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Title:
DEVICE FOR PRODUCING FOAMED CONSTRUCTION MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/039021
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (110) for producing foamed construction materials, comprising a gas supply unit (112), a suspension supply unit (150-156) and a mixing chamber (118). The device (110) also comprises an open-loop and/or closed-loop control unit (136), which has means (116, 124, 130, 134, 146) for supplying values of a plurality of input parameters, on the basis of which at least the temperature of the dispersion and the air pressure in the surroundings of the device (110) can be inferred. The open-loop and/or closed-loop control unit (136) is also designed to influence at least one output parameter, by means of which the ratio of the volumes and/or masses and/or densities of gas and suspension fed per unit time can be set. The invention further relates to a corresponding method.

Inventors:
GAWRYCK HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/072442
Publication Date:
February 27, 2020
Filing Date:
August 22, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GAWRYCK HOLGER (DE)
International Classes:
B28C5/12; B01F3/04; B01F15/00; B01F15/04; B28C5/38; B28C7/02; B28C7/04; B28C9/00
Domestic Patent References:
WO2008139439A22008-11-20
Foreign References:
DE102013217149A12015-03-05
EP3076839B12018-08-08
EP1669183A22006-06-14
Attorney, Agent or Firm:
WEICKMANN & WEICKMANN PARTMBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

Vorrichtung (10, 110) zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen, umfassend

• eine Gas-Zufuhreinheit (12, 112), welche dazu eingerichtet ist, der Vorrichtung (10, 110) Gas zuzuführen,

• eine Suspensions-Zufuhreinheit (20, 150 - 156), welche dazu eingerichtet ist, der Vorrichtung (10, 110) Suspension zuzuführen, und

• eine Mischkammer (18, 118), welche dazu eingerichtet ist, das von der Gas-Zufuhreinheit (12, 112) zugeführte Gas und die von der Suspensions-Zufuhreinheit (20, 150 - 156) zugeführte Suspension zu einer Dispersion zu vermischen,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136) umfasst, welche Mittel (16, 24, 30, 34, 116, 124, 130, 134, 146) aufweist zum Zuführen von Werten einer Mehrzahl von Eingangsparametern, auf deren Grundlage wenigstens auf eine Temperatur (T) der Dispersion und einen Luftdruck (P) in einer Umgebung der Vorrichtung (10, 110) rückschließbar ist, wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136) ferner dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der ihr zugeführten Werte der Eingangsparameter zumindest einen Ausgangsparameter (Q, m) zu beeinflussen, mittels dessen das Verhältnis der pro Zeiteinheit zugeführten Volumina und/oder Massen und/oder Dichten von Gas und Suspension einstellbar ist.

Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16, 24, 30, 34, 116, 124, 130, 134, 146) dazu eingerichtet sind, eine Temperatur (T) der Dispersion in einem Bereich (32) zu erfassen, in welchem die Dispersion die Mischkammer (18, 118) verlässt oder/und in welchem die Dispersion eine mit der Mischkammer (18, 118) verbundene Fördereinheit verlässt.

3. Vorrichtung (110) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (110) ferner eine

Schaum-Erzeugungseinheit (148) umfasst, welche der Mischkammer (118) vorgelagert ist und welche dazu eingerichtet ist, das von der Gas- Zufuhreinheit (112) zugeführte Gas mit einer Flüssigkeit zu vermischen, wodurch ein Schaum entsteht.

4. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (18, 118) gegenüber einer äußeren Umgebung der Mischkammer (18, 118) abgedichtet ist. 5. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16, 24, 30, 34, 116, 124, 130, 134, 146) zum Zuführen von Werten einer Mehrzahl von Parametern wenigstens einen Temperatursensor (34, 134) und/oder einen Luftdrucksensor (38, 138) umfassen.

6. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gegebenenfalls nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner wenigstens einen weiteren Temperatursensor umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur (T) der von der Suspensions-

Zufuhreinheit (20, 150 - 156) zugeführten Suspension und/oder des von der Gas-Zufuhreinheit (12, 112) zugeführten Gases und/oder des von der Schaum-Erzeugungseinheit (148) in die Mischkammer (18, 118) eingebrachten Schaums zu erfassen.

7. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner eine Speichereinheit (40, 140) umfasst, welche mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136) betriebsmäßig gekoppelt ist, und welche dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Wert aus einer vorbestimmten Dispersionstemperatur (T) und/oder einer vorbestimmten Gastemperatur und/oder einer vorbestimmten

Suspensionstemperatur und/oder einem vorbestimmten Luftdruck (P) an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136) auszugeben.

8. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner wenigstens einen weiteren Drucksensor umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, einen Systemdruck während eines Gaseintrages und/oder einen Druck in einem Austragungsraum der geschäumten Dispersion zu erfassen.

9. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner wenigstens einen Massenstromsensor, insbesondere eine kalorimetrische Durchflussmesseinrichtung, umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, einen Massenstrom des zugeführten Gases und/oder einen Massenstrom der Dispersion und/oder einen Massenstrom der Suspension und/oder einen Massenstrom der zugeführten Flüssigkeit und/oder einen Massenstrom des zugeführten Schaums zu erfassen. 10. Vorrichtung (10, 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 110) ferner wenigstens einen Volumenstromsensor (16, 24, 30, 116, 124, 130, 146) umfasst, welcher dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom (Q) des zugeführten Gases und/oder einen Volumenstrom (Q) der Dispersion und/oder einen Volumenstrom (Q) der Suspension und/oder einen

Volumenstrom (Q) der zugeführten Flüssigkeit und/oder einen Volumenstrom (Q) des zugeführten Schaums zu erfassen.

11. Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromsensor (16, 24, 30, 116, 124, 130, 146) eines umfasst aus einem Flügelrad-Sensor, einer Vortex-Durchflussmesseinrichtung, einer Schwebekörper-

Durchflussmesseinrichtung und einer kalorimetrischen Durchflussmesseinrichtung.

12. Verfahren zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen, umfassend die

Schritte:

• Bereitstellen einer Suspension unter Verwendung einer Suspensions-Zufuhreinheit (20, 150 - 156),

• Bereitstellen eines Gases unter Verwendung einer Gas- Zufuhreinheit (12, 112), und

• Mischen der Suspension und des Gases zu einer Dispersion in einer Mischkammer (18, 118),

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst:

• Erfassen einer Temperatur (T) der Dispersion

• Erfassen eines Umgebungsluftdrucks (P),

• Übermitteln der erfassten Temperatur (T) der Dispersion und des erfassten Umgebungsluftdrucks (P) an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136),

• Einstellen von wenigstens einem aus einem Volumenstrom (Q) des Gases, einer Masse (m) des Gases, einer Temperatur (T) des Gases, einem Druck (p) des Gases, einem Volumenstrom (Q) der Suspension, einer Masse (m) der Suspension und einer Dichte der Suspension durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136) auf Grundlage der erfassten Temperatur (T) der Dispersion und des erfassten Umgebungsluftdrucks (P).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst:

• Bereitstellen wenigstens eines Referenzwerts aus einer

Speichereinheit (40, 140) an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (36, 136),

wobei der Referenzwert wenigstens eines anzeigt aus einer Temperatur (T) und/oder einem Druck und/oder einem Volumenstrom (Q) der Dispersion und/oder einer Temperatur und/oder einem Druck und/oder einem Volumenstrom (Q) des Gases und/oder einer Temperatur und/oder einem Druck und/oder einem Volumenstrom (Q) der Suspension

• Vergleichen eines momentan erfassten Werts mit einem zugehörigen Referenzwert, und

• Einstellen einer einem jeweiligen Wert zugeordneten Einrichtung und/oder Einheit und/oder Vorrichtung (14, 22, 28, 114, 122, 128,

144) derart, dass sich ein momentaner Wert dem zugehörigen Referenzwert annähert.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliger Referenzwert und/oder ein jeweiliger momentaner Wert vor dem Schritt des Vergleichens auf vordefinierte Normbedingungen normiert werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Volumenangabe der

Normbedingungen in Normlitern NL bei 0°C und einem absoluten Luftdruck von 1013,25 mbar erfolgt.

Description:
Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen

Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen, umfassend eine Gas-Zufuhreinheit, welche dazu eingerichtet ist, der Vorrichtung Gas zuzuführen, eine Suspensions- Zufuhreinheit, welche dazu eingerichtet ist, der Vorrichtung Suspension zuzuführen, und eine Mischkammer, welche dazu eingerichtet ist, das von der Gas-Zufuhreinheit zugeführte Gas und die von der Suspensions- Zufuhreinheit zugeführte Suspension zu einer Dispersion zu vermischen.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung entwickelt und vertreibt seit vielen Jahren Vorrichtungen zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen. Dabei hat sich gezeigt, dass eine Anlage, welche beispielsweise in den

Räumlichkeiten des Erfinders auf kundenspezifische Vorgabewerte eingestellt wird, dort das gewünschte Ergebnis liefert, jedoch bei einem entfernt angesiedelten Kunden ein davon abweichendes Ergebnis liefern kann, ohne dass die Werteingaben verändert worden sind.

