Octrooien | FSG Schäfer GmbH

de sonische tweefasige sproeier

Kan de functionaliteit van spuitmonden voor het aanbrengen van oplosmiddelen in het productieproces van gelijmde randen nog worden verbeterd? Met name zouden een verbeterd voorspellend onderhoud (Predictive Maintenance) en gedeeltelijke automatisering wenselijk zijn. Met dit doel voor ogen ontwikkelt FSGSchäferGmbH in nauwe samenwerking met de Fachhochschule Münster nieuwe spuitmondontwerpen en karakteriseert het bedrijf de prestaties ervan in gedetailleerde laboratoriumtests en praktijkgerichte metingen.

Naar de productdetails

sonische tweefasige spuitmond

voor een minimaal VOC-verbruik

Op basis van dit onderzoek is een sonische tweefasige spuitmond ontwikkeld die zich kenmerkt door zijn efficiëntie en het verbruik van organische chemicaliën (VOS) tot een minimum beperkt. Met name – en dit is een novum in de industrie – kan de massastroom van de oplosmiddelfase worden geregeld via de werkdruk van de persluchtfase, waarbij de snelheid van het fasenmengsel in het mondstuk sonisch is. Eerdere generaties van dergelijke hogedruksproeiers in de meest uiteenlopende uitvoeringen zijn weliswaar op grote schaal in de handel verkrijgbaar en worden al decennialang in de dagelijkse productie van de meubelindustrie toegepast, maar vaak wordt er volgens het principe ‘meer is beter’ te werk gegaan, zonder dat het proces operationeel is geoptimaliseerd. Hoewel het verbruik van oplosmiddelen over het algemeen economisch gezien verwaarloosbaar is, vragen nieuwe richtlijnen voor het industriële gebruik van organische chemicaliën en hogere kwaliteitseisen aan moderne interieurinrichtingen om een andere benadering. De nieuwe sonische tweefasensproeier voldoet hieraan.

geoptimaliseerde spuitmondgeometrie

beperkt de hoeveelheid oplosmiddel tot een minimum

De spuitmondgeometrie van de nieuwe sonische tweefasige spuitmond kon met behulp van deze parameters worden geoptimaliseerd, zodat de hoeveelheid oplosmiddel tot het voor de productie noodzakelijke minimum is teruggebracht. Dit is een doorslaggevend voordeel van het nieuwe ontwerp om te voldoen aan toekomstige, strengere wettelijke richtlijnen. Bovendien kon worden aangetoond dat de massastroom van de oplosmiddelfase kan worden geregeld via de werkdruk van de persluchtfase. Hierdoor is voor dergelijke spuitmondtypes het gebruik van sensortechnologie denkbaar om de component individueel en geautomatiseerd te regelen. Het verkregen inzicht in de stromingsfysica in de spuitmond en de straalkegel vormt tevens een noodzakelijke basis voor de op lange termijn te verwachten overstap naar oplosmiddelen op waterbasis en het volledig vermijden van VOS.

Technologiecampus van de Hogeschool Münster in Steinfurt

Gezamenlijk ontwikkeld op de technologiecampus Steinfurt

De ontwikkeling en efficiëntieanalyse van het innovatieve straalpijpontwerp werd uitgevoerd door een multidisciplinair onderzoeksteam in het kader van een door de deelstaat Noordrijn-Westfalen gesubsidieerd samenwerkingsproject op de Technologiecampus Steinfurt van de Hogeschool Münster. Hierbij werd gebruikgemaakt van de modernste meettechnieken, zoals laser- en sonospectroscopie, en van wetenschappelijke benaderingen uit het fundamenteel onderzoek. Opnames van het geluidsspectrum van het straalgeluid van de spuitmond met ultrasone microfoons maakten niet-invasieve snelheidsmetingen van de persluchtfase mogelijk. Door middel van tijdgeresolveerde snelheidsprofilering van de straalkegel vóór het mondstuk met laserbelichting konden de uittredesnelheden van verschillende druppelgroottes in de vloeistoffase worden bepaald. Beide methoden werden voor het eerst in deze context toegepast. Het bijmengen van organische oplosmiddelen in de nieuwe spuitmond aan de sonische persluchtstroom, het transport van dit fasenmengsel in het spuitmondkanaal en de daaropvolgende verneveling in de straalkegel na het verlaten van de spuitmond konden theoretisch worden nagegaan.Met de gevolgde aanpak is men erin geslaagd om inzicht te krijgen in het snelheidsverloop van de stroming in de spuitmond en in de gelijkmatigheid van de spuitnevel, afhankelijk van spuitmondparameters zoals werkdruk, openingsdiameter of hoeveelheid oplosmiddel. Bovendien konden de inslagsnelheden van afzonderlijke oplosmiddeldruppeltjes, afhankelijk van hun grootte, worden bepaald.