DE60222245T2

DE60222245T2 - Spritzvorrichtung

Info

Publication number: DE60222245T2
Application number: DE2002622245
Authority: DE
Inventors: John Sydney Oatley COTTIER; Chris Carlingford CURRAN; Geoffry Upper Beaconsfield DOW
Original assignee: James Hardie International Finance BV
Current assignee: James Hardie International Finance BV
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2022-03-02
Also published as: MY141057A; DE60235531D1; US20100124860A1; CN100391883C; US8153245B2; BR0207804A; MY128723A; EP1370401A4; JP2004520975A; KR100870627B1; JP2004523351A; EP1377440A4; MXPA03007891A; US20020179220A1; AR033610A1; CN1612847A; CA2439484A1; AU2008201088A1; US7704316B2; BR0207805A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftragen von Schlamm auf ein Substrat durch Sprühen.
Die Erfindung wurde hauptsächlich zur Verwendung in Bezug auf die Produktion von Platten aus faserverstärktem Zement entwickelt, der aus zementartigem Schlamm hergestellt wurde, und wird hauptsächlich unter Bezug auf diese Anwendung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf diesen spezifischen Verwendungsbereich beschränkt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die folgende Beschreibung der vorherigen Erfindung dient zur Präsentation der Erfindung in einem geeigneten technischen Zusammenhang und ermöglicht, dass ihre Bedeutung richtig eingeschätzt wird. Wenn nicht deutlich anders angegeben, darf ein Hinweis auf eine vorherige Erfindung in dieser Spezifikation nicht als Zugeständnis verstanden werden, dass diese Erfindung weithin bekannt ist oder Allgemeinkenntnisse auf dem Fachgebiet der Erfindung darstellen.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Auftragen von Flüssigkeiten auf Substrate bekannt. Zum Beispiel wird bei einem Prozess ein Sprühbalken verwendet, wobei eine flüssige Beschichtung, wie zum Beispiel ein Lack oder Grundierungsmittel, durch in Abständen angebrachte Düsen gespritzt und zerstäubt wird, um das Substrat, das im typischen Fall stufenweise unter dem Sprühbalken an einem Förderer durchgeht, zu beschichten. Ein Problem mit Geräten dieser Art ist, dass die relativ feinen Düsen, die erforderlich sind, um den Zerstäubungsgrad zu erhalten, der für eine gleichmäßige Beschichtung erforderlich ist, leicht verstopft werden könnten, was besonders bei Schlamm, der solide Teilchen in Suspension enthält, der Fall ist. Das bewirkt ein uneinheitliches Auftragen und erfordert eine häufige Reinigung, die zeitaufwändig und kostenintensiv ist und den Produktionsprozess unterbricht. Ein Zerstäuben stellt im Fall von visköseren Flüssigkeiten und Schlämmen ebenfalls ein Problem dar.
Ein weiteres bekanntes Gerät ist ein Vorhang-Auftragswerk, bei dem eine Bahn bzw. ein Vorhang aus flexiblem Stoffmaterial eingesetzt wird, das über das sich bewegende Substrat gehängt wird und mithilfe einer direkten Wischbewegung eine Beschichtung aufträgt. Vorhang-Auftragswerke sind bekannt für ihre ungleichmäßige Beschichtung, sind nicht gut zur Verwendung mit Schlämmen geeignet, haben Einschränkungen bezüglich der Geschwindigkeit, mit der sie effektiv in einem Produktionsumfeld betrieben werden können, und sind nicht gut zum Auftragen relativ dicker Beschichtungen adaptiert.
Eine weitere Form von Auftragsgerät ist gewöhnlich ein Flut-Auftragswerk, das im Wesentlichen durch Bilden einer Flüssigkeitsmenge auf dem Substrat und Ausbreiten der Flüssigkeit auf der Oberfläche mit Luftdüsen funktioniert. Auch bei dieser Technik gibt es jedoch Einschränkungen bezüglich der Gleichmäßigkeit der Beschichtung, der Viskosität der Flüssigkeit bzw. des Schlammes, die verwendet werden kann, und die Stärke der Schicht bzw. der Beschichtung, die aufgetragen werden kann.
Diese bekannten Arten von Vorrichtungen haben deshalb gewöhnlich eine Vielfalt an Einschränkungen, zum Beispiel werden sie leicht verstopft, sie beschichten ungleichmäßig, haben Einschränkungen bezüglich der Geschwindigkeit, Einschränkungen bezüglich der Breite der Trägerbahn, auf das die Beschichtung aufgetragen werden kann, Einschränkungen bezüglich der Konsistenz der Flüssigkeit und des Schlammes, die aufgetragen werden können, oder eine Kombination aus einem oder mehreren dieser Mängel. Die Vorrichtungen werden im typischen Fall auch so adaptiert, dass relativ dünne äußere Oberflächenbeschichtungen aufgetragen werden, im Gegensatz zu Zwischenschichten einer beträchtlichen Stärke als Teil einer laminierten Platte. Aufgrund dieser Einschränkungen sind diese vorherigen Vorrichtungen gewöhnlich zur Verwendung bei der Herstellung von Trägerbahnen und insbesondere Platten aus faserverstärktem Zement einer beträchtlichen Größe und relativ hohen Geschwindigkeit ungeeignet.