Ein ähnliches Problem kann an ein und demselben Aufstellungsort der Vorrichtung auftreten, beispielsweise wenn sich die Umgebungsbedingungen in einer Produktionshalle und/oder die Lagerbedingungen der zu mischenden Komponenten ändern.

Es ist daher die Aufgabe der folgenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen bereitzustellen, welche in der Lage ist, trotz sich verändernder Umgebungs- und/oder Eingangsbedingungen ein konstantes Ausgabeergebnis zu liefern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ferner eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit umfasst, welche Mittel aufweist zum Zuführen von Werten einer Mehrzahl von Eingangsparametern, auf deren Grundlage wenigstens auf eine Temperatur der Dispersion und einen Luftdruck in einer Umgebung der Vorrichtung rückschließbar ist, wobei die Steuerungs- und/oder

Regelungseinheit ferner dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der ihr zugeführten Werte der Eingangsparameter zumindest einen Ausgangs- parameter zu beeinflussen, mittels dessen das Verhältnis der pro Zeiteinheit zugeführten Volumina und/oder Massen und/oder Dichten von Gas und Suspension einstellbar ist.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat zum einen erkannt, dass das Ergebnis der Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen maßgeblich von den Volumenströmen und eher untergeordnet von den Masseströmen abhängt. Um nun bei sich verändernden Umgebungs- bedingungen bzw. Eingangsbedingungen der zu mischenden Komponenten einen einheitlichen Volumenstrom einer jeden Komponente gewährleisten zu können, sind die jeweiligen Auswirkungen einer Veränderung von

Umgebungsbedingungen bzw. Eingangsbedingungen für den Betrieb der Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen zu erfassen und zu kompensieren.

Jedoch kann alternativ oder zusätzlich zu einem Einstellen der zugeführten Volumina auch ein Einstellen der zugeführten Massen und/oder Dichten von Gas und Suspension, beispielsweise unter Verwendung von ermittelten Soll- Volumina, welche in Sollwerte für einen einzustellenden Massestrom oder Sollwerte der Dichte umgerechnet werden, zu dem gewünschten Effekt führen.

Zum anderen hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannt, dass eine Messung von beispielsweise Temperatur und Luftdruck der zu mischenden Komponenten allein nicht zu einem Aufrechterhalten des Produktions- ergebnisses bei sich verändernden Umgebungsbedingungen bzw. Eingangsbedingungen führt. Der Erfinder hat erkannt, dass während des Mischens der Komponenten in der Mischkammer eine Eintragsenergie in das Komponentengemisch (auch„Dispersion“ genannt) eingebracht werden kann, welche ebenfalls von den Umgebungsbedingungen bzw.

Eingangsbedingungen abhängig sein kann und welche bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen nicht beachtet wurde.

Erst eine Kombination einer Erfassung eines Luftdrucks, welcher

insbesondere auf ein Gas vor und nach dem Mischen Auswirkungen hat, zusammen mit einer Erfassung einer Temperatur der Dispersion ermöglicht es, eine Kompensation von sich verändernden Umgebungsbedingungen und/oder Eingangsbedingungen der zu mischenden Komponenten verlässlich durchzuführen. Diese Erfindung ist natürlich sowohl auf kontinuierlich als auch auf diskontinuierlich, zum Beispiel getaktet, arbeitende Vorrichtungen

anwendbar. Beispielsweise kann bei diesen Vorrichtungen eine

Gasdosierung kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Ein„Mischen“ in der Mischkammer kann beispielsweise durch Einblasen, Rühren, Schütteln, Schütten, Unterheben, und/oder Gasentlösen

durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise können die Mittel dazu eingerichtet sein, eine Temperatur der Dispersion in einem Bereich zu erfassen, in welchem die Dispersion die Mischkammer verlässt oder/und in welchem die Dispersion eine mit der Mischkammer verbundene Fördereinheit verlässt. Es sei direkt an dieser Stelle erwähnt, dass der Ausdruck„in einem Bereich“ bedeuten soll, dass die Temperatur der Dispersion direkt nach einem Mischen der zu mischenden Komponenten, das heißt noch in der Mischkammer, bis hin zu einem

