DE2659069A1

DE2659069A1 - Filterpresse und verfahren zur herstellung von isolierenden gegenstaenden

Info

Publication number: DE2659069A1
Application number: DE19762659069
Authority: DE
Inventors: Robert Graham
Original assignee: Newalls Insulation Co Ltd
Current assignee: Newalls Insulation Co Ltd
Priority date: 1975-12-30
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1977-07-14
Also published as: NL7614328A; FR2337036A1; YU318076A; IT1074647B; FR2337036B1; GB1573099A; JPS5285752A; BR7608774A; US4142933A; SE7614624L

Description

MÜLLER-BORE · .OECTl'Ti τ · StJHÖN · HBRTEL

PATENTANWÄLTE NACHGSREICHT

DR. WOLFGANS MÜLLER-BORE (PATENTANWAUTVON 1927 - 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

München, den 27.Dezember 1976 N 1252/H1

NEWALLS INSULATION COMPANY LIMITED 77 Fountain Street, Manchester M2 2EA England

Filterpresse und Verfahren zur Herstellung von isolierenden Gegenständen

Die Erfindung betrifft die Herstellung von isolierenden Gegenständen bzw. Produkten in Blatt- bzw. Bogen- bzw. Platten- oder Scheibenform aus relativ frei strömendem Brei oder einer Streichmasse, die beispielsweise Kalziumsilikat und/oder Fasern enthält. Insbesondere bezieht die Erfindung sich auf eine Filterpresse, die zur Herstellung solcher Gegenstände eingesetzt werden kann.

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MtNCHEN 86 · SIEBERTSTR. 4 · POSTFACH 860720 · KABEL: MTTEBOPAT · TEI.. (089) 474003 · TElEX 3-24285

^z~ 2659063

Ό.

Außerdem betrifft sie auch ein Verfahren zur Herstellung solcher blatt— oder plattenförmigen isolierenden Gegenstände.

Solche Gegenstände können mit den Techniken hergestellt werden, wie sie für die Produktion von Papier und/oder Pappe bzw. Karton entwickelt worden sind; als Alternative hierzu können sie durch eine Filterpresse hergestellt werden, in dem ein abgemessenes Volumen des Breis in einen mit vielen Löchern versehenen Formhohlraum gegossen und anschließend durch Druckeinwirkung entwässert wird.

Für dieses Verfahren können herkömmliche Tisch- bzw. Etagen— bzw. Plattenpressen eingesetzt werden; dabei besteht jedoch die Gefahr, daß die hergestellten Gegenstände aufgrund einer ungleichmäßigen Druckverteilung und des Ausleckens des fluiden Mediums rund um die Kanten des Pres— sentischs eine unregelmäßige Dicke und Dichte haben.

Es ist deshalb unter anderem die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Filterpresse zur Herstellung solcher blatt- oder plattenförmigen Isolationsprodukte zu schaffen; außerdem soll ein verbessertes Verfahren für den Betrieb dieser Presse vorgeschlagen werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Filterpresse mehrere bewegliche Plattenbereiche, die jeweils mit einzelnen Betätigungsvorrichtungen versehen sind, die relativ zueinander eingestellt werden können, die jedoch auch durch einen gemeinsamen Antrieb gesteuert werden und so ausgelegt sind, daß alle Plattenbereiche im wesentlichen gleichzeitig als einzige Platte bewegt werden können.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Presse weiterhin eine einen Formhohlraum definierende Vorrichtung mit Seitenwänden, die in eine und aus einer Lage bewegt

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werden können, in welcher der Umfang der Plattenbereiche als Ganzes abgedichtet wird; außerdem ist ein endloses Filterband so angeordnet, daß es eine Fläche des Formhohlraums direkt gegenüber den Plattenbereichen bildet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform läßt sich eine Seitenwand auch in Richtung von dem Filterband weg verschieben, so daß das Filterband vorwärtsbewegt werden kann, um einen Gegenstand aus dem Hohlraum herauszutragen. Das Filterband kann so angeordnet werden, daß der Gegenstand auf ein Förderband ausgegeben wird, das mit einer Vorrichtung zur Zurichtung bzw. Beschneidung der Länge/Breite des Gegenstandes versehen ist.

