DE2703755A1

DE2703755A1 - Mixing chamber for polyurethane components - including cylinder with pairs of opposite inlets along different diameters plus reciprocating ram

Info

Publication number: DE2703755A1
Application number: DE19772703755
Authority: DE
Inventors: Fritz W Schneider
Original assignee: Elastogran GmbH
Current assignee: BASF Polyurethanes GmbH
Priority date: 1977-01-29
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1978-08-03

Abstract

Multi-component polymers, and polyurethane in partic. are mixed in a chamber having at least two inlets for each component. The openings are opposite each other and are opened/closed by a moving ram inside the chamber. Each pair of opposite openings for two components lies in one plane. the others lie in other planes, all such planes being vertical to the direction of motion of the ram. The ram can be adjusted to open one or more of the pairs of openings. Efficient and reproducible mixing is achieved, allowing prodn. of mixes for differing duties and efficient cleaning of mixing chamber.

Description

Vorrichtung zum Mischen von Mehrkomponenten Device for mixing multi-components

kunststoffen, insbesondere Polyurethan. plastics, in particular polyurethane.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Mehrkomponentenkunststoffen, insbesondere Polyurethan, in einer Mischkammer, in die für jede Komponente mindestens zwei Vorlaufleitungen führen, deren Eintrittsdüsen für die zu vermischenden Komponenten einander gegenüberliegen und durch einen in der Mischkammer hin- und herbewegbaren Kolben verschließbar sind.The invention relates to a device for mixing multi-component plastics, in particular polyurethane, in a mixing chamber in which for each component at least lead two flow lines, their inlet nozzles for the components to be mixed opposed to each other and reciprocable by a in the mixing chamber Pistons can be closed.

Bei Mischvorrichtungen der vorstehend genannten Art liegen die Eintrittsdüsen für die zu vermischenden Komponenten einander gegenüber, damit diese unter hohem Vordruck (100 bis 200 bar) mit hoher Geschwindigkeit aufeinandertreffen und sich gut vermischen. Der Kolben dient einmal als Ventilorgan, um entweder den Eintritt der Komponenten frei zu geben oder aber den Eintritt zu verhindern, d.h. einen Mischvorgang zu beenden. Zum anderen dient der Kolben als Reinigungskolben, um bei Bewegung in Schließstellung die Mischkammer mechanisch vollständig zu reinigen. Bei derartigen Mischvorrichtungen ist es nun schon vorgeschlagen worden, zwei oder mehrere Eintrittsdüsen für jede Komponente in einer Ebene senkrecht zur Bewegung des Kolbens anzuordnen. Hierbei kann durch Strahlablenkung eine ungünstige Beeinflussung auf die Qualität der Mischung erfolgen. Auch besteht die Gefahr der Bildung stationärer Wirbel im Ausströmquerschnitt, wodurch es zur Entmischung der zunächst gut gemischten Komponenten kommen kann. Diese bekannten Mischvorrichtungen sind durch ihre Baugröße für einen bestimmten Leistungsbereich ausgelegt. Bei diesen bekannten Mischvorrichtungen ist es nicht möglich, von den vorhandenen Eintrittsdüsen nur jeweils einen Teil zu benutzen, um den Leistungsbereich zu verkleinern, da die Düsen hierbei sofort durch das Reaktionsgemisch verstopfen würden.In the case of mixing devices of the type mentioned above, the inlet nozzles are located for the components to be mixed opposite each other so that they are under high Form pressure (100 to 200 bar) meet at high speed and each other mix well. The piston serves once as a valve element to either the inlet to release the components or to prevent their entry, i.e. a mixing process to end. On the other hand, the piston serves as a cleaning piston to move in In the closed position, the mixing chamber can be completely cleaned mechanically. With such Mixing devices are already there has been proposed two or multiple inlet nozzles for each component in a plane perpendicular to the movement to arrange the piston. Beam deflection can have an unfavorable influence here on the quality of the mix. There is also the risk of inpatient training Vortex in the outflow cross-section, which leads to the segregation of the initially well-mixed Components can come. These known mixing devices are due to their size designed for a specific performance range. In these known mixing devices it is not possible to use only a part of the existing inlet nozzles should be used to reduce the power range, as the nozzles here immediately would clog by the reaction mixture.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei optimaler Anordnung der Eintrittsdüsen gute Mischverhältnisse mit reproduzierbarer Qualität sicherstellt, gleichzeitig aber eine Veränderung des Leistungsbereiches ermöglicht, obne daß die Gefahr des Zusetzens oder Verstopfens der nicht eingesetzten Eintrittsdüsen besteht.The invention is now based on the object of a mixing device of the type mentioned to create the optimal arrangement of the inlet nozzles ensures good mixing ratios with reproducible quality, at the same time but a change in the power range makes it possible, although the risk of There is clogging or clogging of the inlet nozzles that are not in use.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß jeweils ein einander zugeordnetes Einlaufdüsenpaar für zwei zu vermischende Komponenten in einer und das oder die anderen Eintrittsdüsenpaare in einer oder mehreren anderen Ebenen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens liegen und daß der Kolben in seiner Bewegung in Offen- oder Mischstellung zur Freigabe eines oder mehrerer Eintrittsdüsenpaare steuerbar ist.This object is basically achieved in that one each assigned pair of inlet nozzles for two components to be mixed in one and the or the other inlet nozzle pairs in one or more other planes perpendicular to the direction of movement of the piston and that the piston in its movement in Open or mixed position for releasing one or more pairs of inlet nozzles can be controlled is.

Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung weist also auch mehrere Eintrittsdüsen für eine Komponente auf. Diese Eintrittsdüsen liegen aber in unterschiedlichen Ebenen in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Kolbens. In einer Ebene liegen also immer zwei Eintrittsdüsen, je eine für eine der beiden zu vermischenden Komponenten. Der Kolben ist nun so steuerbar, daß er bei Bewegung in die Offen- oder Mischstellung - bedingt durch eine entsprechende Vorprogrammierung -nur die Eintrittsdüsen in der oder den Ebenen freigibt, die für den erforderlichen Leistungsbereich erforderlich sind. Die anderen Eintrittsdüsen, die nicht freigegeben sind, da sie'nicht benötigt werden, liegen praktisch nicht in der Mischkammer, da der Kolben die Mischkammer entsprechend verkürzt hat und einen Zutritt der Mischung zu diesen Eintrittsdüsen verhindert. Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung ermöglicht also hinsichtlich des Leistungsbereiches einen sehr viel universelleren Einsatz. Beim Betreiber einer derartigen Mischvorrichtung muß nur eine solche Mischvorrichtung vorhanden sein, mit der in einem großen Leistungsbereich gearbeitet werden kann. Es ist nicht mehr erforderlich, für jeden Leistungsbereich eine gesonderte Mischvorrichtung vorzusehen, die darüber hinaus die an sich bekannten Vorteile der mechanischen Zwangsreinigung nach Beendigung eines Mischvorganges durch den Kolben aufweist.The mixing device according to the invention therefore also has several inlet nozzles for a component. However, these inlet nozzles are in different planes in relation to the direction of movement of the piston. So lie in one plane always two inlet nozzles, one each for one of the two components to be mixed. Of the The piston can now be controlled in such a way that it moves into the open or mixed position - due to a corresponding pre-programming - only the inlet nozzles in who releases the level or levels required for the required performance range are. The other inlet nozzles that are not released because they are not needed are practically not in the mixing chamber, as the piston is the mixing chamber has shortened accordingly and an admission of the mixture to these inlet nozzles prevented. The mixing device according to the invention thus enables with regard to the Performance range a much more universal use. At the operator of a Such a mixing device only needs to be available such a mixing device, which can be used in a wide range of capacities. It is not anymore necessary to provide a separate mixing device for each power range, In addition, the advantages of mechanical compulsory cleaning, which are known per se having after completion of a mixing process by the piston.

