DE3230492A1

DE3230492A1 - Rotierend angetriebener schaumgenerator

Info

Publication number: DE3230492A1
Application number: DE19823230492
Authority: DE
Inventors: Mathias 4815 Schloss Holte Mitter
Original assignee: Individual
Current assignee: Ramisch Kleinewefers GmbH
Priority date: 1982-08-17
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1984-02-23
Also published as: EP0101593A1

Description

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Mathias Mitter, Falkenstr. 57, 4815 Schloß Holte

Rotierend angetriebener Schaumgenerator

Die Erfindung betrifft einen rotierend angetriebenen Schaumgenerator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist bereits durch die US-PS 4 118 526 bekannt. Dieser Schaumgenerator arbeitet als dynamischer Schaumgenerator nach dem Prinzip des Mixers, wobei ein quirl artiger Rotor im Inneren eines Behälters angeordnet ist, der als Stator dient und das flüssige Medium zu Schaum aufschlägt. Der Nachteil dieser Schaumgeneratoren besteht darin, daß eine hohe Drehzahl erforderlich ist und daß es schwierig ist, die Abdichtung des Rotors zu erzielen. Durch die hohe Drehzahl entsteht Wärme, insbesondere im Bereich der Abdichtung.des Rotors, was den erstellten Schaum nachteilig beeinflußt.

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Weiterhin sind statische Schaumgeneratoren bekannt, beispielsweise durch die DE-OS 25 23 062. Bei den statischen Generatoren bestehen Schwierigkeiten darin, daß in diesen nur Lösungen verarbeitet werden können, die keine Feststoffe enthalten. Die Verteilung der Feststoffe in der flüssigen Phase der Lösungen ist nicht gleichmäßig. Zum Beispiel kann Latexschaum,in dem Kreide mit verarbeitet wird, mit diesen Vorrichtungen nicht verschäumt werden, so daß man bei derartigen Problemen zu dynamischen Schaumgeneratoren greifen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dynamischen Schaumgenerator zu schaffen, mit dem es möglich ist, mit relativ geringer Drehzahl zu arbeiten und die Abdichtungsprobleme vernachlässigt werden können wegen der niedrigen Drehzahl und relativ geringer Temperaturbelastung.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die angeordneten Füllkörper zwischen Rotor und Stator wird eine hohe Turbulenz im Inneren des Schaumgenerators erzielt, wodurch der Aufschäumvorgang auch bei geringer Drehzahl ermöglicht ist.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß der im Schaumgenerator direkt aufgeschäumte Schaum direkt auf die Auftragsebene gelangt, ohne daß Zuleitungen od.dgl. notwendig sind.

Durch Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 7 wird erreicht, daß die Flotte in das Innere des Schaumgenerators wie durch eine Düse einschießt.

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Weitere Kennzeichen und Merkmale ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen AusfUhrungsbeispiel.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Schaumgenerator im Querschnitt,

Fig. 2 einen kombinierten Flotten-Luft-Anschluß in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schaumgenerator, eingebaut in die Schablone, als Auftragsvorrichtung.

Der erfindungsgemäße Schaumgenerator 1 weist in seinem Inneren einen Rotor 10 auf, der als Rohr ausgebildet sein kann. Dieser Rotor hat an seiner Außenmantelfläche Schaufeln oder Vorsprünge 11, deren Formgebung unterschiedlich sein kann. Der Stator 12 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls rohrförmig ausgebildet und die Schaufeln 11 erstrecken sich nicht ganz bis zur Innenmantelfläche 112 des Stators 12.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Schaumgenerator 1 im unteren Bereich mit einem Auftragsquerschnitt 20 eines Rakelfußes 2 versehen und/ oder mit einem Querschnitt 212 im Stator 12. Der Schaumgenerator liegt mit seinem Auftragsquerschnitt 20 oder 212 direkt auf der Auftragsebene, ggf. unter Zwischenschaltung einer Siebschablone 3, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Die Auftragsebene A entspricht dem Lauf der Warenbahn 4.

Somit entspricht der Schaumgenerator im Grunde genommen einer Schlitzrakel.