Zweckmäßigerweise sind die Plattenbereiche über die Länge der Presse Seite an Seite angeordnet, wobei jeder Plattenbereich eine Länge hat, die im wesentlichen gleich der Breite des herzustellenden Gegenstandes ist> seine Abmessung in Bewegungsrichtung des endlosen Filterbandes wird durch die Länge der Presse gegeben. Die einzelnen Betätigungsvorrichtungen können als Schraubenwinden ausgebildet sein, die durch eine gemeinsame Antriebswelle bewegt werden, um sicherzustellen, daß nach der Einstellung der Winden zur Herstellung eines Produktes mit gleichförmiger Dicke diese Einstellung für jedes folgende Produkt genau wiederholt wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens vier Winden für jeden Plattenbereich vorgesehen.

Durch die Verwendung von Schraubenwinden und einer gemeinsamen Antriebswelle ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Plattenbereiche an jedem Punkt im Bereich ihrer Bewegung angehalten werden können, ohne daß stationäre Begrenzungsanschläge erfor-derlich sind, wie es bei herkömmlichen Plattenpressen der Fall war. Daraus ergibt sich, daß der gesamte zur Verfügung stehende Druck auf den Gegenstand und nicht direkt auf den maschinellen bzw.

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mechanischen Aufbau der Presse ausgeübt wird, so daß die Dicke des fertigen Gegenstandes vorher ausgewählt werden kann.

Weiterhin kann auch die Dichte des Gegenstandes gesteuert werden, indem die Position der Plattenbereiche vor dem Einpumpen des Breis in den Formhohlraum justiert wird.

Wenn ein Bogen oder eine Platte bzw. Tafel hergestellt worden ist, können die Plattenbereiche angehoben werden, um einen neuen Formhohlraum über dem ersten Bogen oder der ersten Platte zu bilden. Dadurch kann ein zweites Blatt oder eine zweite Tafel auf der ersten unter Verwendung des gleichen oder eines anderen Breis hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, Laminat-Produkte zu bilden, wobei jede Schicht eine andere Dichte und/oder Zusammensetzung als die nächste Schicht hat.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von blatt- oder tafelförmigen Isolationsprodukten aus einem wässrige^ Kalziumsilikat und/oder Fasern enthaltenden Brei der Brei in einen geschlossenen Formhohlraum in einer Plattenfilterpresse gepumpt, wobei wenigstens eine Wand des Formhohlraums mit so vielen Löchern versehen ist, daß im wesentlichen nur das fluide Medium austreten kann, daß das Einpumpen bei einem vorherbestimmten Wert des Gegendrucks in dem Formhohlraum beendet wird, und daß die Presse geschlossen wird, um wenigstens eine Dimension des Formhohlraums um eine vorher ausgewählte Strekke zu verringern.

Bei herkömmlichen Plattenpressen trat das Problem auf, daß das fluide Medium rund um die Platte austreten konnte; dieses Problem kann bei der vorliegenden Erfindung

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weitgehend vermieden werden, indem die Platte in satter Anlage an die Wände des Formhohlraums gebracht wird. Dabei kann es sich einfach um einen rechtwinkligen Rahmen handeln, der vier Seitenwände bildet; das Bett der Presse bildet dann die Bodenwand, während die Platte die obere bzw. Deckenwand des Hohlraums bildet. Die Bodenwand, d.h., das Pressenbett, kann ein Filtertuch sein, das über eine mit Öffnungen versehene Unterlagenplatte gestreckt ist; das Filtertuch kann in Form eines endlosen Bandes oder stationär ausgebildet sein; in jedem Fall kann der Gegenstand nach dem Pressen herausgenommen werden, indem die Pressenplatte auf einen genügenden Abstand von den Seitenwänden des Hohlraums angehoben wird, bevor der Formhohlraum aus der Presse herausbewegt wird. Wird als Formhohlraum ein rechtwinkliger Rahmen verwendet, so sollte die Presse wenigstens soweit geöffnet werden, daß der Formhohlraum entnommen und/oder in die Presse eingesetzt werden kann, wie es gerade zweckmäßig ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Brei dem Formhohlraum durch eine Zuführöffnung in den Seitenwänden des Hohlraums zugeführt.

Der gewünschte Gegendruck kann unter Verwendung des Luftdrucks als Pumpmedium gesteuert werden, in dem beispielsweise eine den Formhohlraum speisende Vorratskammer mit Hilfe von Luft unter Überdruck gesetzt wird. Wenn der Gegendruck in dem Formhohlraum den Pegel des Luftdrucks erreicht, nimmt die Strömung ab; dies kann entweder durch geeignete Instrumente oder visuell durch eine Bedienungsperson überwacht werden.