Eine weitere bekannte Form der Vorrichtung ist eine Sprühbeschichtungsvorrichtung, wie z. B. in Dokument DE-198 28 102 enthalten, die eine Drehwalze mit einer radialen Reihe von flexiblen Filamenten oder Borsten verwendet, um eine Schicht auf ein Substrat aufzusprühen. Sprühbeschichtungsvorrichtungen werden z. B. zum Auftragen von Oberflächenbeschichtungen auf Ton- oder Steinfliesen an einer Produktionsanlage verwendet. Sprühbeschichtungsvorrichtungen können einige der Mängel der anderen bekannten Formen von Beschichtungsgeräten, besonders bezüglich Verstopfungen, in einem gewissen Ausmaß bewältigen. Im Rahmen der Herstellung von Trägerbahnen weisen bekannte Sprühbeschichtungsvorrichtungen außerdem inhärente Einschränkungen auf.
Insbesondere sind bekannte Sprühbeschichtungsvorrichtungen nicht in der Lage, den Applikationsprozess auf intermittierender Basis zu stoppen und wieder zu starten, um eine präzise gesteuerte Beschichtung oder Laminierung zu ermöglichen. Das ist besonders bei denjenigen Arten von Schlämmen der Fall, die im typischen Fall bei der Produktion von Platten aus faserverstärktem Zement verwendet werden, und zwar wegen der relativ flüssigen Konsistenz, die erforderlich ist, um eine Selbstglättung sicherzustellen, und wegen der daraus resultierenden Neigung von Schlamm, auf das Substrat zu tropfen, auch nachdem die Schlammversorgung abgeschaltet oder die Sprühwalze vorübergehend gestoppt wurde.
Diese präzise Kontrolle des intermittierenden Stoppens und Startens des Applikationsprozesses ist besonders in einem Umfeld der Hochgeschwindigkeitsproduktion wichtig, in dem verschiedene Chargen von Platten mit unterschiedlichen Schichten, Stärken oder Eigenschaften aufeinanderfolgend durch das Beschichtungsgerät laufen müssen, und eine ungenaue vorübergehende Kontrolle kann ein ungleichmäßiges Auftragen oder ein Überlaufen der Beschichtung von einer Charge auf die nächste Produktcharge zur Folge haben.
Eine weitere Schwierigkeit entsteht aufgrund der Tatsache, dass es bei der Herstellung von Platten aus faserverstärktem Zement oder anderen Produkten, bei denen zementartige Schlämme verwendet werden, wünschenswert ist, die Schlammversorgung zum Gerät selbst nicht zu stoppen, da das zu einer Stockung oder Ansammlung von Schlamm im Gerät oder in vorgeschalteten Bereichen des Prozesses führen kann. Das kann wiederum ein Überlaufen, Änderungen der Konsistenz oder Konzentration des Schlammes, ein Absetzen oder eine Sedimentbildung des Schlammes, oder unerwünschte Variationen anderer Prozessparameter zur Folge haben.
Bekannte Sprühgeräte berücksichtigen keine präzise Unterbrechung des Schlammapplikationsprozesses, außerdem ermöglichen Sie keine Unterbrechung ohne Stoppen der Schlammversorgung zum Gerät. Sie sind deshalb nicht effektiv dabei, einen genau kontrollierten, intermittierenden Applikationsprozess besonders in einem Umfeld der Hochgeschwindigkeitsproduktion für Trägerbahnen zu ermöglichen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, einen oder mehrere Nachteile der vorherigen Erfindung zu bewältigen oder zu verbessern, oder zumindest eine nützliche Alternative bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit bietet die Erfindung eine Vorrichtung zum Auftragen von Schlamm auf ein Substrat, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet:
eine Abgabefläche, die so angeordnet ist, dass sie eine Schicht Schlamm halten kann;
ein Sprühgerät, das so adaptiert wurde, dass es nahe an der Abgabefläche positioniert und so bewegt werden kann, dass es den Schlamm von der Abgabefläche auf das Substrat sprühen kann;
eine Umwälzvorrichtung, die einen kontinuierlichen Durchfluss des Schlammes vor der Abgabefläche ermöglicht, und
Regulierungsmittel zur selektiven Variierung oder Unterbrechung des Schlammdurchflusses von der Abgabefläche auf das Substrat, ohne den Durchfluss des Schlammes vor der Abgabefläche zu unterbrechen.