Ausgang der Mischkammer erfasst werden kann, wobei hier sowohl eine Erfassung noch innerhalb der Mischkammer als auch außerhalb der Mischkammer denkbar ist. Für den Fall, dass der Ausgang der Mischkammer mit einer Fördereinheit, wie beispielsweise einem Rohr oder Schlauch, verbunden ist, kann eine Erfassung auch erst an einem Ende dieser

Fördereinheit durchgeführt werden, wobei hier wieder sowohl eine Erfassung noch innerhalb der Fördereinheit als auch außerhalb der Fördereinheit denkbar ist.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung ferner eine Schaum-Erzeugungseinheit umfassen, welche der Mischkammer vorgelagert ist und welche dazu eingerichtet ist, das von der Gas-

Zufuhreinheit zugeführte Gas mit einer Flüssigkeit zu vermischen, wodurch ein Schaum entsteht. In der Mischkammer kann dann der Schaum mit der zu mischenden Suspension vermengt werden, wodurch eine aufgeschäumte Dispersion entsteht. Der Schaum kann auf wenigstens einem aus Enzymen, Tensiden oder Eiweißen basieren. Durch die Verwendung einer Schaum- Erzeugungseinheit kann gewährleistet werden, dass eine Durchmischung von Gas und Suspension gleichmäßig und mit einer vordefinierten Größe der sich in der Dispersion befindlichen Gaseinschlüsse durchgeführt wird. Die Mischkammer kann gegenüber einer äußeren Umgebung der

Mischkammer abgedichtet sein. Unter einer„Abdichtung“ in diesem Sinne ist zu verstehen, dass in die Mischkammer nur die zu mischenden

Komponenten, beispielsweise, wie voranstehend erwähnt, Suspension und Gas bzw. Schaum, eintreten. Ein Einströmen von Umgebungsluft in die Mischkammer, wie bei offenen Kammern, kann auf diese Weise verhindert werden. Dies kann gewährleisten, dass in der Mischkammer stattfindende Prozesse von einer Umgebung der Mischkammer unbeeinflusst ablaufen können. Beispielsweise kann die Mischkammer an einer Stelle gebildet sein, an welcher Rohrleitungselemente, welche die Suspension bzw. das Gas / den Schaum fördern, zusammengeführt sind. Ein Rührelement, welches in der Mischkammer angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die zu mischenden Komponenten zu vermischen, kann dabei so eingestellt sein, dass es den Materialfluss der beiden Komponenten und/oder der Dispersion unverändert belässt, das heißt keine Einwirkung auf deren Volumenstrom nimmt.

Vorteilhafterweise können die Mittel zum Zuführen von Werten einer

Mehrzahl von Parametern wenigstens einen Temperatursensor und/oder einen Luftdrucksensor umfassen. Das Vorsehen von Sensoren kann eine Erfassung einer Temperatur und/oder eines Luftdrucks automatisieren.

Musste zuvor beispielsweise ein Benutzer der Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen Werte, auf deren Grundlage zumindest eine Temperatur der Dispersion und/oder ein Luftdruck in der Umgebung der Vorrichtung ermittelt werden konnte, manuell, zum Beispiel unter

Verwendung einer Tastatur, an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit weiterleiten, so kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit nun diese Werte direkt von den Sensoren erhalten. Ferner kann das Bereitstellen eines Temperatursensors und/oder eines Luftdrucksensors eine direkte Erfassung einer Temperatur und/oder eines Luftdrucks ermöglichen, anstatt Werte zu verwenden, auf deren Grundlage auf eine Temperatur und/oder einen

Luftdruck rückgeschlossen werden kann.