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Eine Schlitzrakel ist eine Auftragsvorrichtung, vorzugsweise mit einem allseitig geschlossenen Rakelgehäuse, innerhalb welchem flüssige, verschäumte oder pastöse Medien unter atmosphärischem Druck oder einem höheren ^:" als atmosphärischem Druck stehen. Die Schlitzrakel hat im allgemeinen einen spaltförmigen, gegen die Warenbahn bzw. die Schablone gerichteten Austrittsbereich zum Auftrag eines Mediums auf ebene Warenbahnen, vorzugsweise mit Siebdruckmaschinen. Dabei ist das Rakelgehäuse mit Zuführungsrohren od.dgl. für das Medium versehen und die Schlitzrakel ist außerhalb der Schablone in Rakelhaltern einstellbar gelagert. Dies kann auch mit dem erfindungsgemäßen Schaumgenerator 1 erfolgen. Der Unterschied zu einer normalen Schlitzrakel besteht im wesentlichen darin, daß innerhalb desselben das Medium verschäumt wird.

Innerhalb der rotierenden Siebschablone 3, die auch als Sieb ausgebildet sein kann, also gemustert oder nicht gemustert ist, befindet sich diese Auftragsvorrichtung, die sich über die Arbeitsbreite erstreckt.

Eine rotierende Schablone in ihren Lagerungen und in ihrer Ausbildung ist beispielsweise in der DE-PS 20 26^ dargestellt und beschrieben.

Im Inneren des Schaumgenerators 1, der als Rohr ausgebildet sein kann, wird ein beliebiges Auftragsmedium aufgeschäumt, beispielsweise Farbflotte. Der Innenraum des Schaumgenerators ist mit 14 bezeichnet.

In diesem Innenraum befinden sich erfindungsgemäß freibewegliche Füllkörper 5, die durch ihre Bewegung, ausgelöst durch Drehung des Rotors 10, die Flotte verschäumen sollen.

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Das Auftragsmedium kann als Basis eine beliebige Flotte haben, die auch mit Feststoffen durchsetzt sein kann. Diese Flotte kann mehr oder weniger viskos sein, im wesentlichen ist an Farbflotten gedacht, es können aber auch Textilveredlungsmittel aufgeschäumt werden. Als Auftragsmittel lassen sich somit die unterschiedlichsten Chemikalien denken. Es können Farbstoffe und Farbpasten zum Drucken und Färben aufgeschäumt werden. Es kann aber auch Latexschaum derart aufgeschäumt werden, der dann als Schicht aufgetragen wird. ^Es kann sich auch um Behandlungschemikalien und verschäumte Ausrüstungschemikalien handeln.

Als Substrat kommen Warenbahnen mit faseriger Struktur in Betracht, wie Textilien aller Art, darunter auch Teppiche, Florware, wie Samte, ferner Vliese, aber auch Filze sowie Non-wovens, ggf. auch Papier, Folien u.dgl., auch solche, die beschichtet werden sollen.

Auch der Begriff "rotierende Schablone" ist nicht einschränkend zu verstehen. Es braucht sich nicht um eine Schablone im eigentlichen Sinne zu handeln. Schablonen oder Siebzylinder können bemustert oder unbemustert sein. Es kann sich auch um Bandschablonen oder um Siebbänder handeln.

Wesentlich ist, daß im Innenraum 14 zwischen Rotor und dem Stator freibewegliche Füllkörper eingelegt sind, die eine Aufschäumung der zugeführten Flotte bewirken.

Die Flotte wird zugeführt durch einen kombinierten Flotten-Luft-Anschluß 6. Dieser ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel in den oberen Zenitbereich, des rohrartigen Stators 12 gesetzt und spritzt die Flotte unter Einwirkung der Luft durch Öffnungen 15 in den Innenraum 14.

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Der Flotten-Luft-Anschluß weist eine tangentiale Flottenzuführung 60 auf, wobei die Flottenzuführung oder Flottenzuführungsleitung tangential in einen kalottenartigen Körper mündet. Die Einspritzung erfolgt in Pfeilrichtung B.

