Das HolzSchaBe Projekt. N Aktivität Projekt Vývoj technológie zhotovenia a aplikácie drevoštiepko-penobetónovej zmesi pre monolitické níz

Prepis

1 Projekt Vývoj technológie zhotovenia a aplikácie drevoštiepko-penobetónovej zmesi pre monolitické nízkoenergetické stavby HolzSchaBe v rámci programu cezhraničnej spolupráce Slovensko Rakúsko Aktivita Vývoj zariadenia na výrobu a aplikáciu drevoštiepko-peno-betónovej zmesi Vývojová správa Projekt "Entwicklung der Technologie der Herstellung und Anwendung einer Holzhackschnitzel-Schaum- Betonmischung für monolithische Niedrigenergiebauten" HolzSchaBe im Rahmen des Programms der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit Slowakei Österreich Aktivität Entwicklung der Anlage für die Herstellung und Anwendung der Holzhackschnitzel- Schaum-Betonmischung Entwicklungsbericht 1 RPIC Malacky 2009

2 Vývoj penogenerátora Entwicklung eines Schaumgenerators Vývoju tohto penogenerátora predchádzali skúmania najmodernejších penogenerátorov, ktoré sa používajú v súčasnosti a skúsenosti s prevádzkou penogenerátora vyvinutého v minulosti. Prehľad konštrukcií. Staršia konštrukcia penogenerátora predstavovalo tlakovú nádobu, ktorá bola spojená s kompresorom a konštrukčným elementom, ktorý vytváral penu. Die Entwicklung dieses Schaumgenerators sind die Nachforschungen der modernsten Schaumgeneratoren vorausgegangen, die gegenwärtig verwendet werden und Erfahrung en mit dem Betrieb des in der Vergangenheit entwickelten Schaumgenerators. Übersicht der Konstruktionen. Die ältere Konstruktion des Schaumgenerators stellte einen Druckbehälter dar, der mit einem Kompressor und einem Konstruktionselement verbunden war, der Schaum erzeugt hat. 2

3 Takýto penogenerátor má svoje prednosti aj nedostatky. K prednostiam patria jednoduchosť konštrukcie a možnosť použitia kompresora s malým výkonom. Nedostatkov je viac: - tlaková nádoba vyžaduje určitú údržbu a pravidelné kontroly, - za každým sa musí pripravovať roztok penotvornej látky vo vode v určitých pomeroch, - ak sa minie roztok v nádobe, nádob sa musí odvzdušniť, naplniť a zase natlakovať, - oceľova nádoba zvnútra stále koroduje dosť často sa zapcháva filter, - nevyužitý roztok po niekoľkých dňoch prudko stráca pôvodné vlastnosti a tým sa zhoršujú vlastnosti peny, - nie je pohodlné súbežné otváranie dvoch ventilov pri dávkovaní peny. Ďalšia generácia penogenerátorov už neobsahuje tlakovú nádobu. Vopred pripravený roztok penotvornej látky s vodou sa z nádoby (sudu, bandasky a pod.) čerpá čerpadlom a podáva sa na vstup mixéru, kam súčasné sa podáva aj stlačený vzduch. Zmixovaná zmes roztoku a vzduchu ďalej smeruje do generátora peny. Proces dávkovania peny v tomto prípade sa dá automatizovať tak, že je možné v potrebný čas vypnúť čerpadlo a zastaviť prietok vzduchu elektromagnetickým ventilom. Takáto konštrukcia Dieser Schaumgenerator hat seine Vorteile als auch Mängel. Zu den Vorteilen gehören die Einfachheit der Konstruktion und die Möglichkeit der Verwendung eines Kompressors mit einer kleinen Leistung. Es gibt mehrere Mängel: - der Druckbehälter erfordert gewisse Pflege und regelmäßige Kontrollen, - jedes Mal muss eine Lösung der Schaum bildenden Substanz im Wasser in bestimmten Verhältnissen vorbereitet werden, - wenn die Lösung im Behälter verbraucht wird, muss der Behälter entlüftet, gefüllt und wieder unter Druck gesetzt werden, - ein Behälter aus Stahl korrodiert von innen immer noch und der Filter wird ziemlich oft verstopft, - nicht verbrauchte Lösung verliert nach ein paar Tagen rapid ursprüngliche Eigenschaften und damit werden die Eigenschaften des Schaums beeinträchtigt - eine gleichzeitige Öffnung zweier Ventile bei der Schaumdosierung ist nicht bequem. Die nächste Generation der Schaumgeneratoren beinhaltet schon keinen Druckbehälter. Im Voraus vorbereitete Lösung des Schaum bildenden Stoffes mit Wasser wird aus dem Behälter (Fass, Kanister und ähnlich) gefördert und wird zum Eingang des Mischers gereicht, wohin zugleich auch gepresste Luft gereicht wird. Die gemischte Mischung der Lösung und der Luft wird weiter in den Schaumgenerator gerichtet. Der Prozess der Dosierung des Schaums kann in diesem Falle so automatisiert werden, dass es möglich ist, in der notwendigen Zeit die Pumpe auszuschalten und den Luftdurchfluss mit einem 3

