CN111744450A - 具有被感测的自清洁输送管道的高压混合装置 - Google Patents
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Abstract
一种在高压下混合两种或更多种反应性液体组分或树脂的装置,包括:设置有混合室的头体,混合室具有用于注入和再循环反应性组分的入口和出口;输送混合物的单件管状元件,其与混合室连通并且滑动地容纳清洁构件;具有纵向再循环槽的阀构件在混合室中在入口松开的向后位置和入口与相应的出口连通的前进位置之间滑动;管状元件插入头体的通孔,并且具有环形肩部区域;固定工具将肩部区域锁定在头体上,用于将管状元件保持在孔中;管状元件与头体的通孔之间的间隙限制了接触面积,并使力交换最小化;设置间隙使得力通过肩部区域交换;密封工具避免反应的聚合物混合物的泄漏;变形检测工具检测管状元件经受的变形情况,能够监视装置的工作情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在高压下混合用于形成用于浇注或注入以产生各种物体的反应聚合物混合物的液体聚合物组分或反应性树脂的装置。根据本发明的混合装置能够加工聚氨酯、环氧树脂、乙烯基酯、聚酯、硅和酚醛树脂。
背景技术
它们在本领域中已知为混合装置,特别是高压自清洁L形混合头,适于混合聚合物组分,例如以获得旨在注入或输送到模具中的反应性树脂的反应化学混合物。化学混合物源自被称为混合室的圆形截面圆筒形腔室内的至少两个射流的冲击。
在图1中,示出了已知的“L形”自清洁混合头,其一些部分示于图1A、2、3、4和5中。
在送入混合室103之前,聚合物组分通过体积计量器以化学计量比并在高压下计量,通过合适的流速变换器在闭环中进行监视。
适当计量的聚合物组分到达混合头,将压力能转换成射流的动能的合适的注入器130在混合头将它们注入到混合室103中,在混合室103,通过相应的射流的冲击并且由于引起的高湍流而使得混合发生。
通过将射流进行混合而产生的反应混合物流向相对于混合室103 正交放置的圆筒形输送管道107,其使混合物流偏离并减少其湍流直至最终出口。
术语“L形头”通常用于表示这种特定类型的头,其构造由两个管道(即,相对于彼此正交设置的混合室103和输送室或输送管道107) 的相互空间布置决定。
在每个上述室中,有适于刮擦和喷射反应树脂的可滑动元件, (分别地,阀构件或混合滑阀109,以及清洁构件或杆111,如图2、3所示,如下所述),对于反应树脂的最终体积的输送和随后的排出,所述可滑动元件的相应的移动必须依次发生。
在具有圆形截面的混合室103中,它们面对:两个或更多注入孔 105(与相应的注入器130相关联),其放置为更靠近前区,即朝向流出部进入输送管道107,并且反应性树脂通过该注入孔105供应;以及两个或更多个相应的再循环孔106,其放置在后方并且与上述更向前放置的注入孔105纵向地在轴线上,并且其功能是允许反应性树脂朝向相应的储存罐再循环。
在混合室103内部,上述阀构件或混合滑阀109能够可滑动地移动,设有用于树脂的单独再循环的纵向槽110,并且进一步地,还对喷射混合树脂的残余物的混合室103进行清洁。
通过汽缸液压控制的阀构件109在打开和混合向后位置以及关闭和再循环前进位置之间往复移动。
当阀构件109被带到关闭前进位置时,其再循环槽110面对注入器130并将相应树脂流向后朝向在头的主体102中形成的对应的再循环孔 106传送,在这里,树脂通过特定的管道流回相应的罐,其中,树脂从所述罐提取并在压力下计量。
在向后或打开位置,注入孔105暴露,并且树脂射流进入混合室,在那里它们可以在它们之间碰撞或者抵靠室的壁碰撞,以在几毫秒内通过强烈的湍流在它们之间混合。
因此,阀构件109用作液压构件,其执行:一个第一步骤,即通过再循环槽110使反应性树脂再循环以使它们保持分离;一个后续的第二步骤,即,当其缩回以暴露注入孔时,允许射流相互撞击并抵靠混合室103 的壁碰撞,形成必要的湍流状态,以便其树脂的快速彻底混合;以及第三步骤,即,中断混合,其中阀构件109再次前进以使射流处的槽返回,使树脂分开地再循环;同时,在前进移动中,阀构件将来自混合室103的混合树脂的体积朝向输送管道107喷射,由于存在可在其中相互移动的清洁构件或杆111,后者也被称为“自清洁管道”。
