise in den Kreis, der den Herstellungsbehälter 12 speist, geleitet.

Es ist auch möglich, die Zuführungs­ schleife durch einen Umlauf ohne Rückkehr zu dem Einsatz­ behälter 2 zu ersetzen. Diese Art hat zur Bedingung, daß die Pumpe diskontinuierlich arbeitet, was weniger günstig ist, insbesondere wegen der Gefahr von aufeinanderfolgen­ den Leerläufen bei einem Halt selbst von kurzer Dauer. Weiterhin setzt dies auch einen Förderstrom der Umwälz­ pumpe voraus, der relativ gut an die tatsächlich benötig­ ten Ströme angepaßt ist. Im Falle einer Zuführungsschleife verfügt man im Gegensatz dazu über eine große Breite in der Auswahl der Kenndaten der Pumpe, unter dem Vorbehalt, daß der erzeugte Strom über dem notwendigen Durchsatz liegt.

Es ist nicht nötig, eine Pumpe zu verwen­ den, deren Durchsatz sehr genau geregelt wird.

Die Dosierung wird nicht von der Pumpe durchgeführt, son­ dern erfolgt direkt aufgrund der Menge des Bestandteils, der in den Zuführungsleitungen des Herstellungsbehälters 12 fließt.

Aus diesem Grunde kann man eine breite Vielfalt von Pumpen verwenden, insbesondere Kreiselpumpen, Zahnradpumpen, Schraubenpumpen oder Flügelpumpen. Da diese Pumpen nicht zur Aufgabe haben, die Menge der Bestandteile zu messen, ist es möglich, sie mehr nach ihrer Robustheit als nach ihrer Präzision auszuwählen, was beträchtlich die Be­ triebssicherheit der Anlage verbessert, und die schwierigen Wartungsmaßnahmen begrenzt im Vergleich dazu, wenn entsprechend der traditio­ nellen Technik die Messung durch die volumetrische Pumpe selbst durchgeführt wird.

In Fig. 2 werden die Zuführungsschleifen der verschiede­ nen Bestandteile (eine einzige von ihnen wird vollständig wiedergegeben) mit einem einzigen Kreislauf zur Messung der Zufuhr des Herstellungsbehälters 12 verbunden dar­ gestellt. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil sie zu einer sehr gründlichen Vereinfachung der Anlage führt. Man sieht, daß es vorteilhaft sein kann, diesen Teil in zwei Teile oder mehr zu zerlegen. Im allgemeinen ist es jedoch nicht nötig, einen getrennten Kreislauf für die Messung für jeden Bestandteil vorzusehen, während es nach dem Stand der Technik im Gegensatz dazu am üblichsten ist, einen Meßkreis mit einer volumetrischen Pumpe für jeden Bestandteil zu haben.

Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, mehrere Anschlüsse mit demselben Meßkreis hergestellt sind, bemüht man sich, die Volumina der Leitungen, die die Dreiwegschieber der ge­ meinsamen Leitung 13 trennen, ebenso wie auch die Länge der gemeinsamen Leitung 13, die vor der Meßvorrichtung 14 liegt, in höchstem Maße zu begrenzen.

Bei den in der in Fig. 2 dargestellten Anlage verwendeten Massendurchflußmessern, handelt es sich um Geräte, deren Wirkungsprinzip wie folgt ist:

Die gemessene Flüssigkeit fließt in einem U-Rohr 20 und wird angetrieben von einer Vibrationsbewegung, die in einer Richtung aus der Ebene des U heraus erzeugt ist. Die Vibrationen des Rohrs erzeugen die Beschleunigungen der Flüssigkeit, die in dem U-Rohr fließt, in Richtung der Pfeile a. Die augenblickliche Richtung der Vibrationen wird in den Fig. 3a und 3b durch die Pfeile V angegeben. Umgekehrt bleibt die Flüssigkeit gegenüber der Beschleu­ nigung, die ihr erteilt wurde, träge. Dieser Widerstand überträgt sich durch zwei Kräfte in entgegengesetztem Sinn auf jeden Schenkel des U, dargestellt durch die Pfeile F in Fig. 3b. Diese Kräfte sind eine direkte Funktion der Flüssigkeitsmasse, die in dem Rohr fließt. Das Maß der Kräfte und danach der Masse der Flüssigkeit erzeugt eine entsprechende Verformung des Rohrs. Die Verformung wird schema­ tisch in Fig. 3b dargestellt. Die Verformung kehrt sich mit der Vibrationsrichtung um. Die Messung der Verformun­ gen wird beispielsweise auf magnetische Art durchgeführt.