4 nevyžaduje veky priestor z je možne ju namontovať v zvláštnej skrine alebo na konštrukciu miešačky. elektromagnetischen Ventil zu stoppen. Diese Konstruktion erfordert keinen großen Platz und kann in einem gesonderten Schrank oder auf die Konstruktion des Mischers montiert werden. 4 Takáto konštrukcia penogenerátorov pre niektoré trhy už predstavuje špičku. Slovenský výrobca podobných zariadení (SORCONTEC) má o niečo modernejší penogenarátor. Už sa nepripravuje zvlášť roztok penotvornej latky, ten sa pripravuje automaticky na ich vlastne vyvinutom zariadení, ktoré má pevne nastavenie. Niečo podobne ako je tento mixér Diese Konstruktion der Schaumgeneratoren für manche Märkte ist schon ein Spitzenprodukt. Der slowakische Hersteller ähnlicher Anlagen (SORCONTEC) hat einen etwas moderneren Schaumgenerator, etwas Ähnliches, wie diesen Mischer. Es wird schon nicht mehr die Lösung des Schaums bildenden Stoffes vorbereitet, dieser wird automatisch in der von ihnen entwickelten Anlage vorbereitet, die eine feste Einstellung hat.

5 5

6 Penogenerátor slovenskej firmy SIRCONTEC je naozaj špičkovým výrobkom, proces výroby technickej peny je úplne automatický a je stabilná aj kvalita peny. Konštrukcia penogenerátora, ktorá sa vyvinula na pôde tohto projektu je o niečo modernejšia, ale aj drahšia. Pri vývoji boli použite špičkové svetové výrobky, ako dávkovacie čerpadlo firmy Prominent, vodomer firmy Badger, programovateľné relé firmy Telemecanique. Der Schaumgenerator der slowakischen Firma SIRCONTEC ist wirklich ein Spitzenprodukt. Der Prozess der Herstellung des technischen Schaums ist voll automatisch und auch die Qualität des Schaums ist stabil. Die Konstruktion des Schaumgenerators, die im Rahmen dieses Projektes entwickelt wurde, ist modern, aber auch teuer. Bei der Entwicklung wurden Weltspitzenprodukte verwendet, wie die Dosierungspumpe der Firma Prominent, der Wasserzähler der Firma Badger, programmierbares Relais von der Firma Telemechanique. Proces výroby peny je úplne automatizovaný, každá penová zložka je nastaviteľná a takýto penogenerátor uspokojí všetky výskumné a vývojové nároky na zariadenie, vyvíjajúce penu. Der Prozess der Schaumherstellung ist voll automatisiert, jede Schaumkomponente ist einstellbar und ein solcher Schaumgenerator befriedigt alle Forschungs- und Entwicklungsansprüche für eine Schaum-produzierende Anlage. 6