因此,槽110在操作步骤期间执行再循环并且保持反应性树脂分离,其中在操作步骤中,它们不能相互混合,而是相反地它们必须在压力下计量并保持分离,以允许设定计量参数,即反应性组分之间正确的比例、注入器达到的压力以及其再循环泵送的维持,从而稳定该过程的基本参数,例如温度、压力、可能的装料或膨胀剂的比例和分散。
滑阀109的前部是实心圆筒形且无腔的,并且与混合室联接且其间有几微米的间隙,以在关闭前进位置起到刮刀和喷射器的作用,并且当滑阀关闭时,不允许树脂流向自清洁管道107,以进行再循环,如图1A 所示。
通常,滑阀109的移动非常迅速,并且其实心的前圆筒形部在通过注入器前方的同时在非常短的时间内中断反应性组分的射流,同时滑阀缩回以实现混合;当滑阀前进以从混合位置切换到再循环位置时,注射孔再次“失明”非常短的时间。
在再循环步骤期间,计量反应性树脂的泵将不同的流带到流量状态而不在它们之间混合反应性树脂,而注入器通过通常在喷嘴出口孔上制造的液压节流阀来调节压力。
由此防止了在第一混合和输送步骤期间不同流未达到正确的化学计量比。
反应聚合物混合物在流出混合室103然后通过输送管道107的同时开始聚合,并且发生沿着前述管道107的混合湍流的逐渐减少。
如果湍流的损失足够,则粘性射流可以从输送管道107的端部流出,否则仍然存在受旋转移动和湍流事件影响的射流。
期望具有出口粘合射流以确保发泡和填充模具的正确过程并获得高质量的所得产品。
上述也称为自清洁杆111、液压控制的并沿着输送管道107滑动的清洁和关闭构件按顺序受控执行混合滑阀的关闭以喷射反应树脂并保持管道适当清洁,并且当滑阀109完全前进并且与输送管道107的内表面齐平时,刮掉输送室的树脂残留物并刮掉附着在滑阀109前端的残留物。
自清洁杆111可以具有圆筒形状并且在其纵向延伸上具有恒定直径(图2中的直杆),或者具有与输送管道以减小的间隙联接的圆筒形刮削头,而控制杆部具有与刮削头的直径相比具有较小直径的部分,使得其不会通过压力接触在输送管道的内表面上形成的反应的树脂薄层上滑动(图3中的具有刮头的锤形杆)。
确保各种部件之间(例如在滑阀109和混合室103之间,以及在自清洁杆(清洁构件)的头和输送管道107之间)的联接的高几何精度和非常有限的间隙是很重要的。这旨在确保将残留树脂从被树脂润湿的表面刮掉的功效;事实上,在每个再循环周期之后,树脂逐渐以反应粘附薄层的形式积聚,该薄层通过在相应室的表面处粘合而快速聚合和硬化。
上述高压混合头具有下述缺点和限制。
特别地,问题涉及以下三个因素:由反应的树脂或反应树脂在固定壁的表面和其分层的可移动元件的表面之间的界面处施加的粘合效应,树脂(当仍在液体步骤中它们混合或未混合或在反应步骤中)通过孔或用于分离和分隔其树脂的元件的间隙的泄漏,以及在操作期间影响密封元件的磨损,目前由频繁的周期和高速导致的更加恶化。
在使用中,在混合头100中,反应的树脂的薄层或薄膜倾向于在可移动元件和它们滑动的相应室之间的间隙中形成,即在滑阀109和混合腔室103之间,但是以更显著且连续的方式,在自清洁杆111和输送管道107之间。最初处于液态的这种薄层反应树脂在几十秒内快速聚合,并且在几百次输送周期后,它们在表面上形成具有高粘合能力的良好粘合层。
聚合物树脂层倾向于积聚在可移动构件上和它们滑动的室的壁上。这对于自清洁管道而言是快速且系统地发生的,而在混合室的情况下,通过非混合树脂在再循环过程中滑入到相应的腔中并通过非混合树脂由于压力差而沿滑阀和混合室之间的间隙泄漏进行的洗涤效果,并通过在高速和高压下的反应性组分的射流的进入来对比并减少对反应的树脂进行积聚和分层的情况。