Die Genauigkeit der Massemessungen, die mit Hilfe dieser Durchflußmesser durchgeführt wird, liegt in der Größen­ ordnung von 0,5 bis 1%, eine Genauigkeit, die vollständig ausreichend ist für die erfindungsgemäße Anwendung. Diese Genauigkeit ist im übrigen in derselben Größenordnung wie die, die man mit den volumetrischen Pumpen von sehr guter Qualität erhält.

Es wurde gesagt, daß derselbe Meßkreis für die verschie­ denen Bestandteile des Bindemittels dienen kann. In der Praxis können die Massen der Bestandteile, die für die Herstellung eines gleichen Bindemittels eingesetzt werden, voneinander sehr verschieden sein. Dies kann einige Schwierigkeiten aufwerfen.

Der Querschnitt des Massendurchflußmessers wird so ge­ wählt, daß er ein Maximum an Genauigkeit in einem gegebe­ nen Durchflußmengenbereich gestattet. In Abhängigkeit von der Wahl dieses Bereichs ist die Aufgabezeit von jeder Produktmenge festgelegt. Wenn die Bestandteile in vonein­ ander sehr verschiedenen Anteilen eingesetzt werden, sind bei Verwendung desselben Durchflußmessers die Zeitfolgen sehr verschieden. Dies kann verschiedene Probleme mit sich bringen. Wenn man eine geringe Durchflußmenge wählt, fließen die reichlichsten Bestandteile sehr lange bis zu einem Punkt, an dem die Geschwindigkeit der Verwendung des Bindemittels nicht mehr zufriedenstellend ist. Wenn man im Gegensatz dazu einen starken Durchfluß wählt, ist die vollständige Folge schnell und der Bedarf zufriedenstel­ lend, aber die Durchlaufzeit der Bestandteile von geringem Anteil ist sehr verringert und die Ungenauigkeit bei ihrer Messung kann sich beispielsweise aufgrund der Tatsache der Ventilträgheit in unerwünschter Weise steigern.

Wenn die Zusammensetzung des Bindemittels Bestandteile umfaßt, die in sehr unterschiedlichen Anteilen teilnehmen, kann es vorteilhaft sein, zwei Meßkreisläufe oder mehr zu schaf­ fen, wobei jeder Kreislauf so gewählt ist, daß er den besten Meßbedingungen entsprechend den speziellen be­ trachteten Produkten entspricht.

Natürlich ist es möglich, einen Meßkreis für jeden Be­ standteil zu errichten, aber die Installationskosten hierfür sind ganz beträchtlich erhöht. Die Verbesserung, die aus einer solchen Anordnung folgt, genügt im allge­ meinen nicht, um die zusätzliche Investition zu kompen­ sieren.

Es ist bemerkenswert, daß eine einzige Meßvorrichtung (oder ggf. zwei) für alle verschiedenen Bestandteile von unterschiedlichster Art genügen kann. Dies ist um so vor­ steilhafter, je zahlreicher diese Bestandteile sind. Ihre gewöhnliche Anzahl beträgt sechs bis zehn, sie kann jedoch noch höher liegen. Ein Vorteil der Massendurchflußmesser besteht darin, daß sie unabhängig von der Volumenmasse der behandelten Produkte arbeiten. Die ggf. auftretenden Abweichungen sind kleiner als die allgemeine Präzision der Messungen die vorstehend angegeben wird. Im übrigen ist es das wichtigste, daß die die Volumenmassen der verschiedenen verwendeten Bestandteile einander ähnlich sind, was noch die Genauigkeit der Messungen erhöht.