7 Výpočet základných parametrov penogenerátora. Výpočet základných parametrov penogenerátora sa zakladá na vývojových parametroch drevoštiepko-peno-betónovej zmesi. Najviac pre výrobu peny vyhovujú penotvorné látky na báze proteínov. Pena na báze týchto látok je vhodná ak ma parametre 60 až 80 g/l pri koncentrácii penotvornej látky vo vode cca 4%. Výkonové parametre penogenerátora závisia od potrieb a zvyčajne sa pohybujú medzi 200 až 400 l za minútu. Vzhľadom na menší objem miešačky sme sa orientovali na výkon max 200 l/minútu. Ale táto metodika je vhodná na výpočet iných výkonových parametrov penogenerátorov. Z toho vyplýva že za minútu musíme zmiešať v určitom pomere tri základné zložky peny (vzduch, voda a penotvorný koncentrát) tak, aby vo výsledku sme získali 200 l peny. Ide o rovnicu z tromi neznámymi číslami. xq vzduch + yq voda + zq konc = 200 l (keďže ide o objemové jednotky Q, tak sú všetky rovnaké) Keďže z predchádzajúcich údajov vieme koncentráciu penotvornej látky vo vode 4%, tak potom Berechnung der Grundparameter des Schaumgenerators Die Berechnung der Grundparameter des Schaumgenerators beruht auf den Entwicklungsparametern der Holzhackschnitzel-Schaum- Betonmischung. Am besten eignen sich für die Schaumproduktion Schaum bildende Stoffe auf der Basis der Proteine. Der Schaum auf Basis dieser Stoffe ist geeignet, wenn die Parameter 60 bis 80 g/l bei einer Konzentration des Schaum bildenden Stoffes im Wasser von ca. 4 % aufweisen. Die Leistungsparameter des Schaumgenerators hängen von Erfordernissen ab und bewegen sich gewöhnlich zwischen 200 bis 400 l pro Minute. Mit Hinblick auf das kleinere Volumen des Mischers haben wir uns auf eine Leistung von max. 200 l/minute orientiert. Jedoch ist diese Methodik für die Berechnung anderer Leistungsparameter der Schaumgeneratoren geeignet. Daraus resultiert, dass in einer Minute in einem bestimmten Verhältnis drei Grundkomponenten des Schaums (Luft, Wasser und Schaum bildendes Konzentrat) so gemischt werden muss, dass im Ergebnis 200 l Schaum gewonnen werden. Es handelt sich um eine Gleichung mit drei unbekannten Zahlen. xq Luft + yq Wasser + zq Konz = 200 Liter (da es um die Volumeneinheiten Q geht, sind alle gleich) Da wir aus den vorher aufgeführten Daten wissen, dass die Konzentration des Schaum bildenden Stoffes im Wasser 4 % sind, so dann 7

8 0,96Q voda + 0,04Q konc = 1 l Ďalej, keďže vieme objemovú hmotnosť peny (berieme 60 g/l, a zanedbávame hmotnosť vzduchu), môžeme vypočítať hmotnosť 200 l peny, je to 200 l * 60 g/l = g = 12 kg Predchádzajúcu rovnicu násobíme na 12 a tak zistíme objemové množstvo vody a koncentrátu v dávke. Množstvo vody 0,96 * 12 = 11,52 l Množstvo koncentrátu 0,04 * 12 = 0,48 l alebo cca 0,54 kg (objemová hmotnosť koncentrátu je cca 1,12 kg/l). Ak objemovú hmotnosť roztoku (voda + koncentrát) budeme pokladať za 1 kg/l, tak potom vieme, že 200 l peny s objemovou hmotnosťou 60 g/l obsahuje: 188 l vzduchu, 11,52 l vody, a 0,48 l koncentrátu Z týchto parametrov môžeme vypočítať výkonové parametre jednotlivých členov penogenerátora: čerpadlo na vodu, dávkovacie čerpadlo alebo mixér, kompresor. Pre konštrukciu penogenerátora s výkonom 200 l/min. budeme potrebovať: 0,96 Q Wasser + 0,04 Q Konz = 1 l Da wir das Volumengewicht des Schaums wissen (wir nehmen 60 g/l und vernachlässigen das Gewicht der Luft), können wir das Gewicht von 200 l Schaums berechnen, es sind 200 l * 60 g/l = g = 12 kg Die vorherige Gleichung multiplizieren wir mit 12 und so stellen wir die Volumenmenge des Wassers und des Konzentrats in der Dosis fest. Wassermenge 0,96 * 12 = 11,52 l Menge des Konzentrats 0,04 * 12 = 0,48 l oder ca. 0,54 kg (das Volumengewicht des Konzentrats sind ca. 1,12 kg/l) Wenn wir das Volumengewicht der Lösung (Wasser + Konzentrat) für 1 kg/l halten, dann wissen wir, dass 200 l des Schaums mit dem Volumengewicht 60 g/l beinhaltet: 188 l Luft, 11,52 l Wasser, und 0,48 l Konzentrat. Aus diesen Parametern können wir die Leistungsparameter der einzelnen Komponenten des Schaumgenerators berechnen: Wasserpumpe, Dosierungspumpe, Mischer, Kompressor. Für die Konstruktion des Schaumgenerators mit einer Leistung von 200 l/min werden folgende Komponenten benötigt: 8