Der kalottenartige Körper 61, dessen untere Rundung und Rundungsöffnung direkt übergeht in eine der Öffnungen 15, weist mittig die Luftzuführung 62 auf. Die Luft, vorzugsweise Druckluft, wird in Pfeilrichtung C in die Luftzuführung 61 eingeblasen. Flottenzufuhr und Luftzufuhr sind Steuer- und/oder regelbar. Dies ist für den Auftrag verschäumter Chemikalien wichtig. Dabei muß bei und während der Schaumherstellung die Zuführung gleichmäßig über den gesamten Produktionszeitraum erhalten werden, wobei noch eine gleichmäßige einstellbare Schaummengenzuteilung pro Flächeneinheit des zu behandelnden Substrates, also der Warenbahn 4, gewährleistet sein muß. Es muß auch eine gleichmäßige Flüssigkeitsabgabe an das zu behandelnde Material gewährleistet sein. Diese Flüssigkeitsabgabe erfolgt durch den Zerfall des Schaumes beim Durchtritt durch die Siebschablone 3. In diesem Bereich wird Flotte wieder frei. Genaue Mengenkontrollen des zuzuführenden Mediums, nämlich Flotte und Luft, ist notwendig, um zu erzielen, daß auch eine gleichmäßige Menge auf die Ware gelangt.

Die vorhandenen freibeweglichen Füllkörper bewirken auch gleichzeitig, daß immer neu erstellter Schaum zur Verfügung steht und daß es nicht vorkommen kann, daß der Schaum irgendwie im System altert. Je nach Verbrauch kleiner oder großen Mengen von Schaum, geringe oder hohe Produktionsgeschwindigkeiten und für Materialien unterschiedlicher Konstruktion mit unterschiedlichen Auftragsrespektive Aufnahmebedingungen wird Luft und Flotte zugeführt, um neu aufzuschäumen. Wird nichts verbraucht, so kann allein durch Drehung des mit Schaufeln 11 od.dgl.

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versehenen Rotors und durch die einfache Abdichtung des stehenden Schaumgenerators auf der Ware ein Stillstand insofern erzielt werden, als daß kein neuer Schaum hergestellt wird, sondern daß der bereits hergestellte Schaum durch die Vorrichtung in gleichmäßig verschäumtem Zustand gehalten wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß in irgendwelchen Ecken und Winkeln sich Altschaum bildet, Flotte freisetzt und das nachfolgende Produktionsergebnis negativ beeinflußt.

In Fig..2 ist eine Draufsicht auf den Flotten-Luft-Anschluß 6 gezeigt, durch den die Flotte tangential zugeführt, in der Kalotte in Drehung versetzt und durch die mittig zugeführte Druckluft wie durch eine Düse durch die Öffnung 15 in den Innenraum 14 gelangt. Im Innenraum 14 stößt diese Flotten-Luft-Kombination auf die freibeweglichen, sich turbulent bewegenden Füllkörper 5, die aus beliebigem Material sein können. So können es Glaskugeln, Stahlkugeln, Kunststoffkugeln u.dgl. sein, es besteht aber auch die Möglichkeit, andere Formteile, wie polygone Teile oder auch ungleichmäßig ausgebildete Teile, als Füllkörper zu wählen. Diese Füllkörper sollten chemisch resistent sein. Insbesondere Auftragsgemische aus Farben und Farbpasten, Veredlungschemikalien usw. sind relativ aggressiv und das Material der Füllkörper muß sich den zu verarbeitenden Chemikalien anpassen.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung innerhalb eines Siebzylinders bzw. einer Siebschablone 3 gezeigt, wie sie an sich bekannt ist. Der Rotor 10 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Rohr, an dem sich vier Schaufeln 11 oder dgl. befinden, die sich axial über seine Länge erstrecken. Der Rotor 10 ist in Lagern 110 und 210 gelagert, die sich durch flanschartige Scheiben HO¹ und 210' an der Innenmantelfläche des Stators 12

abstützen. Der Stator 12 wiederum ist in höhenverstellbaren

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Lagern 16 gelagert, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 außerhalb der Schablone liegen.