特别参考自清洁管道,只要可移动构件能够通过它们自己的移动从表面上以卷或板或绳股的形式除去这些硬化树脂,就不会出现问题。当这些层开始积聚在彼此重叠的室的一侧时,操作变得更加危险:在这种情况下,可移动刮削构件的移动不再能够有效地去除在表面的整个圆形范围内均匀聚合的树脂层,而是倾向于压缩积聚在纵向延伸区域上的树脂层,而强压力导致刮削部倾向于完全刮擦在管道表面上在金属与金属接触情况下滑动的相对侧上的层,其中树脂逐步分层越来越多。在管道的两侧,在滑动期间发生的强压力导致这种压缩和摩擦情况,使得它们产生强烈的加热,然后由于金属接触区域中的表面咬合而损坏。
分层现象通常发生在所有与往复移动关联的表面上,但具有非常不同的效果,这取决于具有所考虑的自清洁作用的管道。例如,沉积在混合室103的壁上和滑阀109的圆筒形表面上并且滑动地联接到其上的树脂层大部分凭借每个输送周期前后发生的树脂再循环的影响并凭借滑阀的前圆筒形部在注入器前面通过而被冲洗。关于滑阀109,形成反应的树脂的层,其主要影响垂直于其纵轴的前部,具有鞍形几何构造并面向自清洁输送管道107。反应的树脂的层的形成对(滑动地联接到混合室103 的)滑阀109的圆筒形表面的影响非常小。
通常,反应的树脂的层仅在长时间中断之后形成在滑阀的圆筒形表面上,在输送长时间中断期间滑阀本身保持在关闭位置。然而,在工作周期期间,通过具有洗涤效果的非混合树脂流除去树脂层。
在滑阀109的打开和关闭移动期间,注入器130非常靠近滑阀 109,从而压缩在插入的导管(meatus)中的树脂射流引起突然和快速的洗涤动作。
类似地,在介于滑阀109的再循环槽110之间的表面上,该层几乎不形成并且由于少量树脂(通常是多元醇)的作用而被冲洗,其中上述树脂倾向于借助于两个槽110之间的压力差而流向异氰酸酯的槽110。
因此,在滑阀109的表面上很少形成聚合树脂层,而在混合室 103的壁上,该层仅在连接沟槽(ravine)中或在特定的凹槽或间隙中形成。
相比之下,在自清洁杆111的表面上和在相应的输送室107的壁上形成的反应的树脂的层难以通过自清洁杆111在其滑动移动期间的刮擦作用完全去除。
在打开和关闭滑动操作期间,自清洁杆111的尖角前部不能通过刮擦完全去除反应的树脂的层,但是它们移除一部分并按压剩余部分。
通过机械作用的组合刮掉表面层或膜,形成遇到自清洁头111的角部的树脂厚度的刮除效应。通过反应的或正在反应的树脂的表面的实际剪切作用部分地除去树脂层,而一定的厚度-高于自清洁头111和输送室107之间限定的间隙的-没有被剪切,但是其首先被自清洁头107的通过而压扁,然后与由于移动而被压缩和拖动的聚合物膜的薄片的去除一起,通过压缩和随后的滚压在随后的通道中被去除。
然而,反应的树脂的层或膜在任何情况下都保持粘附在自清洁输送管107的表面上;该膜,当它仍然是液体时,沿着其本身所有的表面传播,但是其倾向于保持与其结合,仅在一些主要纵向延伸的区域中并且仅在相对于径向延伸的一些角位置积聚。
在自清洁杆的刮削头通过期间,保持粘附的树脂膜被强烈压缩,并且在其弹塑性地适应时与对抗刮擦作用,从而避免完全移除;同时,由于对抗自清洁头的滑动的摩擦,产生的压缩力放大了力分量。
在各种测试中都注意到了并且在形成硬化合物(低密度和高密度的)的反应树脂的应用中有更多证据的是,当聚合时,当“L形”自清洁头100正在操作时,特别是在经过数万个自清洁周期后,树脂开始在输送管道107的一侧形成较厚的层,并且该层在自清洁构件或杆111的头上施加朝向相对侧的强力推动。这种现象往往会自维持并且越来越强烈;事实上,形成在一侧的反应的树脂的厚度的逐渐增加同时引起自清洁杆111 在相对侧上执行的压力的类似明显增加,其中在所述相对侧,产生的压缩力能够通过自清洁杆111的前尖角并通过刮除和随后的滚压和/或分离在强烈的摩擦和压缩情况下在相对移动下形成的树脂碎屑的薄片来去除树脂。
换句话说,在自清洁杆107的内纵向条带上,强烈压缩的树脂膜形成占据杆和管道之间的所有间隙,而在另一相对的纵向表面上,高压和摩擦情况阻碍树脂层的形成,并发生金属对金属的接触。
这种问题早已为人所知,并且在数千次输送后的操作寿命中发生。然而,当自清洁输送室107的构造由两个分开并连接的部件组成并且因此具有在头体100和从头体102突出的输送管道或自清洁管道的延伸部的相对于结合至其的部分140突出的部分之间的结合处具有几何阶梯状的不连续性时,该现象也非常明显和清楚,如图4,5,4A,4B和5A示意性示出的,这些图示出了现有技术中目前采用的两种可能的结构配置和结合台阶的几种可能的突出情况。