9 Kompresor s výkonom (nie sacím) min 188 l/min, alebo 0,188 m 3 /min., alebo 11,28 m 3 /hod. Minimálny tlak kompresora musí byť 4 bar. Čerpadlo na vodu s minimálnym výkonom 11,52 l/min, alebo 691,2 l/hod. Pri čerpadle musíme upozorniť na jednu veľmi podstatnú vec, že tento výkon čerpadlo musí dosahovať pri výtlačnej výške min 35 metrov. Niektoré ponorné kalové čerpadla s výkonom viac ako l/hod nie sú vhodné keďže dosahujú maximálnu výtlačnú výšku len 5 metrov! Dávkovacie čerpadlo na koncentrát má mať minimálny výkon 0,48 l/min alebo 28,8 l/hod. a pozor tiež na to, že tento parameter musí spĺňať pri tlaku aspoň 2 bary. Patričným prietokom a tlakom musia zodpovedať aj ostatné časti penogenerátora: vodomer, filtre, ventily a elektromagnetické ventily, mixéry a pod. Kompressor mit einer Leistung (nicht Saugleistung) min 188 l/min., oder 0,188 m 3 /min, oder 11,28 m 3 /h. Der minimale Druck des Kompressors muss 4 bar sein. Wasserpumpe mit einer minimalen Leistung von 11,52 l/min oder 691,2 l/h. Bei der Wasserpumpe müssen wir auf eine sehr wesentliche Sache aufmerksam machen, dass die Leistung der Pumpe eine Wasserdruckhöhe von min. 35 Meter erreichen muss. Einige Schlammtauchpumpen mit einer Leistung von mehr als l/h sind nicht geeignet, da sie nur eine Druckhöhe von 5 Meter erreichen! Dosierungspumpe auf Konzentrat soll eine minimale Leistung 0,48 l/min, bzw. 28,8 l/h haben und es ist auch darauf zu achten, dass sie diesen Parameter beim Druck von mindestens 2 bar erfüllen. Den entsprechenden Durchflüssen und Drucken müssen auch die übrigen Teile des Schaumgenerators entsprechen: Wasserzähler, Filter, Ventile und elektromagnetische Ventile, Mischer. 9

10 Popis funkčnej schémy penogenerátora. Princípom fungovania penogenerátora je zmixovanie troch základných komponentov (vzduch, voda, penotvorný koncentrát) do homogénnej peny s určitými vlastnosťami. Použitie čerpadla na vodu vytvára stabilný prietok vody. Je možne použiť prípojku na vodovod, ale v niektorých podmienkach vodovodný tlak nie je stabilný a tým pádom kvalita peny je nedosiahnuteľná. Za čerpadlom nasleduje regulačný ventil, filter, impulzný vodomer s displejom, vstrekovacia dýza na koncentrát, jednosmerný ventil, mixér I. Regulačným ventilom sa nastavuje potrebný prietok vody, v našom prípade je to 11,52 l/min podľa údajov na displeji impulzného vodomeru. Impulzný vodomer je oporným bodom celého procesu riadenia penogenerátora. Keď riadiaca jednotka dostane nastavený počet impulzov (zodpovedajúcich určitému prietoku vody) vypne vodné a dávkovacie čerpadlo a uzavrie prietok vzduchu uzatvorením elektromagnetického ventilu. Výber typov impulzného vodomeru, dávkovacieho čerpadla a riadiacej jednotky vyžaduje veľmi dobre poznatky v tejto problematike. Dávkovacie čerpadlo musí mať možnosť pomerného dávkovania. Beschreibung des Funktionsschemas des Schaumgenerators Das Prinzip des Funktionierens des Schaumgenerators ist das Mischen der drei Grundkomponenten (Luft, Wasser, Schaum bildendes Konzentrat) in einen homogenen Schaum mit bestimmten Eigenschaften. Eine Verwendung der Wasserpumpe bildet einen stabilen Durchfluss des Wassers. Es ist möglich den Anschluss der Wasserleitung zu verwenden, aber unter manchen Bedingungen ist der Druck nicht stabil und damit ist die Qualität des Schaums unerreichbar. Hinter der Pumpe folgen der Regelventil, Filter, Impulswasserzähler mit einem Display, Einspritzdüse für das Konzentrat, Einwegventil, Mischer I. Mit einem Regelventil wird der benötigte Wasserdurchfluss eingestellt, in unserem Fall sind es 11,52 l/min laut den Daten auf dem Display des Impulswasserzählers. Der Impulswasserzähler ist ein Stützpunkt des ganzen Prozesses der Steuerung des Schaumgenerators. Wenn die Steuereinheit die eingestellte Anzahl von Impulsen bekommt (einem gewissen Durchfluss des Wassers entsprechend), schaltet sich Wasser- und Dosierpumpe aus und der Durchfluss der Luft wird mit einer Schließung des elektromagnetischen Ventils geschlossen. Die Auswahl des geeigneten Typs des Impulswasserzählers, der Dosierpumpe und Steuereinheit erfordert sehr gute Kenntnisse in dieser Materie. Die Dosierpumpe muss die Möglichkeit der proportionalen Dosierung 10