Die Begriffe „sprühen", „sprüht" und ähnliche, in diesem Dokument verwendete Begriffe, dienen dazu, alle Applikationstechniken zu umfassen, wobei Schlamm auf eine Oberfläche oder ein Substrat in Form von Tröpfchen, Kügelchen, Teilchen oder zerstäubt aufgetragen wird, egal, ob das durch Bürsten, Schnippen, Drehen, Sprühen, Rühren, Zerstäuben oder andere Streuungsmethoden, oder mithilfe von mechanischen, elektrostatischen, hydrostatischen, hydrodynamischen, Schwerkraft- oder anderen Methoden erfolgt. Wenn durch den Inhalt nicht deutlich anderweitig angegeben, müssen die Wörter „umfassen", „umfasst" oder Ähnliches im inklusiven Sinn im Gegensatz zum exklusiven oder erschöpfenden Sinn ausgelegt werden, d. h. im Sinn von „einschließlich, aber nicht darauf beschränkt".
Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise einen Behälter, der Schlamm enthält und dem Regulierungsmittel vorgeschaltet ist. Vorzugsweise beinhaltet der Behälter einen Einlass zum Leiten von Schlamm von einer Versorgungsquelle und einen Auslass, der mit dem Regulierungsmittel verbunden ist.
Das Regulierungsmittel enthält vorzugsweise ein Paar Barriereelemente, die selektiv bewegbar sind, um einen Zwischenraum eines variablen, effektiven Querschnittsflussbereichs zu definieren, wobei eine selektive Regulierung der Durchflussrate von Schlamm vom Behälter, zwischen den Barriereelementen durch den Auslass und zur Abgabefläche ermöglicht wird. Vorzugsweise wurden die Barriereelemente selektiv in einer geschlossenen Konfiguration adaptiert, um den Durchfluss zwischen dem Behälter und der Abgabefläche abzuschalten.
Vorzugsweise umfasst eines der Barriereelemente eine erste zylindrische Walze, die um eine erste Achse drehbar ist. Das andere Barriereelement ist vorzugsweise eine zweite zylindrische Walze, die um eine zweite Achse parallel zur ersten Achse drehbar ist. Die Walzen sind vorzugsweise so konfiguriert, dass sie sich in entgegengesetzter Richtung drehen.
Die erste Walze hat vorzugsweise die Form einer Abgabetrommel, deren Außenfläche die Abgabefläche darstellt. Die zweite Walze hat vorzugsweise die Form einer Dosierwalze, die selektiv in Richtung der Abgabetrommel und von ihr weg bewegt werden kann.
Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise einen Hauptrahmen, der die Abgabetrommel trägt, und einen ersten Hilfsrahmen, auf dem die Dosierwalze montiert ist, wobei der erste Hilfsrahmen um eine dritte Achse, die parallel zur zweiten Achse und in einem Abstand von ihr angebracht ist, drehbar ist, und die dabei so eingestellt werden kann, dass die Dosierwalze in Richtung der Abgabetrommel und von ihr weg bewegt werden kann, während eine parallele Ausrichtung zwischen ihnen aufrechterhalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung ein erstes Hydraulik- oder Druckluft-Betätigungsmittel, das zwischen dem Hauptrahmen und dem ersten Hilfsrahmen verläuft und zum Bewegen der Dosierwalze und der Abgabetrommel aneinander oder voneinander weg dient.
Vorzugsweise hat das Sprühgerät eine Vielzahl von elastisch flexiblen, länglichen Sprühelementen in Form von Borsten, die von einem zylindrischen Aufbau, der um eine vierte parallele Achse gedreht werden kann, radial nach außen verlaufen. Der Aufbau und die Sprühelemente bilden vorzugsweise zusammen eine Sprühwalze.
Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise außerdem einen zweiten Hilfsrahmen, auf dem die Sprühwalze montiert ist, wobei der zweite Hilfsrahmen um eine fünfte Achse drehbar ist, die im Wesentlichen parallel und in einem Abstand zur vierten Achse verläuft. Ein zweites Betätigungsglied verläuft vorzugsweise zwischen dem Hauptrahmen und dem zweiten Hilfsrahmen, um eine unabhängig verstellbare Bewegung der Sprühwalze in Richtung der Abgabetrommel und von ihr weg zu bewirken, damit eine selektive Variierung oder Unterbrechung des Sprühvorgangs als Teil des Regulierungsmittels ermöglicht wird.
Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise einen Tank zur Lagerung einer gewissen Menge Schlamm und eine Abgabeleitung zum Leiten des Schlammes vom Tank zum Behälter durch den Einlass.
In einer Ausführungsform wird der Behälter durch einen Tank definiert, der unmittelbar über der Abgabe- und Dosierwalze positioniert ist. In einer alternativen Ausführungsform ist der Behälter einfach ein Lagerungsbereich zwischen den angrenzenden Walzen, vorzugsweise der Abgabewalze und einer anliegenden Leitrolle, wobei die Dosierwalze über der Abgabewalze positioniert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schlamm ein zementartiger Schlamm, und besser noch besteht er aus einer Mischung von Siliciumdioxid, Zement, Wasser und wahlweisen anderen Zusätzen.