Obwohl herkömmliche Filterpressen mit relativ geringen Modifikationen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eingesetzt werden können, ist dies nicht zweckmäßig, da solche Filterpressen im allgemeinen einen sehr massiven Aufbau haben; dies gilt insbesondere dann, wenn

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der Druck gleichmäßig über eine große Fläche ausgeübt werden muß, damit der Gegenstand eine merklich konstante Dicke hat. Die Verwendung von stationären Begrenzungsanschlägen für die Steuerung der Verschiebung der Platte führt immer dazu, daß der Pressenrahmen sehr starken Belastungen ausgesetzt ist, denen er auch im längeren Betrieb standhalten muß; dies erfordert wiederum eine sehr massive Konstruktion.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird deshalb eine Filterpresse gemäß der vorliegenden Erfindung zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt; dies ist insbesondere deshalb zweckmäßig, weil neben der bereits durch die Justierung des Gegendrucks erreichten Steuerung die Lage der Plattenbereiche eingestellt werden kann, um die Dichte des Gegenstandes zu steuern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Endansicht,- teilweise im Schnitt, durch eine Plattenpresse gemäß der Erfindung, wobei der Schnitt in einer zu der Bewegungsrichtung des Filterbandes senkrechten Ebene erfolgt; und

Fig. 2 eine Seitenansicht der Presse nach Fig. 1.

Um die Darstellung zu vereinfachen, sind in beiden Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie sich aus den Figuren ergibt, weist die Presse ein stationäres Bett 3 und Tragsäulen auf, die sich über das Bett erstrecken und andere Teile der Presse haltern. An

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dem Bett 3 ist ein mit Öffnungen versehenes Gerüst bzw. eine Plattform 5 angebracht, die ein endloses Filtertuch 6 haltert; das Filtertuch 6 ist so befestigt, daß es im Kreis um End/Antriebsrollen 7 geführt werden kann, wie in Fig. 2 nur im Umriß angedeutet ist. Nur zur Erläuterung der Funktionsweise der Presse ist in Fig. 1 ein einziger Plattenbereich längs der Mittellinie der Presse in zwei Teile "gespalten" dargestellt, vor/denen der eine Teil 8 in der "oberen" oder offenen Lage und der andere Teil 9 in der "Füllage" gezeigt ist, wie später beschrieben werden soll. Jeder Plattenbereich ist mit vier Schraubenwinden IO und 11 und durch den Hauptteil bzw. Körper der Räderantriebe 12, 13 für die Winden mit einer stationären Querschiene 14 verbunden, die durch die Säulen 4 getragen wird. Die Räderantriebe 12, 13 sind durch Antriebswellen 15 mit Transmissionswellen 16 verbunden, die sich über die Länge der Presse erstrecken (d.h., senkrecht zu der Ebene von Fig.l und parallel zu der Ebene von Fig. 2); auf jeder Seite der Presse sind Rechtwinkelantriebskästen bzw. Winkelantriebskästen 17 vorgesehen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Presse befinden sich zwei Plattenbereiche längs der Länge der Presse, die sich einander ähneln und durch die TransmissionsweIlen 16 auf die genau gleiche Weise angetrieben werden; ein gemeinsamer Antriebsmotor (nicht dargestellt) ist an einem Ende der Maschine vorgesehen, um die beiden Antriebswellen um die genau gleiche Winkelstrecke zu drehen, wie es für den Ablauf des Verfahrens erforderlich ist und später erläutert werden soll. Die Presse kann verlängert werden, indem einfach weitere Plattenbereiche der gleichen Art vorgesehen werden.

Die nach unten gewandten Oberflächen eines jeden Plattenbereichs sind durch Filtertuch (nicht dargestellt) bedeckt, und die Bereiche selbst sind mit Öffnungen versehen, so daß beim Betrieb aus dem Formhohlraum herausgedrücktes fluides Medium in die Tröge 8A,9A austreten kann, die zwischen den

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senkrechten Wänden der Plattenbereiche ausgebildet sind.