台阶的形成和构造取决于:两个部件的公差和加工误差,如果它们是单独加工的;以及,工作周期期间,由于树脂通过的摩擦产生的强烈和突然加热引起的联接的部件的相互滑动,其中,即使结合的部件已经以相互组装的配置加工,上述加热也可导致部件相互移位。
特别地,在图4中示出了在输送管道的两个部分具有相同的公称直径,即,头体中的孔具有与延伸部中存在的孔相同的直径(d1=d0)的情况下的结合台阶,其中,上述两个部分中的一个部分与头体102成一体,另一个部分是不同的延伸部140A并且通过定心工具和螺钉固定在底部。
相反,在图5中,示出了从结构性解决方案得到的结合台阶的另一种配置,其中延伸部140B优选地配置有延伸部的内孔,其直径(d0) 大于头体中的孔的相应的直径(d1)(d0>d1)。采用该解决方案以在组装期间简化对准,避免与滑动自清洁杆111的角部的可能的干涉。然而,必须形成一个台阶,该台阶也可以相对于管道107的轴线居中,但是在两个部件的组装期间和由于热应力引起的剪切时通常都会移动。
存在高于5微米的小台阶或未对准足以在输送管道107的壁的最大部中引起树脂的不均匀和优先积聚。
参照图5A,泡沫的异常积聚还可以取决于限定输送管道的两个结合的部分(连接到头体102的元件140)的倾斜或缺乏平行度;当自清洁头朝向输送管道的下部滑动时,上述情况在输送管道表面上引起不同的侧压力,其中在输送管道的下部,反应树脂离开并且加强反应的泡沫在如前所述的侧上的积聚。
当输送管道由两部分组成并且在它们之间的结合处有一个台阶时,反应的和压缩的树脂层倾向于积聚在输送管道的更可能分层的区域中,即在俯视台阶的最大部分的区域中。在台阶具有较大的突起厚度的情况下,积聚的树脂层的纵向条带倾向于形成在自清洁管道的圆筒形内表面上,同时,在相反侧,由在相对侧压缩的树脂给予自清洁杆的强力推动导致自清洁杆本身完全刮掉树脂并产生金属对金属的滑动。这种现象如前所述是自维持的,并且由于产生的热量而在金属表面之间直接摩擦不幸地导致不希望的划痕和卡住(seizing)。在第一个被卡住区域开始时,自清洁杆需要显著增加其沿输送管道移动的强度。
这样的问题非常重要,因为由于卡住而导致的输送管道和自清洁阀杆表面的损坏不可避免地导致需要更换诸如混合头之类的昂贵且复杂的部件,还由于持续时间不少于几个小时的生产中断(更换操作所必需) 而造成经济上的不利因素。
由于过于昂贵的装配精度要求,不可能或者在任何情况下极难获得具有无台阶区域并且具有完美的轴向对准的输送管道,由于装配速度快,构造成本低,两个结合件制成的输送管道的结构最常用于“L形”混合头上。然而,需要存在上述具有不可避免地形成的台阶以及轴相对于孔的可能的角度不对准的结合区域是上述问题的原因。这增加了这样的事实,即在混合头的使用寿命中,通常会发生相互结合的部件的相互错位,因此,即使接头最初具有不相关尺寸的台阶,但是由于不可避免的不对准(由于热冲击膨胀和机械应力),台阶本身将呈现由于上述结果导致的不再可忽略不计的尺寸。
鉴于上述情况,我们因此可以在下面列出与上述混合头100相关的一些限制和缺点:
-在输送管道中不可能避免如下的结合区域:其不可避免地导致台阶区域,这些区域导致或至少强烈促进形成硬化树脂的不均匀层,其以轴向不对称的方式粘附在输送管的内表面上;这些层会引起对自清洁杆和输送管道有害的卡住情况;
-装配操作困难:为了尽量减少上述台阶区域,加工公差有时非常严格,并且必须使各种部件高精度地相互对准,成本和组装时间明显增加;
-组装成本和时间相当多,不仅是在构造自清洁头时,而且在其使用寿命期间,即,在用于更换被卡住情况(这在任何情况下都是不可避免的,即使在非常严格的工作公差下)损坏的部件的必要的定期干预期间,也是如此。
通过自清洁头解决方案成功地克服了许多上述问题,该解决方案操作出色并且在同一申请人的专利EP2767376中公开。