Die Vorrichtung kann ferner wenigstens einen weiteren Temperatursensor umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur der von der Suspensions-Zufuhreinheit zugeführten Suspension und/oder des von der Gas-Zufuhreinheit zugeführten Gases und/oder des von der Schaum- Erzeugungseinheit in die Mischkammer eingebrachten Schaums zu erfassen. Durch eine Erfassung einer Temperatur der jeweiligen Grundmedien, welche in der Mischkammer zu mischen sind, das heißt der Suspension und des Gases bzw. des Schaums, kann es möglich sein, eine jeweilige Soll- Temperatur festzulegen und unter Verwendung entsprechender Einrichtungen diese Komponenten vor einem Eintreten in die Mischkammer zu temperieren, das heißt zu erwärmen oder zu kühlen, so dass die

Grundmedien in die Mischkammer bereits mit der vordefinierten Temperatur e intreten.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung ferner eine Speichereinheit umfassen, welche mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit betriebsmäßig gekoppelt ist, und welche dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Wert aus einer vorbestimmten Dispersionstemperatur und/oder einer vorbestimmten Gastemperatur und/oder einer vorbestimmten Suspensionstemperatur und/oder einem vorbestimmten Luftdruck an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auszugeben. Der Steuerungsund/oder Regelungseinheit können somit Referenzwerte bereitgestellt werden, auf deren Grundlage die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit automatisch eine Regelung der Vorrichtung, beispielsweise des

Volumenstroms einer der zu mischenden Komponenten, durchführen kann.

Ferner kann die Vorrichtung wenigstens einen weiteren Drucksensor umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, einen Systemdruck während eines Gaseintrags und/oder einen Druck in einem Austragungsraum der geschäumten Dispersion zu erfassen. Unter dem„Systemdruck während eines Gaseintrags“ ist der Druck zu verstehen, welcher in der Mischkammer herrscht, wenn die Suspension mit dem Gas bzw. dem Schaum vermischt wird. Unter dem„Druck in einem Austragungsraum der geschäumten Dispersion“ ist ein Raum zu verstehen, in welchen hinein die schäumte Dispersion die Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen verlässt, beispielsweise um dort auszuhärten. Der Austragungsraum kann dabei gegenüber einer Umgebung, welche den Austragungsraum umgibt, abgeschlossen oder abdichtbar sein oder mit der Umgebung in

Fluidverbindung stehen.

Die Vorrichtung kann ferner wenigstens einen Massenstromsensor insbesondere eine kalorimetrische Durchflussmesseinrichtung, umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, einen Massenstrom des zugeführten Gases und/oder einen Massenstrom der Dispersion und/oder einen Massenstrom der Suspension und/oder einen Massenstrom der zugeführten Flüssigkeit und/oder einen Massenstrom des zugeführten Schaums zu erfassen. Auch auf Grundlage eines erfassten Massenstroms, zum Beispiel in Kombination mit einer erfassten Temperatur und/oder einer bekannten Gaskonstante, kann ein Volumenstrom eines entsprechenden Mediums ermittelt werden, so dass es nicht einer direkten Erfassung eines Volumenstroms bedarf. Die Erfassung eines Massenstroms und die Verwendung von dazu geeigneten Elementen kann Vorteile in Bezug auf eine Anordnung bzw. einen Bauraum dieser Elemente in der Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten

Baustoffen oder in Bezug auf Kosten aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung ferner wenigstens einen Volumenstromsensor umfassen, welcher dazu eingerichtet ist, einen

Volumenstrom des zugeführten Gases und/oder einen Volumenstrom der Dispersion und/oder einen Volumenstrom der Suspension und/oder einen Volumenstrom der zugeführten Flüssigkeit und/oder einen Volumenstrom des zugeführten Schaums zu erfassen. Auf diese Weise kann ein jeweiliger Volumenstrom direkt erfasst werden, ohne diesen auf Grundlage von wenigstens einer anderen Eigenschaft des jeweiligen Mediums ermitteln zu müssen. Dabei kann der Volumenstromsensor eines umfassen aus einem Flügelrad- Sensor, einer Vortex-Durchflussmesseinrichtung, einer Schwebekörper- Durchflussmesseinrichtung und einer kalorimetrischen

Durchflussmesseinrichtung. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen, umfassend die Schritte:

Bereitstellen einer Suspension unter Verwendung einer Suspensions- Zufuhreinheit,

Bereitstellen eines Gases unter Verwendung einer Gas-Zufuhreinheit, und Mischen der Suspension und des Gases zu einer Dispersion in einer

Mischkammer

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Erfassen einer Temperatur der Dispersion

Erfassen eines Umgebungsluftdrucks,

Übermitteln der erfassten Temperatur der Dispersion und des erfassten Umgebungsluftdrucks an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, Einstellen von wenigstens einem aus einem Volumenstrom des Gases, einer Masse des Gases, einer Temperatur des Gases, einem Druck des Gases, einem Volumenstrom der Suspension, einer Masse (m) der Suspension und einer Dichte der Suspension durch die Steuerungs- und/oder

Regelungseinheit auf Grundlage der erfassten Temperatur der Dispersion und des erfassten Umgebungsluftdrucks.