Die Vorrichtung ist besonders zum Auftragen einer ästhetischen oder zweckmäßigen Beschichtungsschicht auf ein bestehendes Substrat geeignet. In einer Ausführungsform ist der Schlamm ein selbstglättender, entwässerbarer Schlamm mit einem Feststoffgehalt von zwischen 50 % und ca. 90 %. Der Schlamm enthält vorzugsweise eine Entwässerungshilfe in ausreichender Menge, um eine Entwässerung des Schlammes, vorzugsweise durch ein Substrat, mit oder ohne Vakuumhilfe zu ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur mithilfe von Beispielen unter Hinweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei
1 eine Perspektivendarstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist;
2 eine diagrammatische Seitenansicht der Vorrichtung von 1 ist;
3 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung von 1 ist;
4 eine schematische Seitenansicht ist, die eine alternative Ausführungsform der Erfindung enthält.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Unter ursprünglicher Bezugnahme auf 1 bis 3 bietet die Erfindung eine Vorrichtung 1 zum Auftragen eines zementartigen Schlammes auf ein Substrat 2 in Form einer laminierten Trägerbahn, die sich gerade im Herstellungsprozess befindet. Weit gefasst bedeutet das, dass die Vorrichtung 1 einen länglichen Behälter 3 beinhaltet, der den Schlamm enthält, und eine Abgabetrommel 4 mit einer äußeren Abgabefläche 5 zum Tragen einer Schicht des Schlammes vom Behälter, die durch Oberflächenspannung haftet. Das Regulierungsmittel 6, einschließlich einer zylindrischen Dosierwalze 7, wurde so adaptiert, das es die Durchflussrate des Schlammes vom Behälter zur Abgabefläche selektiv reguliert, und eine Sprühwalze 8 ist so angeordnet, dass sie den Schlamm von der Abgabefläche auf das Substrat sprüht. Diese Merkmale der Erfindung werden unten ausführlicher beschrieben.
Am oberen Teil des Behälters 3 befindet sich eine Reihe von Einlässen 9 zum Leiten des Schlammes von einer Versorgungsquelle in Form eines 500-1-Schlammvorratstanks 10 (siehe 3), der sich unter der Ebene der Vorrichtung befindet. Der Schlamm wird durch eine Pumpe (nicht gezeigt) vom Haupttank über einen Verteiler 11 an den Behälter geleitet. Der Verteiler beinhaltet eine Sammelleitung 12 in Fluidverbindung mit dem Haupttank 10, und eine Reihe von parallelen Förderleitungen 13, die von der Sammelleitung durch die Einlässe 9 in den Behälter führen, um den Schlamm, wie durch die Pfeile A in 3 gezeigt, bereitzustellen. Ein Überlaufrohr 14 ist zwischen dem Behälter und dem Haupttank angeschlossen und dient zum erneuten Umwälzen des Schlammes zum Tank, wenn ein vorbestimmter Pegel im Behälter überschritten wird, um ein Überlaufen zu verhindern, wie durch Pfeil B angezeigt.
Die Abgabetrommel 4 ist im Wesentlichen eine zylindrische Walze, die so montiert ist, dass sie sich in der von Pfeil C angezeigten Richtung über eine erste Achse 15 auf einem Hauptrahmen 16 dreht. Die Trommel 4 ist unter dem Behälter angebracht und verläuft parallel zur Mittellinie des Behälters, ist aber längsweise relativ dazu versetzt. Die Trommel ist unter einem Auslass 17 des Behälters angebracht und befindet sich somit im Pfad des Schlammes, der vom Behälter nach unten fließt, wie durch Pfeil D angezeigt. Somit fließt Schlamm vom Behälter direkt auf die Abgabefläche 5.
Die Abgabetrommel 4 wird in Verbindung mit der Dosierwalze 7 betrieben, um den Auslass zu definieren und um einen Bestandteil des Regulierungsmittels 6 zu bilden, wie oben angegeben. Die Dosierwalze 7 ist auf einem ersten Hilfsrahmen 18 angebracht und dreht sich in einer Richtung, die von Pfeil E angezeigt wird, um eine zweite Achse 19, die parallel zur ersten Achse 15 verläuft. Der Hilfsrahmen 18 ist wiederum auf dem Hauptrahmen 16 angebracht und dreht sich um eine dritte Achse 20, die parallel zur zweiten Achse 19 verläuft. Die Abgabetrommel und die Dosierwalze werden drehbar von einem Motor in entgegengesetzten Richtungen über einen Kettenantriebsaufbau (nicht gezeigt) angetrieben. Sowohl die Abgabetrommel als auch die Dosierwalze sind verchromt, um die erforderliche Oberflächenhärte herzustellen. In alternativen Ausführungsformen können die Trommel und die Walze zusätzlich oder anderenfalls mit Polyurethan, Carbid oder anderen geeigneten Oberflächenbeschichtungen, -behandlungen oder -finishes beschichtet werden.