Die entsprechende Stellung des Kolben ist in vorteilhafter Weise durch einen verstellbaren Anschlag steuerbar, der durch die Vorprogrammierung entsprechend der gewünschten, zum Einsatz kommenden Eintrittsdüsen einstellbar ist.The corresponding position of the piston is advantageously through an adjustable stop that can be controlled by preprogramming the desired inlet nozzles to be used can be adjusted.

Zur weiteren Beeinflussung des Mischvorganges können die Achsen der Eintrittsdüsen in verschiedenen Ebenen im Winkel gegeneinander versetzt sein.To further influence the mixing process, the axes of the Inlet nozzles in different planes can be offset from one another at an angle.

Schließlich ist es möglich, in an sich bekannter Weise in dem Kolben Rücklaufnuten den einzelnen Eintrittsdüsen zugeordnet vorzusehen und entsprechende Rücklaufleitungen in dem Mischkammergehäuse auszubilden. isierdurch können auch bei dieser Vorrichtung die Vorteile des Rücklaufs zum Vorratsbehälter vorhanden sein.Finally, it is possible in a manner known per se in the piston Provide return grooves assigned to the individual inlet nozzles and corresponding Form return lines in the mixing chamber housing. isierdurch can also at this device, the advantages of the return flow to the reservoir may be present.

Zumindest durch zwei einander gegenüberliegende Vorlaufleitungen können anstelle zweier Komponenten auch Gase, wie Lurt oder flüssige Treibmittel, zugeführt werden.At least through two opposing flow lines Instead of two components, gases such as Lurt or liquid propellants are also supplied will.

Diese Art der Zuführung zusätzlicher Stoffe hängt von den gewünschten Eigenschaften des zu erzeugenden Produktes ab.This type of supply of additional substances depends on the desired Properties of the product to be produced.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further advantages and details of the invention are set out below explained in more detail with reference to the drawings using two exemplary embodiments.

Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Aus führungs form einer Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt, jedoch durch eine andere Ausführungsform mit Rücklauf; und Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV der Fig. 3.It shows: FIG. 1 a schematic longitudinal section through an implementation form of a device according to the invention; Fig. 2 shows a cross section according to the line II-II of Figure 1; 3 shows a longitudinal section corresponding to FIG. 1, but through another embodiment with return; and FIG. 4 shows a cross section according to FIG Line IV-IV of FIG. 3.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum Mischen von Mehrkomponentenkunststoffen besteht aus einem Mischkammergehäuse 4, in der eine zylindrische Mischkammer 5 vorgesehen ist. In dieser zylindrischen Mischkammer 5 ist ein Kolben 6 hin- und herbewegbar. Die Bewegung des Kolbens erfolgt durch eine hydraulische Kolben- und Zylindereinheit.The device shown in the drawing for mixing multi-component plastics consists of a mixing chamber housing 4 in which a cylindrical mixing chamber 5 is provided is. In this cylindrical mixing chamber 5, a piston 6 can be moved back and forth. The piston moves through a hydraulic piston and cylinder unit.

Diese Kolben- und Zylindereinheit besteht aus einem hydraulischen Gehäuse 7 und aus einem hydraulischen Kolben 8.This piston and cylinder unit consists of a hydraulic one Housing 7 and a hydraulic piston 8.

Das hydraulische Medium zur Bewegung des hydraulischen Kolbens 8 wird bei 9 und lo ab- bzw. zugeführt. Eine Dichtung 11 sorgt für eine Abdichtung gegen den Kolben 6.The hydraulic medium for moving the hydraulic piston 8 is at 9 and lo removed or supplied. A seal 11 ensures a seal against the piston 6.

Am oberen Ende des hydraulischen Gehäuses 7 befindet sich ein Anschlag 12 für den hydraulischen Kolben 8. Uber eine Gewindespindel 13 ist dieser Anschlag verstellbar. Festgestellt werden kann er durch eine Feststellmutter 14.At the upper end of the hydraulic housing 7 there is a stop 12 for the hydraulic piston 8. This stop is via a threaded spindle 13 adjustable. It can be locked by means of a locking nut 14.