Wie sich weiter aus Fig. 1 ergibt, befindet sich an jeder Seite der Presse eine Seitenwand, die durch eine Platte 18 gebildet wird; die Platte 18 ist durch Stützen bzw. Streben 19 mit einem Drehgelenk bzw. Scharnier verbunden, das schwenkbar an der Stütze 4 angebracht ist. Das freie Ende des Gelenks ist durch einen Kniehebelmechanismus 21 verbunden, der zwei Verbindungsglieder 22 und 23 aufweist; das zuletzt erwähnte Verbindungsglied ist schwenkbar mit der Säule 4 gekuppelt, während das zuerst erwähnte Glied schwenkbar mit dem Gelenk 20 gekuppelt ist. Die Kupplung zwischen den Verbindungsgliedern ist selbst schwenkbar durch einen Druckkolben 24 und einen Hebel 25 mit einem pneumatischen Zylinder 26 verbunden. In dieser Beziehung sind die beiden Seiten der Presse identisch; um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, ist jedoch in Fig. 1 die linke Seitenwand in der "geschlossenen" Lage dargestellt, während die rechte Seitenwand in der "offenen" Lage gezeigt ist; beim normalen Betrieb würde sich eine solche Stellung selbstverständlich nie ergeben, d, h., die beiden Seitenwände würden entweder offen oder geschlossen sein.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist an jedem Ende der Presse eine weitere Seitenwand 27 vorgesehen, von denen die rechte Seitenwand "geschlossen" und die linke Seitenwand "offen" dargestellt sind. Die Seitenwände 27 sind so angebracht, daß sie eine Gleitbewegung längs Führungen 28 durchführen können, so daß sie einer Bahn folgen, die von dem Filterband und den Plattenbereichen wegführt. Pneumatische Zylinder 29 betätigen jede der Seitenwände 27 durch eine Hebel— und Verbindungsanordnung, die allgemein bei 30 angedeutet ist.

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Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren die Funktionsweise der Presse zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben werden·

Zu Beginn ist das Filterband stationär, alle Seitenwän— de 18 und 27 befinden sin in der "geschlossenen" Lage, und die Schraubwinden sind betätigt worden, um die Plattenbereiche in die "Füll-"Position nach Fig. 1 zu bringen. Ein wässriger, Kalziumsilikat und/oder Fasern enthaltender Brei wird dann in den Formhohlraum gepumpt, der zwischen den Seitenwänden, den Plattenbereichen und dem Filterband ausgebildet ist; dazu wird ein felxibles Rohr 31 (siehe Fig. 1) verwendet, das mit einer Öffnung in der linken Seitenwand 18 verbunden ist. Der Brei wird solange in den Hohlraum gepumpt, bis der aufgrund der Ansammlung von Feststoffen in dem Hohlraum 32 entstehende Gegendruck näherungsweise gleich dem Pumpendruck ist unddie Einströmgeschwindigkeit des Breis auf Null oder nahezu Null absinkt.

Wenn der Gegendruck und der Pumpdruck das Gleichgewicht erreicht, so ergibt sich ein Zustand, der durch Überwachung der Einströmgeschwindigkeit (oder die Geschwindigkeit des Austritts des fluiden Mediums aus dem Hohlraum) erfaßt werden kann; dann wird die Zuführung unterbrochen, und die Schraubwinden werden betätigt, um beide Plattenbereiche nach unten zu bewegen, so daß die vertikale Abmessung des Hohlraums auf die gewünschte Dicke des Gegenstandes verringert wird, während gleichzeitig das Material in dem Hohlraum entwässert wird. Nach Verstreichen einer für das Austreten des ausgedrückten fluiden Mediums erforderlichen Zeitspanne können die Plattenbereiche zusammen mit den Seitenwänden in die "offene" Stellung zurückgezogen werden. Das Filterband kann dann in die durch einen Pfeil in Fig. 2 angedeutete Richtung bewegt werden, ,

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um den Gegenstand 33 soweit zu verschieben, daß er von der Presse frei kommt; er kann dann weiterverarbeitet werden, beispielsweise auf die richtige Größe und Form gebracht und im Ofen getrocknet werden. Anschließend kann dieser Zyklus wiederholt werden.

Weil die Plattenbereiche einzeln jeweils durch vier Winden betätigt und relativ zueinander eingestellt werden können, haben die auf einer solchen Plattenpresse hergestellten Gegenstände eine sehr gleichmäßige Form, insbesondere in Bezug auf ihre Dicke und die gesamte Flachheit. Zeigt sich beim Pressen die Neigung, daß die fertigen Gegenstände eine ungleichmäßige Dicke und/oder leichte Krümmungen haben, die eine Glättungsbehandlung, wie beispielsweise Schleifen oder Schlichten bzw. Planieren, erfordern, so kann dies durch Einstellung der einzelnen Schraubenwinden kompensiert werden. Da weiterhin der Druck aufgrund dieses Aufbaus gleichmäßig über die gesamte Plattenfläche verteilt ist, muß der Rahmen der Presse nicht so massiv sein, wie es bei einer einzigen hydraulischen Kolbenpresse mit herkömmlicher Konstruktion der Fall war. Es werden nur so viele Plattenbereiche eingesetzt, wie zur Herstellung eines Gegenstandes mit bestimmter Länge erforderlich ist. Das Abfließen des ausgedrückten fluiden Mediums aus den Trögen 8A, 9A, die durch die Plattenbereiche gebildet werden, kann verbessert werden, indem die Presse so angeordnet wird, daß ein Ende etwas höher als das gegenüberliegende Ende ist; dadurch kann das fluide Medium leicht mit Hilfe der Schwerkraft abgeleitet werden; das genaue Ausmaß der Neigung hängt von dem Volumen des zu entfernenden fluiden Mediums ab, das selbstverständlich wiederum in einer Beziehung zu der Art des Breis sowie zu der Größe/Dicke/Dichte des Gegenstandes steht.