Ein Aktivierungsmechanismus, der einen Zylinder 21 beinhaltet, wird zum einstellbaren Rotieren des ersten Hilfsrahmens 18 bereitgestellt, so dass sich die Dosierwalze 7 in Richtung der Abgabetrommel oder von ihr weg bewegt, wie durch Pfeil F angezeigt. Es versteht sich deshalb, dass die Abgabetrommel und die Dosierwalze als ein Paar Barriereelemente dienen, das einstellbar ist und zum Leiten oder Blockieren des Durchflusses von Schlamm vom Behälter zur Oberfläche der Abgabetrommel einen Zwischenraum 22 definiert. Somit wird der effektive Querschnittsbereich des Zwischenraums 22 durch eine Bewegung der Dosierwalze in Richtung der Abgabetrommel oder von ihr weg variiert, und diese Bewegung reguliert somit die Durchflussrate des Schlammes auf die Abgabefläche. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet der Zylinder 21 eine Schraube und wird durch Drehen betätigt. In anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) könnte es sich um einen Druckluft- oder Hydraulikzylinder handeln.
Die Sprühwalze 8 beinhaltet einen zylindrischen Aufbau 23 und eine Vielzahl von elastisch flexiblen, länglichen Sprühelementen in Form von Borsten 24, die vom Aufbau radial nach außen verlaufen. Die Sprühwalze ist auf einem zweiten Hilfsrahmen 25 montiert, und dreht sich um eine vierte Achse 26 parallel zu den anderen Achsen. Der zweite Hilfsrahmen 25 ist wiederum auf dem Hauptrahmen 16 montiert und dreht sich um eine fünfte parallele Achse 27. Ein zweiter Zylinder 28 dient zum Drehen des zweiten Hilfsrahmens 25 um seine Achse 27 und somit zum einstellbaren Bewegen der Sprühwalze 8 in Richtung der Abgabetrommel 4 oder von ihr weg, wie durch Pfeil G angezeigt. Die Sprühwalze 8 wird drehbar durch einen Motor über einen Keilriemen- und Riemenscheibenaufbau (nicht gezeigt) angetrieben.
Eine Überlaufwanne 29 befindet sich am unteren Teil der Vorrichtung und ist so positioniert, dass sie überlaufenden Schlamm vom Behälter auffingt, der von der Dosierwalze und Abgabetrommel oder zwischen sie fällt, ohne von der Sprühwalze 8 aufgenommen zu werden.
Die Vorrichtung ist bei ihrem Einsatz quer über einen Förderer (nicht gezeigt) angebracht, der einen Bestandteil einer Produktionsanlage zum Formen einer Platte oder zum Integrieren einer Schicht von Material, die aus dem Schlamm geformt wurde, darstellt. Die Platte könnte evtl. fibrös oder laminiert sein. Man stellt sich jedoch vor, dass die Erfindung idealerweise bezüglich der Herstellung von Platten aus laminiertem, faserverstärktem Zement verwendet und in diesem Zusammenhang in den bekannten „Hatschek"-Prozess integriert wird.
Wenn die Platte unter dem Förderer durchläuft, wird die Vorrichtung aktiviert, und Schlamm kann vom Behälter nach unten auf die sich drehende Abgabetrommel 4 fließen. Die Sprührolle 8 dreht sich ebenfalls, wobei die Borsten 24 über die Abgabetrommel gezogen werden, um Schlamm von der Schicht, die auf der Abgabefläche der Trommel gebildet wurde, aufzunehmen. Wenn die Borsten von der Abgabetrommel entfernt sind, schnippen sie den Schlamm und sprühen ihn auf die darunter befindliche Platte, um eine relativ gleichmäßige Schicht Schlamm aufzutragen.
Der Abstand zwischen der Dosierwalze und der sich in entgegengesetzter Richtung drehenden Abgabetrommel bestimmt den effektiven Querschnittsdurchflussbereich des Zwischenraums 22 und somit die Durchflussrate des Schlammes auf die Trommel. Das bestimmt wiederum die Stärke der Schlammschicht, die sich auf der Abgabefläche gebildet hat und die sich außerdem auf die Sprühgeschwindigkeit des Schlammes durch die Sprühwalze auswirkt. Die Stärke kann wie gewünscht mithilfe des Zylinders 21 eingestellt werden, um für die spezifische Formulation des verwendeten Schlammes geeignet zu sein, um die erforderliche Stärke der gesprühten Schicht zu erzielen.
Außer der Einstellung des Querschnittsbereichs des Zwischenraums 22 können die Sprüheigenschaften auch durch Bewegen der Sprühwalze 8 in Richtung der Abgabetrommel oder von ihr weg unter Verwendung des zweiten Zylinders 28 variiert werden. Dadurch wird das Ausmaß, in dem die Borsten die Schlammschicht auf der Abgabefläche durchdringen, der Druck der Borsten 24 auf die Abgabefläche und das Ausmaß der elastischen Verformung der Borsten variiert, um eine zusätzliche Kontrolldimension bereitzustellen. Eine weitere Einstellung und Kontrolle kann durch Regulieren der Geschwindigkeit der Sprühwalze, sowohl absolut gesehen als auch relativ zur Abgabewalze, erzielt werden. Durch Änderung dieser verschiedenen Betriebsparameter, die außerdem allgemeine Aspekte des Regulierungsmittels darstellen, können verschiedene Stärken von bis zu ca. 10 mm und darüber in einzelnen, Zwischen- oder Oberflächenschichten erzielt werden. Verschiedene Oberflächenfinishes, wie Orangenhaut, Stuck und Ähnliches, können ebenfalls erzielt werden.