不幸的是,在上述和讨论的混合头中,不可能预见和防止形成硬化树脂不对称层,而这是造成沿着自清洁管道发生接触金属对金属的划痕和卡住的开始。这些现象使混合头在操作过程中处于严重磨损的状态,并且不可避免地强制更换有关部件,在这些情况下由头体和自清洁管道的延伸部组成,带来明显的额外维护费用和不可避免的机器中断,这在经济上有害。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新的改进的解决方案,其能够克服先前提出的所有缺点和问题,并且还能够获得进一步的优点。
特别地,本发明的一个目的是提供一种解决方案,该解决方案除了尽可能地减少上述破坏现象并因此合理地延长高压混合装置的使用寿命之外,允许持续监视混合装置或头经受的最危险的工作情况,特别是自清洁输送装置,更准确地说,允许监视清洁构件和输送管道之间的相互作用力,使得可以迅速检测到与粘合力和刮擦力相关的异常,其中所述异常可能导致存在减速、过度局部加热的风险的危险操作情况、有损坏和磨损和并破坏自清洁头和输送管道表面的潜在风险的自清洁功能降低。
本发明的另一个目的是提供一种技术方案,例如以简化和使装置的结构更具成本效益,使如下操作更加舒适、快速和便宜:以减小的间隙和精确的几何形状与自清洁头的联接,以及在不需要更换头体的情况下仅更换输送管道和自清洁构件。
特别地,目的是提供一种“L形”高压混合装置,其组装和更换非常容易和快速,用于已经以合适均匀的间隙并且以相对于自清洁构件具有精确的几何形状与相应的自清洁构件联接的输送管道的特殊维护目的。特别地,目的是提供一种结构解决方案,其具有高水平的几何精度,用于输送管道和清洁构件的联接,这得益于由单件制成的输送管道的新构造提供的更高尺寸和几何精度。另一个目的是提供一种如下技术解决方案:其允许在头体的相应座中生产和容纳输送管道,以便简化输送管道相对于容纳它的头体的座并相对于混合室的圆筒形孔的轴向和纵向的定心以及角方向的定向,从而容易补偿可能的工作误差和尺寸不精确。
本发明的另一个目的是提供一种解决方案,该解决方案进一步改进并且在安装之后立即发挥密封作用防止沿着容纳管状元件的孔内的壁的泄漏,其中管状元件构成反应混合物和润滑液的输送管道,并且将自清洁杆的液压控制圆筒与头体分开的间隔室通常通过泵式分配器填充所述润滑液且连续地使其流出(flux)。
间隔室用于收集反应的树脂的碎屑,当在开口中朝向它移动时,自清洁杆的移动刮擦所述碎屑并转移到该室本身中。当施加强制润滑时,其去除所述碎屑并进一步使润滑剂进入自清洁管道中,减少摩擦、延迟树脂膜的反应,从而促进其数百万个的周期的操作。
将润滑剂液体输入到隔离室中还抑制了反应的泡沫在将衬套与头体联接的部分中形成并进入衬套中的将混合室延伸的孔。该附加问题通过本专利中提供的密封件解决。
本发明的另一个目的是提供一种进一步改善了对输送管道和头体之间的混合物泄漏的密封作用的解决方案。
上述内容可以通过权利要求1所述的混合装置获得。
由于本发明,达到了所有预定的目的,特别是由于:
·输送管道,其由单件制成,因此在其整个延伸中具有高尺寸和几何精度,相对于自清洁构件具有均匀的间隙,并且以减小的间隙容纳在其自身的在头体中获得的座内,
·密封和定心工具,其使管状元件与其自身在头体中的座之间的间隙保持均匀和居中,并密封由相互间隙形成的导管;
·在(在管状输送元件上制造的)横向孔上的、保持滑阀的前部密封并与管状输送元件分离的密封工具,以及在滑阀前方容纳在与混合室正相对的横向孔中的帽上的密封工具,其相对于头体的相对部密封和绝缘管状元件,减少了力的相互交换,并允许将负载从管状元件基本上整体通过环形肩部区域而传递到头体。
由于在管状输送元件的肩部下方存在的应用变形检测工具的环形腔,所以能够确定包含应变仪的腔由于与清洁构件交换的摩擦力、刮擦力和粘合力而经受的变形情况,这允许持续监视混合头的输送和自清洁装置经受的最危险工作情况,特别是监视清洁构件和输送管道之间的相互作用力,使得可以迅速识别与刮擦力的产生有关的异常,其中所述异常可能导致存在减速、过度局部加热的风险的危险操作情况、有损坏和磨损和并破坏自清洁头和输送管道表面的可能风险的自清洁功能降低。