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Die Geschwindigkeit, mit der das fluide Medium nach außen austritt, kann auch erhöht werden, indem das ausgedrückte fluide Medium aus den Trögen 8A und 8B gepumpt wird. Dies ist dann zweckmäßig, wenn ein zweiter Bogen oder eine zweite Platte auf einer anderen Platte hergestellt wird, weil der größere Teil des fluiden Mediums nach oben in diese Tröge austreten muß, andererseits der zuerst gebildete Bogen oder das zuerst gebildete Blatt relativ undurchlässig ist.

-Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

/ 1. ^Filterpresse mit einem endlosen Filterband, g e k e η η ^"— ζ eich net durch mehrere bewegliche Plattenbereiche (8,9), die jeweils mit einzelnen Betätigungsvorrichtungen Io , 11) versehen sind, die relativ zueinander einstellbar, jedoch durch einen gemeinsamen Antrieb gesteuert sind, der bei Betrieb alle Plattenbereiche (8,9) im wesentlichen gleichzeitig als einzige Platte bewegt.
2. Filterpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einen Formhohlraum definierende Vorrichtung mit Seitenwänden (18,27), die in eine und aus einer den Umfang der Plattenbereiche (8,9) als Ganzes zusammen mit einem endlosen Filterband im wesentlichen abdich-

' tende Lage bewegbar sind, wobei das endlose Filterband (6) so angeordnet ist, daß es eine Fläche des Formhohlraums direkt gegenüber den Plattenbereichen (8,9) bilden.
3. Filterpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand auch von dem Filterband (6) weg bewegbar ist, so daß das Filterband (6) durch die Presse transportiert werden kann, um einen Gegenstand aus dem Formhohlraum herauszutragen.
4. Filterpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Filterband (6) den Gegenstand auf ein Förderband ablegt, das mit einer Vorrichtung zur Ausbildung der Länge und/oder der Breite des Gegenstandes versehen ist.
5. Filterpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenbereiche (8,9) Seite an Seite über die Länge der Presse angeordnet sind, wobei jeder Bereich (8,9) eine Länge hat, die im wesentlichen gleich der Breite des herzustellenden Gegenstandes 1st.
6. Filterpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Betätigungsvorrichtungen Schraubenwinden (lo,ll) sind, die durch eine gemeinsame Antriebswelle betätigt werden.
7. Filterpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsvorrichtung für jeden Plattenbereich (8,9) wenigstens vier Schraubenwinden (lo,ll) verwendet werden.

8. Filterpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenbereiche (8,9) wenigstens teilweise durchlässig für das fluide Medium sind, und daß die Flächen der vod dem Filterband (6) entfernten Bereiche Entwässerungskanäle für das fluide

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Medium enthalten, das durch die durchlässigen Teile ausgedrückt wird.

9. Filterpresse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Entwässerungskanäle über die Länge der Presse erstrecken, und daß die Kanäle in einem Winkel zu der Horizontalen geneigt sind, so daß das fluide Medium unter dem Einfluß der Schwerkraft von den Kanälen zu einem Ende der Presse ablaufen kann.

10. Verfahren zur Herstellung von blatt- oder tafelförmigen Isolationsprodukten aus einem wässrigen, Kalziumsilikat und/oder Fasern enthaltenden Brei, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei in einen geschlossenen Formhohlraum in einer Plattenfilterpresse gepumpt wird, wobei wenigstens eine Wand des Formhohlraums soweit mit Löchern versehen ist, daß im wesentlichen nur das fluide Medium austreten kann, daß das Abpumpen bei einem vorherbestimmten Wert des Gegendrucks in dem Formhohlraum beendet wird, und daß anschließend die Presse geschlossen wird, um wenigstens eine Abmessung des Formhohlraums um eine vorher ausgewählte Strecke zu verringern.

11. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck unter Verwendung des Luftdrucks gesteuert wird, um den Brei in den Formhohlraum zu verschieben, wobei der Luftdruck vorher so ausgewählt

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wird, daß er dem gewünschten Gegendruck entspricht.

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