In dem Mischkammergehäuse 4 sind drei Eintrittsdüsenpaare ta,lb; 2a,2b und 3a,3b vorgesehen. Diese Eintrittsdüsenpaare sind nicht so im Winkel angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt, sondern so wie in Fig. 2 gezeigt, d.h. sie sind im Winkel in den verschiedenen Ebenen gegeneinander versetzt, aber so, daß die einander zugeordneten Eintrittsdüsenpaare für jeweils eine Komponente einander gegenüberliegen. In Fig. 1 wurden die Eintrittsdüsenpaare zur besseren Erklärung anders gezeichnet.In the mixing chamber housing 4 there are three pairs of inlet nozzles ta, lb; 2a, 2b and 3a, 3b are provided. These pairs of inlet nozzles are not arranged at an angle as shown in Fig. 1, but as shown in Fig. 2, i.e. they are at an angle offset against each other in the different levels, but in such a way that the assigned Pairs of inlet nozzles for one component each lie opposite one another. In Fig. 1 the inlet nozzle pairs have been drawn differently for better explanation.

Wenn sich der Kolben 6 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, sind sämtliche Eintrittsdüsenpaare freigegeben und die diesen Eintrittsdüsenpaaren zugeförderten Komponenten können sich in der Mischkammer vermischen, wo sie am unteren Ende, beispielsweise in eine Form, austreten. Wenn ein Mischvorgang beendet ist, wird der Kolben 6 durch Betätigung der hydraulischen Kolben- und Zylindereinheit nach unten bewegt, wobei er die Eintrittsdüsen verschließt und die Kammer bei seiner Bewegung bis zum Austrittsquerschnitt mechanisch reinigt.When the piston 6 is in the position shown in Fig. 1, all inlet nozzle pairs and these inlet nozzle pairs are released Supplied components can mix in the mixing chamber, where they are at the bottom End, for example in a form, emerge. When a mixing process is finished, the piston 6 is made by actuating the hydraulic piston and cylinder unit moved down, closing the inlet nozzles and the chamber at his Mechanically cleans movement up to the outlet cross-section.

Wenn nun eine Mischung mit geringerer Leistung gewünscht wird, kann der Anschlag 12 entsprechend verstellt werden, so daß der Kolben 6 in seiner Bewegung in Offen- oder Mischstellung vorher zum Stillstand gelangt, beispielsweise so, daß das Eintrittsdüsenpaar la,1b verschlossen bleibt und ein Eintritt in die Mischkammer 5 nur durch die Eintrittsdüsenpaare 2a,2b und 3a,3b möglich ist. In gleicher Weise können auch noch die Eintrittsdüsenpaare 2a und 2b bei einer Mischung mit noch geringerer Leistung verschlossen bleiben.If you want a mixture with a lower output, you can the stop 12 can be adjusted accordingly, so that the piston 6 in its movement comes to a standstill beforehand in the open or mixed position, for example so that the pair of inlet nozzles la, 1b remains closed and an entry into the mixing chamber 5 is only possible through the inlet nozzle pairs 2a, 2b and 3a, 3b. In the same way can also use the inlet nozzle pairs 2a and 2b in the case of a mixture with even less Performance remain closed.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von derjenigen nach den Fig. 1 und 2, daß nur zwei Eintrittsdüsenpaare 21a,21b und 22a,22b vorgesehen sind. Für jedes dieser Eintrittsdüsenpaare ist aber in dem Kolben 6 eine Rücklaufnut vorgesehen, und zwar für das Eintrittsdüsenpaar 21a,21b das Rücklaufnutenpaar 23a,23b und für das andere Eintrittsdüsenpaar 22a,22b das Rücklaufnutenpaar 24a,24b. In Fig. 3 sind die Eintrittsdüsenpaare wiederum nicht richtig in einer Winkelebene dargestellt, um ein besseres Verständnis zu ermöglichen. In Wirklichkeit liegen sie so um 900 gegeneinander versetzt, wie in Fig. 4 veranschaulicht.The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 differs differs from that of FIGS. 1 and 2 in that only two pairs of inlet nozzles 21a, 21b and 22a, 22b are provided. However, for each of these inlet nozzle pairs a return groove is provided in the piston 6 for the pair of inlet nozzles 21a, 21b the pair of return grooves 23a, 23b and for the other pair of inlet nozzles 22a, 22b the pair of return grooves 24a, 24b. In Fig. 3, the inlet nozzle pairs are again not shown correctly in an angular plane to allow for better understanding. In reality, they are offset from one another by 900, as illustrated in FIG. 4.