由于根据本发明的混合装置的特定结构配置,从建设性的观点来看也获得了优点。例如,在完美地纵向地、横向地和角度方向地对准的位置,将输送管道快速插入穿过头体的纵向孔中,从而显著地消除了复杂且耗时的定位操作以及随后的调整组装部件之间界面处的可能的不对准的必要过程。
附图说明
通过以下描述以及与一些优选实施例相关的附图,根据本发明的混合装置的所有特征将更加明显。
图1显示了现有技术的“L形”混合头;
图1A是现有技术的“L形”混合头的主体的平面剖视图;
图2和图3显示了在混合头内部提供的两种不同类型的自清洁杆;
图4和5示意性地示出了可以在结合的输送管道内,更确切地,在一起限定了输送管道的头体和细长突起之间的结合界面处发生的两种不同类型的结合台阶;
图4A和4B示出了输送管道的已知组装构造,其分别受到一个第一不正确的非中心定位情况和一个第二不正确的不对准情况的影响,其中细长突起的区域的轴线是倾斜的;
图5A示意性地示出了图4和图5的解决方案,但是具有可能发生在现有技术的结合的输送管道内的不对准错误,其中轴线与细长突起的区域不平行;
图6、7、8、9示出了根据本发明的混合装置中的输送管道的不同配置;
图10是根据本发明的混合装置的一种形式的纵向剖视图;
图11是图10的放大细节;
图11A是图11中的放大细节,但示出了清洁构件头处于降低的位置;
图12示意性地示出了根据本发明的输送管道,在该输送管道上根据第一变型例设置了变形检测传感器;
图13是图12的输送管道的一部分的中断视图;
图14示出了一对变形检测传感器,特别是布置成用于补偿热变形的构造的两个应变仪;
图15显示了根据第一配置的应变仪与惠斯通电桥电路(半桥)的连接图;
图16示意性地示出了根据本发明的输送管道,在该输送管道上根据第二变型例布置提供了变形检测传感器;
图17是图16的输送管道的俯视图(平面图);
图18和19是图16的输送管道的上端的中断的相对侧视图;
图20示出了根据第二配置的应变仪与惠斯通电桥电路(全桥)的连接图;
图21示意性地示出了根据本发明的输送管道,在该输送管道上根据第三变型例布置提供了变形检测传感器;
图22是图21的输送管道的俯视图(平面图);
图23是图21的输送管道的上端的中断视图;
图24示出了根据第三配置的应变仪与惠斯通电桥电路(半桥)的连接图;
图25示意性地示出了根据本发明的输送管道,在该输送管道上根据第四变型例布置提供了变形检测传感;
图26是图25的输送管道的俯视图(平面图);
图27和28是图25的输送管道的上端的中断的相对侧视图;
图29示出了根据第四配置的应变仪与惠斯通电桥电路(全桥)的连接图;
图30显示了装置的一个形式的放大部分;
图30A是图30的放大细节,示出了包括在根据本发明的混合装置中的密封和定心工具;
图30B和30C是输送管道和混合室之间的界面区域的示意性放大图,其中根据本发明,分别在与阀构件不接触和接触的情况下,都可以很好地看到密封元件;
图31和32示出了密封元件的特性,特别是其形状相对于容纳其的座的从未变形状态到工作状态的变化,其中在工作状态下,密封元件在前述座中以干涉方式插入;
图33是密封环的剖视图;
图34是为鞍形的密封环的另一种形式的剖视图;
图35和36是图34的密封环的立体图;
图37和38是根据两种可能的不同形式的密封元件的混合装置的示意性局部视图;
图39示出了根据本发明的管状输送元件的一种形式,其具有横向孔,通过轴线的双内插制成的座在该横向孔中,构造成用于容纳具有恒定截面的鞍形密封元件;
图40是具有图39的密封座的孔的放大细节;
图41是图39的管状元件的侧视图:
图42是根据图41中的平面的局部纵向剖视图;
图43是图42的放大细节,以剖面方式示出了具有恒定截面的鞍形密封座的横向孔。
具体实施方式
参照附图6至38,公开了根据本发明的“L形”高压混合装置1,其配置成使两种或更多种液体组分或反应性树脂相互混合以形成意图被浇注或注入以生产各种物品的反应聚合物混合物。可以加工聚氨酯、环氧树脂、乙烯基酯、聚酯、硅和酚醛树脂。
混合装置1包括头体2,头体2配置有混合室3,混合室3具有内圆筒形表面4,内圆筒形表面4设置有分别用于导入和再循环液体组分或反应性树脂的入口或入口孔5和再循环出口或出口孔6;在入口孔5上放置注入器,其产生两种或更多种反应性树脂的射流,将压力能转换成射流的动能。