11 Čiže väčší prietok vody vyvoláva pomerne väčší prietok koncentrátu. Okrem tohto existujú určite parametre, ktoré treba vedieť zosynchronizovať. Dávkovacie čerpadlo GALa 0232, ktoré sme použili má možnosť prijať na vstupe maximálnu frekvenciu impulzov 25 impulzov/s, pričom dĺžka impulzu má byť väčšia ako 20 ms. Keďže používame schému pomerného dávkovania, kde jeden impulz znamená 1 zdvih, a pri tom maximálny počet zdvihov je 180 /min., alebo 3 zdvihy za 1 sekundu. V takom prípade frekvencia impulzov z vodomeru nemôže byť väčšia ako 3 s -1. Tento maximálny počet zdvihov 180 min -1 nám musí zabezpečiť potrebných 0,48 l koncentrátu za minútu. Maximálny výkon čerpadla je 32 l/hod alebo 0,53 l/min. Potrebné množstvo koncentrátu (0,48 l/min.) tak zodpovedá 90% dĺžke zdvihu dávkovacieho čerpadla. Ďalej čerpadlo musíme zosynchronizovať s prietokom vody pomocou impulzov z vodomeru. Použili sme vodomer firmy Badger Meter typu RCDL M25 s elektronickým ukazovateľom LCR. Tento vodomer má nastaviteľný počet impulzov na liter od 1 po 100, nastaviteľnú dĺžky impulzov (2 ms, 10 ms, 20 ms a 40 ms), a nastaviteľnú možnosť zobrazenia okamžitého prietoku na displeji v rôznych jednotkách. Dĺžku impulzov sme nastavili na 40 ms (aby bolo viac ako 20 ms, ktorú vyžaduje dávkovacie čerpadlo), jednotku prietoku l/min, aby sme vedeli nastaviť regulačný ventil na vodu na prietok 11,52 l/min., a museli sme vypočítať nastavenie potrebného množstva impulzov na 1 liter. haben. Also der größere Durchfluss des Wassers bewirkt einen verhältnismäßig größeren Durchfluss des Konzentrats. Weiterhin existieren gewisse Parameter, die man synchronisieren können muss. Die Dosierpumpe GALa 023, die wir benutzt haben, hat die Möglichkeit auf dem Eingang die maximale Frequenz der Impulse - 25 Impulse/s zu empfangen, wobei die Länge des Impulses größer als 20 ms sein soll. Da wir das Schema der proportionalen Dosierung verwenden, wo ein Impuls 1 Hub bedeutet, und dabei die maximale Anzahl der Hube 180/min, oder drei Hube pro 1 Sekunde ist. In einem solchen Fall kann die Frequenz der Impulse aus dem Wasserzähler nicht größer als 3 s -1 sein. Diese maximale Anzahl der Hube 180 min -1 muss uns die benötigten 0,48 l des Konzentrats pro Minute gewährleisten. Die maximale Leistung der Pumpe ist 32 l/h oder 0,53 l/min. Die benötigte Menge des Konzentrats (0,48 l/min) entspricht 90% der Hublänge der Dosierpumpe. Weiter müssen wir die Pumpe mit dem Durchfluss des Wassers aus dem Wasserzähler synchronisieren. Wir verwendeten den Wasserzähler der Firma Badger Meter des Typs RCDL M25 mit einer elektronischen Anzeige LCR. Dieser Wasserzähler hat eine einstellbare Anzahl der Impulse pro Liter von 1 bis 100, eine einstellbare Länge der Impulse (2 ms, 10 ms, 20 ms und 40 ms) und eine einstellbare Möglichkeit der Abbildung des sofortigen Durchflusses auf dem Display in verschiedenen Einheiten. Die Länge der Impulse haben wir auf 40 ms eingestellt (damit es mehr als 20 ms wird, die die Dosierpumpe erfordert), einer Einheit des Durchflusses l/min, damit wir das Regelventil für Wasser auf den Durchfluss von 11,52 l/min einstellen können, und wir mussten die Einstellung der notwendigen Menge der Impulse auf 1 Liter 11