Der zweite Hilfsrahmen 25 kann ausreichend um seine Achse 27 gedreht werden, damit die Sprühwalze ganz von der Abgabetrommel weg bewegt werden kann. Das ermöglicht ein genaues Stoppen und Starten des Applikationsprozesses, wie unten ausführlicher beschrieben, und erleichtert die Reinigung und Wartung der Sprühwalze und der Trommel.
Es versteht sich, dass ein Teil des Schlammes, der vom Behälter weg fließt, auf der Dosierwalze 7 landet und von ihr, und nicht von der Abgabetrommel, weiterbefördert wird. Dieser Schlamm sowie anderer Schlamm, der durch den Auslass fließt und nicht von der Sprühwalze aufgenommen wird, fällt von der Dosierwalze in die Überlaufwanne 29, von der aus er durch Schwerkraft wieder in den Vorratstank 10 geleitet wird.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung wurde so adaptiert, dass sie in einer Produktionsanlage verwendet werden kann, auf der Platten mit unterschiedlichen Eigenschaften und konstituierenden Schichten in schneller Folge hergestellt werden. Infolgedessen ist es nötig, dass der Sprühvorgang gestoppt und erneut gestartet werden kann, dass die Schlammdurchflussrate schnell und genau eingestellt werden kann, um zu verhindern, dass das Sprühmittel von einer Art von Platte auf eine andere Platte, die an der Produktionsanlage entlang läuft, übertragen werden kann.
Zu diesem Zweck wird eine Einstellung der Durchflussrate erzielt, indem die Dosierwalze relativ zur Abgabetrommel bewegt wird, damit der Zwischenraum 22 eingestellt werden kann. Wenn der Sprühvorgang vorübergehend gestoppt werden soll, wird die Sprühwalze intermittierend von der Abgabewalze weg bewegt. Auf diese Weise bildet die Sprühwalze außerdem ein Bestandteil des Durchflussregulierungsmittels. Außerdem oder anderenfalls kann die Dosierwalze einfach so bewegt werden, dass sie direkt an der Abgabetrommel anliegt, um den Zwischenraum 22 vollständig zu schließen, wobei die Schlammzufuhr zur Abgabefläche durch den dazugehörigen Auslass abgeschaltet wird.
Während dieses Vorgangs ist es wünschenswert, die Schlammzufuhr vom Hauptversorgungstank 10 zum Behälter 3 nicht zu stoppen oder zu reduzieren, da das nachteilige Auswirkungen haben könnte, wie zum Beispiel ein Überlaufen, Änderungen der Konsistenz oder Konzentration des Schlammes, ein Absetzen oder eine Sedimentierung, eine Störung der anderen Prozessparameter oder ein Verstopfen von Rohren, was wiederum den Produktionsprozess unterbrechen und eine arbeitsintensive Wartung sowie Reinigungsarbeiten erforderlich machen könnte. Wenn der Sprühvorgang also unterbrochen wird, was eine Reduzierung oder ein vollständiges Stoppen des Schlammdurchflusses vom Behälter zur Folge hat, könnte der Schlammpegel im Behälter erhöht werden. Sobald er die Position des Überlaufrohrs 14 erreicht, wird der übermäßige Schlamm durch dieses Rohr wieder in den Haupttank geleitet. Somit zirkuliert der Schlamm im Pausierungsmodus weiterhin zwischen dem Tank und dem Behälter, um ein Absetzen, Verstopfen oder Überlaufen zu verhindern, bis die Zufuhr fortgesetzt wird.
4 ist eine schematische Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung enthält, wobei die korrespondierenden Merkmale durch korrespondierende Bezugsnummern angezeigt werden. In diesem Fall wird kein separater Tank für den Behälter verwendet. Stattdessen nimmt der Behälter einfach die Form eines nach oben hin offenen Lagerungsbereichs 30 an, der zwischen der Abgabewalze 4 und einer angrenzenden Leitrolle 32 definiert wird, die im Walzkontakt und Seite an Seite mit der Abgabewalze positioniert ist. Die Leitrolle ist mit Polyurethan beschichtet und ist nicht angetrieben. Höhe und Durchmesser der Leitrolle sind so konfiguriert, dass der Schlamm im Lagerungsbereich auf natürliche Weise in den Zwischenraum 22 zwischen der Abgabewalze 4 und der Dosierwalze 7, die in dieser Ausführungsform unmittelbar über der Abgabewalze positioniert ist, fließt. Es ist eine zusätzliche Auffangschale 34 vorhanden, um Schlamm, der von der Leitrolle tropft, aufzufangen und über das Überlaufrohr 14 zum Umwälzen wieder zum Haupttank 10 geleitet wird. Ansonsten funktioniert diese Ausführungsform im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie die vorher beschriebene Ausführumgsform.