Die Ähnlichkeit der Volumenmassen der Bestandteile bewirkt auch, daß das Totvolumen, das durch die gelegte Leitung zwischen den Dreiwegeschiebern und dem Eintritt des Durchflußmessers gebildet wird, nicht merklich die durch­ geführten Messungen verfälscht, obwohl man während der Durchflußzeit eines Bestandteils während eines Bruchteils dieser Zeit den Rest des vorhergehenden Bestandteils, der diesen Teil des Meßkreises füllt, mißt. Trotzdem ist es vorteilhaft, dieses Totvolumen so stark wie möglich zu begrenzen, indem man die Dreiwegeschieber so dicht wie möglich an dem Durchflußmesser anbringt. Im Fall von Pro­ dukten mit sehr unterschiedlichen Volumenmassen erhöht natürlich eine systematische Korrektur noch die Präzision. Für die üblichsten Anwendungsbedingungen und bei Verfol­ gung der im folgenden angeführten Vorsichtsmaßnahmen ist es dennoch möglich, ohne Korrektur zu arbeiten. In der Annahme, daß die Herstellung der Massen automatisch nach einer programmierten Steuerung abläuft, wird die systema­ tische Korrektur vorteilhaft in das Programm aufgenommen.

In Betrieb der Anlage hat die Verwendung eines einzigen Durchflußmessers (oder einer geringen Anzahl) zur Folge, daß er die Produkte aufeinanderfolgend aufnimmt, um sie eines nach dem anderen zu messen.

Die Wahl der Reihenfolge ist nicht notwendigerweise will­ kürlich. Sie kann durch die auszuführende Mischung fest­ gelegt werden. Sie kann auch eine Funktion der Forderung sein, daß die Bestandteile zugeleitet werden, um einen gemeinsamen Kreis zu durchlaufen. Insbesondere ist es vorteilhaft, am Ende der Folge eine "Spülung" durch das Wasser, das die Gesamtmenge des eingeführten Wassers oder nur einen Anteil davon darstellen kann, vorzunehmen, wobei der Rest auf einmal oder mehrere Male verteilt in den früheren Elementen der Reihenfolge zugegeben wird. Man kann auch jeden Durchgang eines Bestandteils durch Spülen mittels eines Bruchteils des benötigten Wassers abtren­ nen.

Die Spülung am Ende der Reihenfolge stellt einen doppelten Vorteil dar. Sie stellt einerseits sicher, daß die Gesamt­ enge der Bestandteile, deren Einführung durch die Öffnung und das Schließen der verschiedenen Schieber gesteuert wird, gut in den Herstellungsbehälter überführt wird und daher die Anteile gut eingehalten werden. Es garantiert andererseits im Falle einer Änderung der Zusammensetzung eines Verfahrens gegenüber dem folgenden die Entfernung der Bestandteile der vorangehenden Masse.

Aus denselben Gründen wird im Kreis, der schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, bevorzugt, die Speisung von Wasser am Ende der Leitung 13 so vorzusehen, daß die Spülung die ganze Leitung betrifft.

Das Schema von Fig. 2 gibt einen Zuführungskreis der Meß­ anordnung mit sieben Dreiwegeschiebern wieder. Dies ist nur ein Beispiel. Die Menge der Zuleitungen und demzufolge der verschiedenen Bestandteile ist nicht begrenzt. Im übrigen kann dieselbe Anlage zur Herstellung von Binde­ mitteln verschiedener dienen, wobei nicht notwendiger­ weise alle Zuleitungen im Verlauf der Folge, die zur Her­ stellung eines bestimmten Bindemittels führt, gebraucht werden.

Die in den Herstellungsbehälter eingeleiteten Bestandteile werden mittels eines Rührers 15 homogenisiert. Sie wer­ den dann in den Verteilerkessel 16 übergeleitet. Die Steuerung des Durchflusses aus dem Behälter 12 in den Kessel 16 wird durch den Füllstand in letzterem bestimmt. Wenn der untere Füllstandmesser die Überleitung auslöst, wird die gesamte Präparation des Behälters 12 umgefüllt. Dies wird entweder durch einfache Schwerkraft, wie schematisch in der Fig. 2 angegeben, oder mittels einer Umwälzpumpe durch­ geführt. Diese Überleitung der Zusammensetzung löst, wenn der Behälter 12 leer ist, das Ingangsetzen einer neuen Folge der Bindemittelherstellung aus.

Man richtet es so ein, daß die Herstellungszeit unter der Verbrauchszeit für das Bindemittel liegt dergestalt, daß das Verfahren ohne Unterbrechung abläuft. Unter dieser Bedingung sieht man, daß das hergestellte Volumen bei je­ der Folge relativ gering sein kann, was die toten Mengen an Produkt begrenzt. Selbst wenn diese Verfahrensweise eine Vervielfachung der Herstellungsschritte bedingt, er­ gibt sich keine Schwierigkeit im Falle wo, wie weiter un­ ten ausgeführt wird, die Verfahrensschritte vollständig automatisiert werden können.