12 ausrechnen. Za minútu nám má pretiecť 11,52 l vody, pričom za tu istú minútu dávkovacie čerpadlo urobí aj maximálny počet zdvihov 180, to znamená že vodomer musí vydať 180 impulzov keď cez neho pretečie 11,52 l vody. Z toho vypočítame potrebný pre nastavenie vodomeru počet impulzov na liter: 180 impulzov/ 11,52 l = 15,625 impulzov/liter. Fyzicky môžeme nastaviť len celých 15 impulzov na liter. Toto zaokrúhlenie smerom nadol zvyšuje celkový výkon penogenerátora o cca 4%, pričom pomery komponentov peny zostávajú zachované. Vychádzajúc z týchto nastavení je možné na riadiacej jednotke nastaviť potrebné množstvo peny v jednej dávke podľa pomocnej tabuľky uvedenej na nasledujúcej strane. Množstvo vody sa vypočítava vychádzajúc z 15 impulzov na 1 liter. Množstvo koncentrátu je 4 % od množstva vody. Pro Minute sollen 11,52 l Wasser fließen, wobei in der gleichen Minute die Dosierpumpe auch die maximale Anzahl von 180 Huben macht, das bedeutet, dass der Wasserzähler 180 Impulse ausgeben muss, wenn durch ihn 11,52 l Wasser durchfließen. Daraus berechnen wir für die Einstellung des Wasserzählers notwendige Anzahl der Impulse auf einen Liter: 180 Impulse/11,52 l = 15,625 Impulse/l. Physisch können wir nur ganze 15 Impulse auf einen Liter einstellen. Diese Rundung nach unten erhöht die Gesamtleistung des Schaumgenerators um ca. 4%, wobei die Verhältnisse der Komponenten des Schaums erhalten bleiben. Ausgehend von diesen Einstellungen ist es möglich auf der Steuereinheit die notwendige Menge des Schaums in einer Dosis laut einer auf der nachfolgenden Seite aufgeführten Hilfstabelle einzustellen. Die Menge des Wassers wird ausgehend von 15 Impulsen auf 1 Liter berechnet. Die Menge des Konzentrats sind 4% der Wassermenge. 12

13 Nastaviteľný počet impulzov Einstellbare Anzahl der Impulse Množstvo vody, l Wassermenge, l Množstvo koncentrátu, l Konzentratmenge, l Množstvo peny, l Schaummenge, l A B C D Vzorec / Formel =A/15 =B*4% =A/15*200/11,52 1 0,07 0,0027 1,16 2 0,13 0,0053 2,31 3 0,20 0,0080 3,47 4 0,27 0,0107 4,63 5 0,33 0,0133 5, ,67 0, , ,00 0, , ,07 0, , ,13 0, , ,20 0, , ,27 0, , ,33 0, , ,40 0, , ,47 0, , ,53 0, , ,60 0, , ,67 0, , ,00 0, , ,33 0, , ,67 0, , ,00 0, , ,53 0, , ,00 0, ,33 13