Die Vorrichtung kann an einer gewünschten Stelle an der Produktionsanlage entlang positioniert werden und kann selektiv auf intermittierender Basis zu jedem gewünschten Zeitpunkt während des Prozesses betrieben werden, um die Sprühschicht bzw. die Sprühschichten entsprechend zu positionieren. Zum Beispiel könnte die Sprühschicht ursprünglich auf den Riemen als erste Filmschicht aufgetragen werden, um diejenige Schicht zu bilden, die schließlich eine Außenschicht der fertiggestellten Platte darstellen wird. Das kann zum Beispiel in einem Fall gemacht werden, in dem die äußere Sprühschicht eine weichere Formulation enthält, um ein Schmirgeln und eine Endbearbeitung zu erleichtern, oder eine farbige Formulation zur Markenentwicklung oder um ein Lackieren unnötig zu machen, oder eine texturierte Schicht, um einen gewünschten ästhetischen Effekt zu erzielen. Dieselben Erwägungen könnten in dem Fall zutreffen, in dem die Sprühschicht die endgültige Schicht ist, und in diesem Fall bildet sie wieder eine Außenfläche der fertiggestellten Platte. Anderenfalls könnte der gespritzte Schlamm in einem Zwischenstadium aufgetragen werden, um eine Innenschicht zu bilden. Das könnte zum Beispiel im Fall einer feuerdämmenden Schicht, einer Feuchtigkeitsbarriereschicht oder einer Schicht, die zu strukturellen Zwecken hinzugefügt wurde, wobei das Oberflächenfinish oder die ästhetischen Erwägungen nicht direkt relevant sind, gemacht werden. Außerdem sollte man sich bewusst sein, dass die gesamte Platte durch Sprühen – entweder als einzelne, gleichmäßige Schicht, oder durch mehrfache gesprühte Schichten derselben oder einer anderen Zusammensetzung – geformt werden kann. In diesem Zusammenhang ist man sich außerdem bewusst, dass einige Sprühgeräte der Reihe nach an einer Produktionsanlage entlang positioniert werden können, wobei entweder dieselbe oder verschiedene Formulationen von Schlamm verwendet werden. Man muss sich auch bewusst sein, dass das Plattenmaterial Schichten beinhalten könnte, die im Voraus oder gleichzeitig durch andere Verfahren hergestellt wurden. Außerdem könnte die Vorrichtung zum Auftragen eines Grundierungsmittels, Putzes, Dichtmittels oder einer anderen Oberflächenbeschichtung verwendet werden, egal, ob sie eine zementartige oder andersartige Zusammensetzung haben.
Die Erfindung bietet eine effektive und wirksame Methode und Vorrichtung zur Herstellung von Trägerbahnen. In ihrer bevorzugten Auftragung bei der Herstellung von faserverstärktem Zement bietet sie ein Mittel zur genauen Herstellung einer laminierten Trägerbahn, die einfach maßgeschneidert und optimiert werden kann, um eine Vielfalt von Leistungs- und ästhetischen Charakteristika zu erzielen. Die Vorrichtung ermöglicht auch, dass die Auftragseigenschaften einfach geändert werden können, was einen beträchtlichen Grad an Flexibilität zum Herstellen einer Reihe von verschiedenen Produkten, einschließlich laminierter Produkte, auf einer effektiv kontinuierlichen Basis und mit einem Minimum an Einrichtzeit zwischen den Durchläufen bietet. In jeder Hinsicht stellt die Erfindung eine praktisch und kommerziell bedeutende Verbesserung im Vergleich zur vorherigen Erfindung dar.
Obwohl die Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, sind sich Personen mit Kenntnissen auf dem Fachgebiet der Erfindung bewusst, dass sie in vielen anderen Ausführungsformen angewandt werden kann. Insbesondere ist man sich bewusst, dass die Methode und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung so angepasst werden können, dass sie in Verbindung mit dem Verbundprodukt, dem Zusatz für entwässerbaren Schlamm und der Beschichtung für Bauprodukte verwendet werden können.