注入器可以相对放置在另一个上,或者以收敛在射流的单个焦点上的各种角度放置。
注入器由喷嘴组成,并且可包括具有可设定位置的分节销,以产生流体流的合适节流,其在发源高动能射流的注入器上游产生压力。
在混合室3内部容纳有阀构件9,阀构件9可沿室3的纵轴滑动并设有再循环纵向槽10。阀构件9可在混合室3中在向后位置和前进位置之间可滑动地移动,其中在所述向后位置,其使入口5和组分的射流畅通,在所述前进位置,每个上述再循环纵向槽10使相应的入口5和组分的射流与用于使相应的反应性组分朝向特定的储罐再循环的相应的出口和再循环开口6连通。
混合装置1包括相对于混合室3横向布置的输送管道7,反应混合物一旦从混合室3流出就沿输送管道7流动,以例如被排出到成型模具中。特别地,输送管道7相对于混合室3的纵向延伸正交地延伸。
输送管道由单个管状元件7组成,其制成单件,具有开口出口端 Ea和在下文公开的间隔室18’处的相对的开口端Eb。
具有套筒旋转形状的管状元件7构造有中间横向孔13,该中间横向孔13在组装构造中与混合室3除去公差偏差之外地对准并且构成混合室的直到输送管道的延伸部。将在下文中更详细地描述的横向孔13用于使混合室3与在输送管道7内限定的输送室流体连通。
输送管道7内部具有面积大于混合室3的剖面,并且延伸以便相对于头体2在底部突出并且在混合室的轴线和出口部Ea之间纵向延伸,等于或高于流出室本身直径的至少三倍。该特性用于减少混合湍流,并且使得输送的树脂的流动也可以是层流或粘合的。特别的,输送管道的长度延伸至少大于其直径的四倍是有用的。
输送管道7具有与混合室3流体连通的圆筒形内表面8。
由于管状元件7的单件构造,因为没有接合区,因此避免了已知技术系统的典型存在的结合的管道的轴线的平行度的任何类型的台阶或误差的开始,从而防止输送管道中树脂的不均匀积聚。
提供了在这种管状元件7内可滑动地往复移动的清洁构件或杆11 (自清洁杆)。清洁构件或杆11具有在输送结束时喷射仍然包含在管状元件7中的混合物的量并且从后者的表面刮去粘合的树脂的功能。
输送室和相对的自清洁杆具有圆筒形形状并且机械地联接且有非常精确和特定的合适间隙,该间隙可以根据输送部的尺寸在8至60毫米之间变化。
通过自清洁杆11的滑动实现将树脂刮离表面,自清洁杆11可以具有刮擦长度,即与输送室内径以精确间隙联接的圆筒形部的长度,相对于室本身的延伸而长度减小,并且自清洁杆11可以具有在表面上获得不同形状的腔或槽或切口,其允许通过密封环和/或反应的树脂的积聚而相对于输送室密封圆筒形部本身,并同时减小其起作用的表面的粘合力和反应的或正在反应的树脂在输送管道7内在自清洁杆11和输送室之间操作的表面摩擦。
在头体2中以及在输送管状元件7中,在混合室3(以及管状元件7自身的横向孔13)的直径相对的且在其前方的位置的另外的位置在正常操作期间,获得了额外的通孔52,其在正常操作期间可以通过帽50保持占据和密封。一旦帽50被移除,具有服务功能的孔52就允许向头体应用另外的阀构件,用于引入洗涤或惰化液体或气体。因此可以例如清洗输送管道的可能的延伸柔性管道,或者可以将惰化气体注入到注入有反应性树脂注的模具腔中。
在帽50的表面和第二孔52之间限定了相应的间隙Iii,合适的弹性密封件51插在间隙Iii中。间隙Iii或游隙以及相对密封件的功能是使得在管状元件7、头体2和间隔室18’之间传递的连接力和接合力能够仅通过环形肩部区域14在头体2上交换。
帽50居中并被引导到头体的孔中,并且在管状元件7中获得的孔中以增大的间隙容纳,上述间隙类似于用于卷轴的孔的间隙。为了确保帽50和管状元件7之间的相互游隙,如果与帽50本身的直径相比,可以将在管状元件7中获得的相应孔配置为具有增大的直径。或者,以类似的方式,可以将帽50配置成在旨在穿透管状元件7的厚度的区域处具有减小的直径。