Im übrigen ermöglicht das geringe Bindemittelvolumen, das bei jeder Folge hergestellt wird, eine schnellere Umset­ zung, mit anderen Worten eine kürzere mittlere Wartezeit vor der Verwendung. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die hergestellte Masse sich unter Umgebungsbedingungen rasch verändert.

Das geringe Volumen in Wartestellung erleichtert auch den Wechsel von Bindemittel im Betriebsverlauf, indem es die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Herstellungsver­ fahren verringert. Wie bereits angegeben wurde, läuft die Änderung der Zusammensetzung im erfindungsgemäßen Fall ohne Produktionsunterbrechung ab, indem einfach die Rei­ henfolge der Zuführung von Bestandteilen geändert wird.

Wenn eine Änderung der Zusammensetzung unternommen wird, ist der Behälter 12 vollständig von seinem Inhalt entleert. Mit anderen Worten, der Anteil der Zusammensetzung, der sich unterhalb des Minimalniveaus befindet, ist entweder verbraucht oder durch den Ablaß 19 entleert.

Die Verteilung des Bindemittels auf die Sprühapparate kann auf verschiedene Arten erfolgen. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung, die aus dem Verteilerkessel 16 kommt, über Dosierpumpen zu den Sprühvorrichtungen 18 geleitet. Diese Dosierpumpen brauchen keine sehr große Präzision aufzuweisen, wenn sie auch stabil sein müssen.

An diesem Punkt der Anlage dreht es sich nicht darum, eine Zusammensetzung aus Bestandteilen in peinlich genauen An­ teilen herzustellen, sondern die Fasern, die die Vliese bilden, mit einer konstanten Menge an Bindemittel zu überziehen.

Die Dosierpumpen können auch zeitweilig oder permanent durch eine Meßeinheit vom Typ Massendurchflußmesser, die mit Vorrichtungen zur Regulierung des Verbrauchs, wie z. B. entsprechenden Schiebern, ausgerüstet ist, ersetzt sein. Wenn die Kosten dieser Anlagen diesen Lösungstyp für eine ständige industrielle Anwendung weniger attraktiv machen, kann sie große Vorteile für gelegentlich an der Produktionslinie durchgeführte Kontrollen haben.

Um die Zerstäubungsgeräte zu speisen, verwendet man z. B. Schraubenpumpen.

Zur Verbindung des Verteilerkessels 16 und der Dosier­ pumpen 17 kann man eine Durchflußschleife vorsehen. Diese Anordnung, die nicht in Fig. 2 dargestellt wird, ist besonders dann nützlich, wenn der Verteilerkessel 16 relativ weit vom Ort des Verbrauchs entfernt ist und wenn es vorgesehen ist, die Art der Zusammensetzung häufig zu ändern. In diesem Fall, wie vorstehend, enthält die Um­ laufschleife ein Filter und eine Umwälzpumpe, die einen Durchsatz sicherstellt, der über demjenigen liegt, der der Speisung der Dosierpumpen 17 entspricht.

Im Fall der Verwendung einer Umlaufschleife kann das Messen der verteilten Bindemittelmenge mit einfachen Rota­ metern, die Ventile mit regulierter Öffnung steuern, oder mit analogen Vorrichtungen reguliert werden.

Ein beträchtlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrich­ tung, die oben beschrieben wird, besteht in der Tatsache, daß die Regelung der Anteile von jedem Bestandteil der Zusammensetzung ohne jede Abänderung auf Höhe der Meßvor­ richtung erfolgt, im Gegensatz zum Einsatzverfahren mit Dosierpumpen. Tatsächlich hat erfindungsgemäß materiell die Änderung der Anteile oder der Bestandteile selbst eine Änderung der Reihenfolge der Öffnung und des Schließens der Dreiwegeschieber zur Folge. Es gibt daher keine Ver­ änderung der mechanischen Anlage.