In Schließstellung strömen die durch die Eintrittsdüsen eintretenden Komponenten, ohne daß eine Vermischung stattfindet, durch die Rücklaufnuten zu den entsprechenden Rücklaufleitungen 20a,20b. Die Rücklaufleitungen in dem Mischkammergehäuee 5 für das Eintrittsdüsenpaar 22a,22b ist in Fig. 3 nicht erkennbar.In the closed position, those entering through the inlet nozzles flow Components, without mixing, through the return grooves to the corresponding return lines 20a, 20b. The return lines in the mixing chamber housing 5 for the inlet nozzle pair 22a, 22b cannot be seen in FIG. 3.

Befindet sich der Kolben 6 beispielsweise durch entsprechende Einstellung des Anschlages 12 in der Stellung,daß lediglich die Eintrittsdüsen 22a und 22b freigegeben sind, so erfolgt durch die Rücklaufnuten 23a,23b nach wie vor ein Rücklauf.von der Eintrittsdüse 21a in die Rücklaufleitung 20a und von der Eintrittsdüse 21b in die Rücklaufleitung 20b.If the piston 6 is located, for example, by setting it accordingly of the stop 12 in the position that only the inlet nozzles 22a and 22b are released are, then through the return grooves 23a, 23b there is still a return from the Inlet nozzle 21a into the return line 20a and from the inlet nozzle 21b into the return line 20b.

Es ist also auch dann für den Rücklauf für die Eintrittsdüsen gesorgt, die nicht an einem Mischvorgang teilnehmen, wenn lediglich in einem herabgesetzten Leistungsbereich gearbeitet wird.So the return for the inlet nozzles is also provided, which do not participate in a shuffling process, if only in a degraded one Performance area is being worked on.

Anstelle der mechanischen Steuerung der Stellung des Kolbens 6 zum Verschließen eines oder mehrerer Eintrittsdüsenpaare kann natürlich auch eine andere Steuerung,beispielsweise eine hydraulische, vorgesehen sein, die dann elektrisch bzw.Instead of the mechanical control of the position of the piston 6 to One or more pairs of inlet nozzles can of course also be closed by another Control, for example a hydraulic one, can be provided, which is then electric respectively.

elektronisch betätigt wird. Der gezeigte Anschlag 12 stellt lediglich eine Möglichkeit dar.is operated electronically. The shown stop 12 is only a possibility.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims r 1. Device for mixing multi-component plastics, in particular polyurethane, in a mixing chamber in which for each component at least lead two flow lines, their inlet nozzles for the components to be mixed opposed to each other and reciprocable by a in the mixing chamber Pistons can be closed, characterized in that one associated with one another Inlet nozzle pair (la, lb or 21a, 21b) for two components to be mixed in one and that or the other pairs of inlet nozzles (2a, 2b; 3a, 3b or 22a, 22b) in one or several other planes are perpendicular to the direction of movement of the piston (6) and that the piston in its movement in the open or mixed position for release one or more inlet nozzle pairs can be controlled.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the piston (6) can be controlled by an adjustable stop (12).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the axes of the inlet nozzles (1 to 3 or 21 and 22) in different levels in the Angles are offset from one another.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the piston (6) return grooves.

(23,24) assigned to the individual inlet nozzles (21,22) and the mixing chamber housing (5) has corresponding return lines (20).