Der Rotor weist eine Antriebsachse 310 auf, die von einem Antrieb bewegt wird, bestehend aus Motor 410 und Getriebe 510.

Dieser Antrieb ist mit einem Deckel 312 des Stators 12 verbunden.

Ein weiterer Deckel 412 schließt den Stator auf der gegenüberliegenden Seite und beide Endlager 312 und 412 tragen über Rohrstutzen od.dgl. die Endlager 16 des Schaumgenerators 1, die mit vertikalen Führungen 116 versehen sind. Diese liegen in nicht dargestellten Einstellagern in den Druckköpfen oder auf dem Maschinengestell. Somit läßt sich die Gesamtvorrichtung in der Höhe, aber auch in horizontalen Richtungen einstellen.

Den eigentlichen Innenraum 14, in dem die Verschäumung erfolgt, schließen die flanschartigen Scheiben 110' und 210' endseitig ab. Da die Vorrichtung relativ langsam laufen kann im Verhältnis zu vorbekannten Verschäumungsgeneratoren, spielt das Dichtungsproblem keine entscheidende Rolle und es genügt eine einfache Abdichtung 17 auf jeder Lagerseite der Welle 310.

Drehbeweglich sind also nur der Rotor 10 mit seinen Schaufeln 11, seine Antriebswelle 310 und freibeweglich sind die Füllkörper 5, die in die Vorrichtung nur eingepunktet sind, um das Bild nicht zu verwirren.

Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, daß die Möglichkeit gegeben ist, mehrere Flotten-Luft-Anschlüsse 6 über die Breite der Vorrichtung verteilt vorzusehen, wobei jeder Flotten-Luft-Anschluß wieder gesondert für sich von den Flotten- und Luftzuführungen 60, 62 gespeist wird.

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Bei allen Schaumgeneratoren muß berücksichtigt werden, daß Schaum nicht allein durch das Vorhandensein von Tensiden einer Flüssigkeit entsteht oder durch das Vorhandensein von zwei unterschiedlichen Chemikalien, die gemeinsam eine Verschäumung bewirken, in die Flotte müssen, verursacht durch mechanische Einflüsse, Luft oder ein Gas eingetragen werden. Der Eintrag dieses Gases oder der Luft in die Flotte erfolgt durch die Bewegung des Rotors 11 und eigentlich wesentlicher durch die freibeweglichen Füllkörper, die diesen Eintrag erleichtern.

Schaum besteht aus Bläschen, welche an ihrer Oberfläche einen gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm aufweisen und ein Gas einschließen. Diese Bläschen werden zerstört, wenn sie auf ein Material treffen, daß den Bläschen die Flüssigkeit entzieht. Es kann trockenes Material oder noch flüssigkeitsaufnahmefähiges nasses Material sein. Beim Zerstören eines Bläschens wird die vom Bläschen transportierte Flüssigkeitsmenge freigesetzt. Somit erfolgt in dem erfindungsgemäßen Schaumgenerator eine ständige Umsetzung der Flotte, d.h., werden durch die Bewegung der freibeweglichen Füllkörper 5 Bläschen zerstört, so geben sie Flotte frei, selbstverständlich in Minimalmengen und gleichzeitig verursachen dann die weiter auf die freigesetzte minimale Flüssigkeitsmenge einwirkenden Füllkörper eine neue Verschäumung. Die verschäumte Flotte bleibt somit in dem erfindungsgemäßen Schaumgenerator jung.

Der erfindungsgemäße Schaumgenerator kann gleichzeitig als Auftragselement dienen, er kann aber auch eingesetzt werden, einem beliebigen Auftragselement Schaum über Leitungen zuzuführen. In einem solchen Fall werden die Querschnitte 212 des Stators 12 an entsprechende Weiterleitungen oder Zuführungsleitungen zu einem Auftragselement oder einer Auftragsvorrichtung angeschlossen.