Diese Vereinfachung ist beträchtlich, da die Reihenfolge der Herstellung von einem Rechner gesteuert wird. Dieser kann die Herstellung aus der Entfernung verfolgen und im Fall einer dringenden Modifizierung sofort eingreifen. Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind noch erheblich vorteil­ hafter für einen automatischen Ablauf. Ein solcher ist umso vorteilhafter, als die Produktionsbereiche unter­ schiedlicher sind und häufiger abgeändert werden.

Die automatisierte Anlage benötigt keine anderen Eingänge von Informationen als die, die auf jeden Fall eingerichtet sind, nämlich die Niveaumessung der Bestandteile in den Behältern und Lagerkesseln, die Niveaumessung in den Einsatz-, Herstellungs- und Verteilungsbehältern und -gefäßen, und die Informationen, die von der oder den Meßanordnung(en) für die Bestandteilmassen zur Versorgung der Herstellung geliefert werden.

Die ggf. automatisierte Vorrichtung umfaßt auch in der Regel Meßanordnungen, die kontrollieren, daß die benötig­ ten Drücke in den Durchflußschleifen gut aufgebaut sind.

All diese Informationen werden vorzugsweise auf eine Arbeitseinheit geleitet, die auch die programmierten An­ weisungen empfängt. Diese Einheit wiederum steuert den Gang der verschiedenen Elemente der Anlage: Schieber und Pumpen, die die Herstellung des Bindemittels regeln. In Fig. 2 ist die Datenverarbeitungsanlage und die automati­ sche Steuerungsanlage mit dem Kasten 22 wiedergegeben. Die Verbindungen der Behandlungs­ einheit einerseits mit der Meßvorrichtung 14 und ande­ rerseits mit einem Dreiwegeschieber 10 ist in gestrichelten Linien schematisch dargestellt. Entsprechende Verbindungen sind mit allen Meß- und Steuerungsvorrichtungen der Anlage hergestellt, wie klar ersichtlich ist.

Die Daten, die von den verschiedenen Meßinstrumenten stammen, gestatten im übrigen ggf., den Vorrat an Be­ standteilen des Bindemittels durch die Feststellung ihres kumulierten Verbrauchs zu verwalten.

Beispielsweise umfaßt eine Bindemittelherstellung, die für die Erzeugung von Glasfaservliesen, -matten oder -platten für die Dämmung verwendet wird, die folgenden Bestandtei­ le, die in der angegebenen Reihenfolge eingeleitet wer­ den:

• - Wasser
• - ggf. modifiziertes Phenol-Formaldehydharz
• - Harnstoff in wäßriger Lösung,
• - Ammoniumsulfat in Lösung,
• - Ammoniak,
• - Ölemulsion,
• - hydrolysiertes Silan,
• - Wasser.

Wie oben angegeben, ermöglicht der Durchfluß von Wasser am Ende der Folge ein Spülen der Zuführungsleitungen. Das am Anfang der Folge eingeleitete Wasser gestattet eine gute Homogenisierung der Masse im Maße der Einleitung der verschiedenen Bestandteile. Das Wasser, das zu diesen zwei Zeitpunkten eingeleitet wird, kann z. B. in zwei Hälften eingeteilt werden.

Die Bestandteile werden bei Anwesenheit einer einzigen Meßvorrichtung getrennt nacheinander eingeleitet.

Die automatisierte Steuerung wie die manuelle Steuerung ermöglicht nicht nur, die Einleitung der verschiedenen Bestandteile in den benötigten Anteilen zu verfolgen, sondern auch, die Gesamtmenge an hergestelltem Mittel den jeweiligen Umständen anzupassen. Auf diese Weise ist es möglich, die Bindemittelmenge an die während einer Herstellungsänderung notwendige Menge genau anzupassen.

Die Zeit für die Herstellung des Bindemittels wird geregelt, um dem Verbrauchstempo zu folgen. Man spart vorteilhafterweise eine ausreichende Menge auf, um Ein­ griffe in die Herstellungsanlage zu ermöglichen. Z. B. regelt man die Dauer des Herstellungszyklus auf die Hälfte der Dauer des Verbrauchszyklus.

Wie oben angegeben kann die Menge an Bindemittel, die in jedem Zyklus hergestellt wird, sehr gering sein. Aus praktischen Gründen und um ggf. für kurze Unterbrechungen der Anlage vorzusorgen, ohne zur Unterbrechung der Pro­ duktion gezwungen zu sein, ist es trotzdem vorteilhaft, die Kapazität des Verteilerkessels zwischen seinen Mini­ mal- und Maximalfüllständen ausreichend zu halten, wobei die Menge an Bindemittel wenigstens einem Verbrauch von 15 Minuten entspricht.