14 Množstvo peny v dávke sa nastavuje počtom impulzov vo funkčnom bloku B09. Displej B13 ukazuje množstvo peny v dávke (celé čísla). Množstvo peny sa vypočítava: Die Schaummenge in der Dosis wird mit der Anzahl der Impulse im Funktionsblock B09 eingestellt. Display B13 zeigt die Schaummenge in der Dosis (ganze Zahlen). Die Schaummenge wird berechnet: Q pena v litroch = P počet impulzov / K 1 (počet impulzov na liter =15) * K 2 Kde K 1 je počet impulzov na liter vody, v našom prípade vodomer nastavený na 15 imp/l, K 2 koeficient preukazujúci závislosť množstva peny od množstva vody, v našom prípade 200 L peny zodpovedá 11,52 l vody, čiže 17,36. Keďže číselné konštanty v blokoch B15 a B24 možno nastavovať len ako celé čísla, použili sme sto násobok konštánt. Tak konštanta funkčného bloku B15 je 1500 (15*100), konštanta funkčného bloku B24 je 1736 (17,36*100). Displej B13 ukazuje množstvo peny v litroch (len celé čísla). Dávkovacie čerpadlo dávkuje koncentrát do potrubia nie kontinuálne ale dávkami. Aby sa zabezpečilo dobre zmiešanie koncentrátu vo vode pred speňovaním, je potrebné použiť mixovanie, čo v našom prípade zabezpečuje Mixér I. V mixéri II už prebieha predbežné mixovanie roztoku vody a koncentrátu so vzduchom a v penogenerátornej rúre vzniká pena, ktorá cez vypustnú hadicu smeruje k miestu určenia. Penogenerátor obsahuje aj manuálny režim dávkovania peny. Tento Q Liter Schaum = P Anzahl der Impulse / K 1 (Anzahl der Impulse pro Liter = 15) * K 2 Wo K 1 die Anzahl der Impulse auf ein Liter Wasser ist, in unserem Falle wurde der Wasserzähler auf 15 Impulse/l eingestellt, K 2 Koeffizient, die Abhängigkeit der Schaummenge von der Wassermenge bezeugender, in unserem Falle 200 l Schaum entsprechen 11,52 l Wasser, also - 17,36. Da die numerischen Konstanten in den Blöcken B15 und B24 nur als ganze Zahlen eingestellt werden können, verwendeten wir das Hundertfache der Konstanten. So die Konstante des funktionellen Blocks B15 ist 1500 (15*100), die Konstante des funktionellen Blocks B24 ist 1736 (17,36*100). Display B13 zeigt die Schaummenge in Litern (nur ganze Zahlen). Die Dosierpumpe dosiert das Konzentrat in die Rohrleitung nicht kontinuierlich, sondern in Dosen. Um eine gute Durchmischung des Konzentrats im Wasser vor dem Aufschäumen zu gewährleisten, ist es notwendig Mischen zu verwenden, was in unserem Falle der Mischer I gewährleistet. In Mischer II läuft bereits ein vorläufiges Mischen der Lösung des Wassers und des Konzentrats mit der Luft und im Schaumgeneratorrohr entsteht Schaum, der durch den Abflussschlauch zum Bestimmungsort hingeführt wird. Der Schaumgenerator beinhaltet auch manuelles Regime der 14

15 režim je potrebný pre to, aby pred zapnutím automatického režimu naplniť penogenerátor a vypustnú hadicu penou: potom možno zapínať automatické dávkovanie. Režim manuálneho dávkovanie je potrebný pre výrobu neurčitého množstva peny, napríklad pre naplnenie mernej nádoby na určenie jej objemovej hmotnosti. Množstvo vzduchu sa nastavuje regulačným vzduchovým ventilom podľa objemovej hmotnosti peny, pričom pena musí kontinuálne vytekať, nie striekať. Funkčná a elektrická schéma penogenerátora je uvedená dole. Schaumdosierung. Dieses Regime ist dafür notwendig, damit vor der Einschaltung des automatischen Regimes der Schaumgenerator und der Abflussschlauch mit Schaum gefüllt werden kann: dann kann die automatische Dosierung eingeschaltet werden. Das Regime der manuellen Dosierung ist für die Herstellung einer unbestimmten Schaummenge notwendig, zum Beispiel für das Füllen des Messbehälters für die Bestimmung seines Volumengewichtes. Die Luftmenge wird mit Luftregelventil nach dem Volumengewicht eingestellt, wobei der Schaum kontinuierlich ausfließen muss, nicht spritzen. Das Funktions- und elektrische Schema des Schaumgenerators ist unten aufgeführt. 15

16 16

17 17

18 Softvérová schéma riadiacej jednotky Zelio Logic v jazyku funkčných blokov FBD Softwareschema der Steuereinheit Zelio Logic in der Sprache der Funktionsblöcke FBD 18

19 Obrázky konštrukčného riešenia penogenerátora Bilder der Konstruktionslösung des Schaumgenerators 19

20 20

21 Vývoj drevoštiepko-peno-betóno miešačky Entwicklung des Holzspan-Schaum-Betonmischgerätes Vychádzajúc z vyvinutej technológie zhotovenia HolzSchaBe zmesi bolo vyvinuté miešacie zariadenie, ktoré spĺňa požiadavky technológie. Vývoj HolzSchaBe miešačky bol uskutočnený na báze dielcov miešačky, vyrábanej slovenskou spoločnosťou Strojstav. Základom poslúžila tlaková nádoba na podvozku, motor a prevodovka. Ausgehend von der entwickelten Technologie der Technologie der Herstellung der HolzSchaBe Mischung wurde eine Mischeinrichtung entwickelt, die die Anforderungen der Technologie erfüllt. Entwicklung des HolzSchaBe Mischers wurde auf der Basis von Teilen des Mischers, der von der slowakischen Gesellschaft Strojstav produziert wird, durchgeführt. Als Basis hat der Druckbehälter auf einem Chassis, Motor und Getriebe gedient. 21