Es sei bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale und Vorteile der oben beschriebenen Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen ebenso auf das Verfahren zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen anwendbar sind und umgekehrt.

Das Verfahren kann ferner die Schritte umfassen:

Bereitstellen wenigstens eines Referenzwerts aus einer Speichereinheit an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit,

wobei der Referenzwert wenigstens eines anzeigt aus einer Temperatur und/oder einem Druck und/oder einem Volumenstrom der Dispersion und/oder einer Temperatur und/oder einem Druck und/oder einem

Volumenstrom des Gases und/oder einer Temperatur und/oder einem Druck und/oder einem Volumenstrom der Suspension

Vergleichen eines momentan erfassten Werts mit einem zugehörigen Referenzwert, und

Einstellen einer einem jeweiligen Wert zugeordneten Einrichtung und/oder Einheit und/oder Vorrichtung derart, dass sich ein momentaner Wert dem zugehörigen Referenzwert annähert.

Wie bereits oben in Bezug auf die Vorrichtung zum Erzeugen von

geschäumten Baustoffen erwähnt, kann ein Bereitstellen eines jeweiligen Referenzwerts ermöglichen, eine Regelung des Produktionsverfahrens automatisch anhand von vordefinierten und durch den jeweiligen

Referenzwert festgelegten Parametern zu regeln. Eine Speicherung von Parametern als ein solcher Referenzwert bzw. eine Mehrzahl solcher Referenzwerte kann beispielsweise ebenfalls automatisch dadurch erfolgen, dass ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen über einen vordefinierten Zeitraum betrieben wird, ohne dass entsprechende Eingabewerte angepasst werden. Ferner können als jeweilige Referenzwerte die zuletzt eingestellten Eingangsparameter gespeichert werden, welche vor einem Abschalten der Vorrichtung eingestellt worden sind.

Natürlich kann ein jeweiliger Referenzwert und/oder ein jeweiliger

momentaner Wert vor dem Schritt des Vergleichens auf vordefinierte

Normbedingungen normiert werden. Um beispielsweise einen Wert, welcher bei ersten Umgebungsbedingungen bzw. Eingangsbedingungen festgelegt worden ist, mit einem Wert vergleichen zu können, welcher bei zweiten, von den ersten verschiedenen, Umgebungsbedingungen bzw. Eingangs- bedingungen festgelegt worden ist, kann es notwendig sein, den ersten Wert und/oder den zweiten Wert auf vordefinierte Normbedingungen zu

normieren. Dabei ist es denkbar, dass entweder den ersten Wert

definierende Bedingungen oder den zweiten Wert definierende Bedingungen oder von den den ersten bzw. den zweiten Wert definierenden Bedingungen verschiedene Bedingungen als Bezug für diese Normbedingungen verwendet werden. Insbesondere umfassen die Normbedingungen eine vordefinierte Temperatur und einen vordefinierten absoluten Luftdruck, auf welche die jeweiligen Werte zu normieren sind. In der Fachwelt hat sich dabei als gängig herausgebildet, dass eine

Volumenangabe der Normbedingungen in Normlitern NL bei 0°C und einem absoluten Luftdruck von 1013,25 mbar erfolgt. Dies entspricht beispielsweise auch der DIN 1343.

Wie allgemein bekannt, wirkt sich eine Änderung der Temperatur oder eine Änderung des Luftdrucks auf das Volumen von gasförmigen Medien deutlich stärker aus als auf das Volumen von flüssigen Medien. Aus diesem Grund ist die voranstehend erwähnte Normbedingungen bei 0°C und einem absoluten Luftdruck von 1013,25 mbar insbesondere auf gasförmige Medien

anzuwenden. Bei Flüssigkeiten hat sich in der Fachwelt sowohl eine

Normierung auf 0°C als auch eine Normierung auf 20°C etabliert. Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von

Ausführungsbeispielen in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen in größerem Detail näher beschrieben werden, in welchen:

Figur 1 einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform

einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen zeigt;

Figur 2 ein schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen zeigt.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Erzeugen von geschäumten Baustoffen ist allgemein mit dem Bezugszeichen 10

bezeichnet.