Die Kapazität des Verteilerkessels ist nicht an diejenige des Einsatzbehälters oder des Herstellungsbehälters ge­ bunden. Die einzige Begrenzung besteht natürlich darin, daß das Volumen des Verteilerkessels ausreicht, um die größte Gesamtmenge an Beschickung zu fassen, die einge­ leitet wird, um im Herstellungsbehälter hergestellt zu werden.

Die vorstehend beschriebene Erfindung für die Herstellung vom Bindemitteln ist auch für die Herstellung von Zusam­ mensetzungen brauchbar, die unter denselben Bedingungen auf die Fasern gesprüht werden, selbst wenn sie nicht, oder im wesentlichen nicht zur Verbindung der Fasern mit­ einander bestimmt sind. Insbesondere ist die Erfindung anwendbar auf die Herstellung für Schmelzmittel, die z. B. hauptsächlich den Fasern einen angenehmen Griff verleihen sollen oder die Emission von Staub verhindern sollen. Die Herstellung dieser Schmelzmittel wendet auf dieselbe Weise die Vereinigung von verschiedenen flüssigen Bestandteilen an. Daher sind dasselbe Verfahren und derselbe Anlagetyp, wie die beschriebenen, für Schmelzmittel anwendbar.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Herstellung von zum Aufsprühen auf Mineralfaservliese oder -filze geeigneten flüssigen Zusam­ mensetzungen, durch die Vereinigung und Mischung von mehre­ ren flüssigen Bestandteilen, mit Einsatzbehältern (2) für die Bestandteile, die über eine oder mehrere Leitung(en) (13), deren Anzahl geringer ist als die Anzahl der Bestand­ teile, mit einem Herstellungsbehälter (12) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Leitung (13) mit einem oder mehreren Be­ schickungskreisen für die Bestandteile verbunden ist, wobei jeder Beschickungskreis einen Einsatzbehälter (2), eine Leitungsgruppe (11), die eine Umlaufschleife bildet, in der eine Umwälzpumpe (8) angeordnet ist, und einen mit der Lei­ tung (13) verbundenen Dreiwegeschieber (10) umfaßt;
daß jeder Schieber (10) zur aufeinanderfolgenden Ein­ leitung eines Bestandteils in die Leitung (13) derart steu­ erbar ist, daß je nach Stellung des Dreiwegeschiebers (10) die Gesamtmenge an Bestandteil oder nur ein Teil davon in den Einsatzbehälter zurückgeleitet wird und der andere Teil in die Leitung (13) geleitet wird;
daß an jeder Leitung (13) stromaufwärts der Schieber (10) ein Massendurchflußmesser (14) angeordnet ist; und
daß der Herstellungsbehälter (12) mit einem Ver­ brauchskreis verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einsatzbehälter (2) mit Lagerbehältern (1) verbunden sind und Meßfühler zum Einhalten einer Minimal- und Maximalbefüllung und zum Auslösen der Zuführung der Be­ standteile aus den Lagerbehältern (1) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leitung (13) an dem Ende, das am weite­ sten von ihrer Mündung in den Herstellungsbehälter (12) entfernt ist, mit einer Wasserzuführung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Massendurchflußmesser (14) auf die Messung von Bestandteil-Durchflußmengen ausgelegt ist, die mindestens der zweifachen Verbrauchsmenge entspre­ chen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verbrauchskreis einen Vertei­ lerkessel (16) umfaßt, der einlaßseitig mit dem Auslaß des Herstellungsbehälters (12) und auslaßseitig mit einer Sprühvorrichtung (18) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verteilerkessel (16) mit einer die Zusammen­ setzung umwälzenden Umlaufschleife mit Umwälzpumpe verbun­ den ist, wobei eine zu der Sprühvorrichtung (18) führende Abzweigung in dieser Schleife eine regelbare Dosierpumpe (17) enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schieber (10) in Abhängigkeit von den Informationen, die von dem Massendurchflußmesser (14) und den Meßfühlern in den verschiedenen Einsatzbehäl­ tern (2) ausgegeben werden, und gespeicherten Befehlen durch eine automatische Einheit (22) steuerbar sind.