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Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur besonders vorteilhaft, weil mit ihm der Direktauftrag möglich ist. Dieser Direktauftrag wird erleichtert durch die genaue Distanzgebung der Endbegrenzungsscheiben oder flanschartigen Scheiben 110', 210' zur Begrenzung des Verse häumungsraumes oder Innenraumes 14 und dem genau dazu passenden durchgehenden Auftragsschlitz oder Auftragsquerschnitt 20, der in seiner Länge dem Verschäumungsraum entspricht.

Ob nun die Füllkörper gleichmäßig oder ungleichmäßig
sind, in welcher Form das Flotten-Luft-Gemisch, was
durch die Flotten- und Luftanschlüsse 6 eingebracht wird, geregelt oder gesteuert wird und die genaue Ausbildung der Mitnehmer, die vorzugsweise radial stehen und über die Gesamtlänge gezogen sind, läßt sich den jeweiligen Verhältnissen anpassen, so daß bei der konkreten Ausführung der Vorrichtung Variationen denkbar und möglich sind.

Die offenbarten Merkmale, einzeln und in Kombination
werden, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

Patentanwälte : Dr. toesenbeck (1980) -. ; ■ ; .-' Mitter DipWng. Stracke Dipi--ing. Loesenbeck Jcüficckei Sit. 164,4800 Bitfeld 1 9/5 Patentansprüche

1. Rotierend angetriebener Schaumgenerator zur Herstellung von Schäumen für den Auftrag auf Warenbahnen zum Färben, Drucken, Beschichten oder Behandeln derselben mit einem mit Mitnehmern versehenen Rotor und einem Stator, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (10) und dem Stator (12) freibewegliche Füllkörper (5) eingelegt sind.

2. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumgenerator (1) mit einem Auftragsquerschnitt (212,20) versehen ist und direkt auf der Auftragsebene (A) angeordnet ist.

3. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftragsquerschnitt als Auftragsschlitz (20) ausgebildet ist, der sich über die Arbeitsbreite erstreckt.

4. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaumgenerator (1) ein Auftragsschuh oder Rakelfuß (2) angeordnet ist, der mit einem durchgehenden Auftragsschlitz (20) versehen ist, der seinerseits über Durchtrittsquerschnitte (212) des Schaumgenerators (1) speisbar ist.

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5. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Rotor (10) ein Rohr angeordnet ist, das an seiner Oberfläche mit Mitnehmern (11), wie Schaufeln, Vorsprüngen od.dgl. versehen ist.

6. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumgenerator einen kombinierten Flotten-Luft-Anschluß (6) aufweist.

7. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Flotten-Luft-Anschluß (6) eine tangentiale Flottenzuführung (60) zu einer mittig angeordneten Luftzuführung (62) aufweist.

8· Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Flotten-Luft-Anschluß (6) einen kalottenartigen Körper (61) aufweist, der auf einer zugehörigen öffnung (15) des Stators (12) aufsetzt.

9· Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl kombinierter Flotten- und Luftanschlüsse (6) über die Arbeitsebene verteilt am Schaumgenerator (1) befestigt sind.

10. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1 und einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freibeweglichen Füllkörper (5) Kugeln oder polygone Teile sind.

11· Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freibeweglichen Füllkörper (5) ungleichmäßige Teile sind.

12. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freibeweglichen Füllkörper (5) gleichmäßige Teile sind.

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13. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freibeweglichen Füllkörper (5) chemisch resistente Teile sind.

14. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1 und einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) in Lagern (110 und 210) liegt, die mit Dichtungen versehen sind und die flanschartige Abdichtungsscheiben_;Endbegrenzungsscheiben (110·, 210·) tragen, die den Innenraum (14), der als Verschäumungsraum dient, begrenzen.

15. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1 und einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (12) endseitig Deckel (312,412) trägt, die über vorzugsweise Rohrstutzen höhenverstellbare Endlager (16) tragen.

16. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1 und einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (10) sich über die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung erstreckt.

17. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Auftragsschlitz (20) in seiner Länge der Arbeitsbreite und dem Verschäumungsraum entspricht.

18. Rotierend angetriebener Schaumgenerator nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (11) Schaufeln od.dgl. sich über die Gesamtarbeitsbreite erstrecken und radial in den Innenraum (14) sich erstreckend ausgebildet sind.