An einem Gaseingang 12 wird in die Vorrichtung 10 ein Gas eingespeist, wie beispielsweise Druckluft. Dem Gaseingang 12 folgt eine Dosiereinrichtung 14, beispielsweise ein Ventil, über welches die Menge des zugeführten Gases geregelt werden kann. Im Anschluss durchströmt das Gas eine Messeinrichtung 16, welche hier dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom Q des Gases zu erfassen. Natürlich könnte auch zuerst die Messeinrichtung 16 und danach die Dosiereinrichtung 14 durchströmt werden. Danach gelangt das Gas in eine Mischkammer 18.

An einem Suspensionseingang 20 der Vorrichtung 10 wird in die Vorrichtung 10 eine Suspension eingespeist. Die Suspension wird in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unter Verwendung einer Dosierpumpe 22 in die Vorrichtung 10 gefördert. Nach der Dosierpumpe 22 wird die

Suspension über eine Messeinrichtung 24, welche dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom Q der Suspension sowie optional eine Dichte p der Suspension zu erfassen, in die Mischkammer 18 gefördert. Hier könnte alternativ auch die Messeinrichtung 24 vor der Dosierpumpe 22 angeordnet sein.

In der hier dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen Schaumbildner-Eingang 26, an welchem ein Schaumbildner in die Vorrichtung 10 eingespeist wird. Auch der Schaumbildner durchtritt zunächst eine Dosiereinrichtung 28, wie beispielsweise ein Regelventil, und

anschließend eine Messeinrichtung 30, welche dazu eingerichtet ist, einen Volumenstrom Q des Schaumbildners zu erfassen. Anschließend wird auch der Schaumbildner in die Mischkammer 18 eingeführt.

In der Mischkammer 18 ist ein nicht dargestelltes Mischelement angeordnet, welches sowohl dazu eingerichtet sein kann, aus dem Schaumbildner und dem Gas einen Schaum zu erzeugen, als auch aus Schaumbildner / Gas bzw. Schaum und Suspension eine Dispersion zu erzeugen. Die Dispersion verlässt die Mischkammer 18 an einem Ausgang 32 der Mischkammer 18, wobei eine Temperaturmesseinrichtung 34 dazu eingerichtet ist, eine

Temperatur T der die Mischkammer 18 verlassenden Dispersion zu erfassen. Nach der Temperaturmesseinrichtung 34 wird die Dispersion, welche beispielsweise als ein Mineralschaum ausgebildet ist, je nach

kundenspezifischer Anordnung der Vorrichtung 10 weiter befördert, wobei die Dispersion natürlich ebenfalls eine Dichte p und einen Volumenstrom Q aufweist.

Die von den Messeinrichtungen 16, 24, 30, 34 erfassten Messwerte werden an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 36 ausgegeben. Ferner wird von einer Luftdruckmesseinrichtung 38 ein Luftdruck P, welcher in einer Umgebung der Vorrichtung 10 vorliegt, erfasst und an die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 36 ausgegeben. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 36 kann dann, beispielsweise auf Grundlage von

Referenzwerten, das heißt zum Beispiel Sollwerten bezüglich der Dichte p der Dispersion, der Dichte p des Schaums, eines Volumenstroms Q der Dispersion und/oder einer Konzentration C des Schaumbildners, welche beispielsweise in Prozent oder in Kilogramm pro Kubikmeter gemessen wird, eine Regelung einer jeweiligen Dosiereinrichtung 14, 22, 28 durchführen, um ein Ist-Ergebnis einem Soll-Ergebnis anzunähern. Die Referenzwerte können dabei in einer Speichereinheit 40 hinterlegt sein, welche mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 36 betriebsmäßig verbunden ist.

Unter Verwendung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung 10 ist es möglich, unabhängig von einem in einer Umgebung der Vorrichtung 10 herrschenden Luftdruck oder von Parametern der zu mischenden Komponenten eine Dispersion zu erzeugen, welche eine vorbestimmte Dichte p und einen vorbestimmten Volumenstrom Q, auf Grundlage der erfindungsgemäßen Reglung, aufweist.

In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung gezeigt, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 110 versehen ist. Die Vorrichtung 110 basiert im Wesentlichen auf der Vorrichtung 10 gemäß Figur 1. Aus diesem Grund sind zu der Vorrichtung 10 ähnliche Komponenten der Vorrichtung 110 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um 100. An dieser Stelle sei explizit erwähnt, dass sämtliche Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 10 auch auf die Vorrichtung 110 anwendbar sind und umgekehrt. Entsprechend werden im Folgenden lediglich die Unterschiede der Vorrichtung 110 zu der Vorrichtung 10 beschrieben werden.