Claims

Vorrichtung (1) zum Auftragen eines Schlamms auf ein Substrat (2), wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Abgabefläche (5), die so angeordnet ist, dass sie eine Schicht Schlamm halten kann; ein Sprühgerät (8), das so adaptiert wurde, dass es nahe an der Abgabefläche (5) positioniert ist und so bewegt werden kann, dass es den Schlamm von der Abgabefläche (5) auf das Substrat (2) sprühen kann; eine Umwälzungsvorrichtung, die einen kontinuierlichen Durchfluss des Schlamms vor der Abgabefläche (5) ermöglicht, gekennzeichnet durch ein Regulierungsmittel (6) zur selektiven Variierung oder Unterbrechung des Schlammdurchflusses von der Abgabefläche auf das Substrat, ohne den Durchfluss des Schlamms stromauf der Abgabefläche (5) zu unterbrechen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem einen Behälter (3) beinhaltet, der den Schlamm vor dem Regulierungsmittel (6) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Behälter (3) einen Einlass (9) zum Leiten des Schlamms von einer Versorgungsquelle und einen Auslass (17), der mit dem Regulierungsmittel verbunden ist, beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Regulierungsmittel (6) ein Paar Barriereelemente (4, 7) enthält, die selektiv bewegbar sind, um einen Zwischenraum eines variablen, effektiven Querschnittsflussbereichs zu definieren, wobei eine selektive Regulierung der Durchflussrate von Schlamm vom Behälter, zwischen den Barriereelementen (4, 7), durch den Auslass und zur Abgabefläche (5) ermöglicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Barriereelemente (4, 7) in einer geschlossenen Konfiguration selektiv adaptiert wurden, um den Durchfluss zwischen dem Behälter (3) und der Abgabefläche (5) abzuschalten.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei eines der Barriereelemente eine erste zylindrische Walze (4) aufweist, die um eine erste Achse drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein weiteres Barriereelement eine zweite zylindrische Walze (7) ist, die sich um eine zweite Achse parallel zur ersten Achse dreht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste und zweite Walze (4, 7) so konfiguriert wurden, dass sie sich in entgegengesetzter Richtung drehen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Walze (4) die Form einer Abgabetrommel (4) annimmt, von der eine Außenfläche die Abgabefläche (5) darstellt, und die zweite Walze (7) die Form einer Dosierwalze (7) hat, die selektiv in Richtung der Abgabetrommel (4) und von ihr weg bewegt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9, die außerdem einen Hauptrahmen (16) enthält, der die Abgabetrommel (4) trägt, und einen ersten Hilfsrahmen (18), auf dem die Dosierwalze (7) montiert ist, wobei der erste Hilfsrahmen (18) um eine dritte Achse parallel zur zweiten Achse und in einem Abstand von ihr drehbar ist, und die so eingestellt werden kann, dass die Dosierwalze (7) in Richtung der Abgabetrommel (5) und von ihr weg bewegt werden kann, während eine parallele Ausrichtung zwischen ihnen aufrechterhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die außerdem ein erstes Betätigungsmittel (21) enthält, das effektiv zwischen dem Hauptrahmen (16) und dem ersten Hilfsrahmen (18) verläuft und zum Bewegen der Dosierwalze (7) und der Abgabetrommel (5) aneinander oder voneinander weg dient.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das erste Betätigungsmittel (21) einen Hydraulik- oder Druckluftzylinder beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Sprühgerät (8) eine Vielzahl von elastisch flexiblen, länglichen Sprühelementen in Form von Borsten hat, die von einem zylindrischen Aufbau, der um eine vierte Achse gedreht werden kann, radial nach außen verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wenn abhängig von Anspruch 10, wobei die vierte Achse allgemein parallel zur ersten, zweiten und dritten Achse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, wobei der Aufbau und die Sprühelemente zusammen eine Sprühwalze (8) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die außerdem einen zweiten Hilfsrahmen (25) beinhaltet, auf dem die Sprühwalze (8) montiert ist, wobei der zweite Hilfsrahmen (25) um eine fünfte Achse drehbar ist, die im Wesentlichen parallel und in einem Abstand zur vierten Achse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das zweite Betätigungsmittel (28) effektiv zwischen dem Hauptrahmen (16) und dem zweiten Hilfsrahmen (25) verläuft, um eine unabhängig verstellbare Verschiebung der Sprühwalze (8) in Richtung der Abgabetrommel (5) und von ihr weg zu bewirken, damit eine selektive Variierung oder Unterbrechung des Sprühprozesses als Teil des Reguliermittels (6) ermöglicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das zweite Betätigungsmittel (28) einen Hydraulik- oder Druckluftzylinder beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 9 bis 18, die außerdem einen Tank zur Lagerung einer gewissen Menge Schlamm und eine Abgabeleitung zum Leiten des Schlamm vom Tank zum Behälter (3) durch den Einlass (9) beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Behälter (3) durch einen Tank definiert wird, der unmittelbar über der Abgabetrommel (5) und der Dosierwalze (7) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Behälter (3) einen Lagerungsbereich zwischen den angrenzenden Walzen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Lagerungsbereich zwischen der Abgabetrommel (5) und einer anliegenden Leitrolle (32) definiert ist, wobei die Dosierwalze (7) über der Abgabewalze (5) positioniert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die zur Verwendung mit einem zementartigen Schlamm, der aus einer Mischung von Siliciumdioxid, Zement, Wasser und wahlweisen anderen Zusätzen besteht, adaptiert wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei der zementartige Schlamm ein selbstglättender, entwässerbarer Schlamm mit einem Feststoffgehalt von zwischen 50 % und ca. 90 % ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei der Schlamm eine Entwässerungshilfe in ausreichender Menge enthält, um eine Entwässerung des Schlamms durch ein darunter liegendes Substrat zu ermöglichen.