22 V rámci vývoja bola prepracovaná pneumatická časť určená na vyprázdnenie nádrže. Stlačený vzduch od kompresora postupuje cez rýchlo spojku na vstup regulátora tlaku. Regulátor tlaku musí mať priepustnú kapacitu zodpovedajúcu výkonu kompresora a nastavuje sa na výstupný tlak 3 bary. Ďalej stlačený vzduch postupuje na trojcestný ventil, v normálnej polohe otvorený, ktorý zodpovedá za otvorenie a zatvorenie vypúšťacieho pneumatického ventilu DÜRHOLDT a na elektromagnetický ventil, v normálnej polohe zatvorený. Tak do nádoby miešačky nepostupuje stlačený vzduch a vypúšťací pneumatický ventil je zatvorený vplyvom tlaku, ktorý prechádza cez normálne otvorený trojcestný ventil. Je to stav prípravy zmesi v miešačke. Po dokončení prípravy zmesi v miešačke, zavrie sa kryt miešačky, zapne sa prepínač do polohy vyprázdnenie, trojcestný ventil sa prepne, čim uzatvorí prívod vzduch do vypúšťacieho ventilu a zároveň vypustí zvyšný tlak v tomto ventilu a tak vypúšťací ventil sa otvorí. Súčasne do nádoby bude prúdiť stlačený vzduch, čim dôjde k vytláčaniu zmesi do vypúšťacej hadice. Im Rahmen der Entwicklung wurde der pneumatische für die Leerung des Tanks bestimmte Teil überarbeitet. Druckluft vom Kompressor geht durch eine Schnellkupplung auf den Eingang des Druckreglers voran. Der Druckregler muss eine Durchlasskapazität haben, die der Leistung des Kompressors entspricht, und wird auf den Ausgangdruck von 3 bar eingestellt. Weiter geht die Druckluft auf das Dreiwegeventil voran, in seiner normalen Position geöffnetes, das für das Öffnen und Schließen des Auslasspneumatikventils DÜRHOLDT verantwortlich ist und auf das elektromagnetische Ventil, in normaler Position geschlossenes. So geht in den Behälter des Mischers die Druckluft nicht voran und das Auslasspneumatikventil ist durch den Einfluss von Druck geschlossen, der durch das normal geöffnete Dreiwegeventil durchgeht. Es ist ein Zustand der Vorbereitung der Mischung im Mischer. Nach Abschluss der Vorbereitung der Mischung im Mischer wird der Deckel des Mischers geschlossen, der Schalter wird in die Position "Leerung" umgeschaltet, womit es die Luftzufuhr in das Auslassventil schließt und zugleich lässt es den verbleibenden Druck in diesem Ventil aus und so wird das Ablassventil geöffnet. Gleichzeitig in den Behälter wird Druckluft strömen, womit es zur Auspressung der Mischung in den Ablassschlauch kommt. 22

23 Vypúšťací systém bol doplnený o pneumatický ventil DÜRHOLDT. Das Entleerungssystem wurde um ein pneumatisches Ventil DÜRHOLDT ergänzt. 23

24 Princíp fungovania vypúšťacieho ventilu je znázornený na obrázkoch dole. Das Prinzip des Funktionierens des Auslassventils ist an den Bildern unten dargestellt. V rámci vývoja boli prepracované lopatky miešačky. Im Rahmen der Entwicklung wurden die Schaufeln des Mischers überarbeitet. 24

25 V rámci vývoja miešačka bola doplnená o penogenerátor a riadiaci systém. Im Rahmen der Entwicklung wurde der Mischer um einen Schaumgenerator und ein Steuerungssystem ergänzt. 25 Prílohy: - Výkres celkového pohľadu zariadenia na výrobu HolzSchaBe zmesi, - Výkres penogenerátora - Výkres pneumatických komponentov - Elektrická schéma penogenerátora Beilagen: - Zeichnung der Gesamtsicht der Anlage zur Herstellung der HolzSchaBe Mischung, - Zeichnung des Schaumgenerators - Zeichnung der pneumatischen Komponenten - Elektrisches Schema des Schaumgenerators