Neben den aus der Vorrichtung 10 bekannten Elementen umfasst die Vorrichtung 110 ferner einen Wassereingang 142, über welchen Wasser in die Vorrichtung 110 eingespeist wird. Das in die Vorrichtung 110

eingespeiste Wasser durchläuft eine entsprechende Dosiereinrichtung 144 und eine Messeinrichtung 146, welche dazu eingerichtet ist, einen

Volumenstrom Q des Wassers zu erfassen. Das Wasser tritt zusammen mit dem Schaumbildner und dem Gas (siehe Beschreibung zur Vorrichtung 10) in einen Schaumgenerator 148 ein, in welchem das Wasser, der

Schaumbildner und das Gas zu einem Schaum vermischt werden.

Der im Schaumgenerator 148 erzeugte Schaum wird anschließend in eine Mischkammer 118 eingespeist.

Anstelle des Suspensionseingangs 20 der Vorrichtung 10 weist die

Vorrichtung 110 voneinander getrennt einen Mischwassereingang 150, einen Bindemitteleingang 152, einen Zuschlagstoffeingang 154 und einen

Additiveingang 156 auf. Anschließend durchläuft das über den

Mischwassereingang 150 in die Vorrichtung 110 eingespeiste Mischwasser eine Dosiereinrichtung für Mischwasser 158, das über den

Bindemitteleingang 152 in die Vorrichtung 110 eingespeiste Bindemittel durchläuft eine Dosiereinrichtung für Bindemittel 160, die über den

Zuschlagstoffeingang 154 in die Vorrichtung 110 eingespeisten

Zuschlagstoffe durchlaufen eine Dosiereinrichtung für Zuschlagstoffe 162 und die über den Additiveingang 156 in die Vorrichtung 110 eingespeisten Additive durchlaufen eine Dosiereinrichtung für Additive 164. Das Mischwasser, das Bindemittel, die Zuschlagstoffe und die Additive treten dann in einen Suspensionsmischer 166 ein, welcher dazu eingerichtet ist, aus dem Mischwasser, dem Bindemittel, den Zuschlagstoffen und den Additiven eine Suspension zu erzeugen. Die Vorrichtung bzw. der

Suspensionsmischer 166 kann dabei wenigstens eine Wägeeinrichtung 168 umfassen, welche dazu eingerichtet ist, eine Masse m des Mischwassers und/oder eine Masse m des Bindemittels und/oder eine Masse m der

Zuschlagstoffe und/oder eine Masse m der Additive zu erfassen. Die

Wägeeinrichtung 168 kann die erfassten Werte an eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 170 des Suspensionsmischers 166 weitergeben, welcher beispielsweise Sollwerte zu der Masse m des Mischwassers und/oder der Masse m des Bindemittels und/oder der Masse m der

Zuschlagstoffe und/oder der Masse m der Additive vorliegen, aufgrund derer die Dosiereinrichtungen 158, 160, 162, 164 angesteuert werden können, um erfasste Ist-Werte den hinterlegten Sollwerten anzugleichen.

Die in dem Suspensionsmischer 166 erzeugte Suspension tritt in einen Pufferbehälter 172 ein, in welchem die erzeugte Suspension

zwischengespeichert werden kann.

Über eine wie aus der Vorrichtung 10 bekannte Dosierpumpe 122 wird die Suspension dann über eine, ebenfalls aus der Vorrichtung 10 bekannte, Messeinrichtung 124 in die Mischkammer 118 gefördert. In der Mischkammer 118 wird der Schaum mit der Suspension analog zu der Beschreibung mit

Bezug auf Figur 1 zu einer Dispersion vermischt, deren Temperatur T in einer Temperaturmesseinrichtung 134 erfasst wird.

Im Gegensatz zu der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 36 der

Vorrichtung 10 weist eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit 136 der Vorrichtung 110 zusätzlich einen Volumenstrom Q des über den

Wassereingang 142 in die Vorrichtung 110 eingespeisten Wassers als Eingangsgröße auf. Entsprechend ist die Steuerungs- und/oder

Regelungseinheit 136 auch dazu eingerichtet, die Dosiereinrichtung 144 für das in die Vorrichtung 110 einzuspeisende Wasser und damit die Menge des in die Vorrichtung 110 eingespeisten Wassers zu regeln.