密封件51,特别是插在帽50和在管状元件7中的孔之间的密封件,同时密封穿过管状元件7的厚度的孔并且使帽50的(穿透管状元件 7的厚度的)部分相对于容纳圆筒孔的表面分离,即不金属接触;这避免了各个圆筒形表面之间的金属对金属接触联接传递管状元件7和帽50本身之间的接合力的事实。帽在头体中的定心联接与朝向管状元件中的相应孔的游隙或间隙Iii在确保有效密封以防止混合物向孔52泄漏的同时,导致管状元件7相对于帽50绝缘并因此相对于头体2绝缘,从而减小了相互的力交换,使得来自管状元件7的负载基本上完全通过环形肩部区域 14排出到头体2。
为了更好地操作,在间隔室18’中,清洁构件11可以通过的润滑液持续润滑,所述润滑液可以是静止的或者可以被迫(通过泵)流动,所述间隔室18’限定在输送管道7上方(在自清洁杆的液压控制器和头体之间)并且限定在其自身的输送管道7和清洁构件11的具有减小的直径的杆部之间,如可以在图10、11、11A、37、38中更好地看到的。
特别地,在图11A中,示出了清洁构件头11在管状元件7的中间横向孔13上方处于降低位置。
有利地,间隔室18’用于收集反应的树脂的碎屑,清洁构件11在其滑动期间刮擦反应的树脂并在朝向其的打开移动期间输送到室18’中。当施加强制润滑时,强制润滑除去所述碎屑并进一步将润滑剂输入到输送管道7中,从而减少摩擦、延迟树脂膜的反应,从而促进其数百万个周期的操作。
然而,这种润滑在应用时还具有抑制在管状元件7和头体之间的联接区域中以及在延伸混合室3的横向孔12中形成反应的泡沫的效果,因此能够在使用混合装置1的第一步骤期间促进润滑剂的不希望的泄漏 (当在各间隙中反应的树脂尚未形成强密封作用时)。然而,由于下面描述的根据本发明的密封元件的具体构造和布置,成功地避免了会污染反应性树脂的润滑剂泄漏的风险。确切地说,在输送管道7和头体2之间的界面中以及通过构成混合室3的延伸部的横向孔13时有效地避免了润滑剂的任何泄漏。
以下描述主要集中在管状元件7上。
管状元件7可以通过横向于混合室3的孔12可拆卸地插入并且通过头体2,使得其沿着整个孔12纵向延伸并且相对于混合室3横向延伸。
输送管道(管状元件7)为单件并且与头体2分开也是有利的,因为无论头体2如何,其都能够以必要的精度加工和改善自我清洁杆(清洁构件11)和输送管道本身,可以将它们以所需的间隙和源于旋转加工 (即在旋转待处理部件的工具机上进行加工)的几何精度相互联接,能够使它们可以互换,以便在磨损时对部件进行特殊维护。
管状元件7的不同形式的结构配置是可能的。
特别地,管状元件7配置有环形肩部区域14,该环形肩部区域 14布置在远离横向孔13的区域处,例如,朝向头体2的输送方向(在底部)或朝向间隔室(在顶部)布置。
还提供了用于可拆卸地固定管状元件7的不同模式。特别地,下面将描述固定工具(15;15’;16),其构造为用于将环形肩部区域14刚性地且可拆卸地固定到头体2的较高或较低表面,以将管状元件7牢固地锁定在横向通孔12中。
间隙I限定在管状元件7和头体2的横向通孔之间。这种间隙构造成既能够容易地互换管状元件又能够限制管状元件7和头体2之间的接触面积,例如以减少管状元件7与穿过头体2的横向孔12的表面之间的力交换,并且将负载从管状元件7基本上完全通过前述环形肩部区域14 传递到头体2。间隙I对于混合装置1所具有的变形检测工具(E1,E2, E3,E4)的正确操作是重要的,如下面更详细地描述的。
间隙I除了将管状元件7与头体2的通孔12绝缘以减少其力的交换之外,还具有额外的效果,使得能够单独地产生管状元件和以合适的、均匀的游隙和精确的几何形状与其联接的自清洁杆管状元件,并且还易于插入操作,并且如果需要,易于从该纵向通孔12中取出管状元件7 的操作。
关于装置1的可能形式之一,间隙I被示出并且在图30,30A中可见。应当理解,这种间隙也存在于装置1的所有其它形式中。
根据取决于相关的头尺寸的不同直径,间隙的值可以在12到80 微米之间变化。
装置1设有密封和定心工具M,其包括密封环形元件20和环形定心带21,适于防止任何液体泄漏并适于将管状元件7相对于头体2的横向通孔12保持在轴向居中位置。定心工具包括特定的带21,带21构造为切割环或具有定心的重叠段,适于避免各个圆筒形表面之间的直接接触。它们相对于混合室3的位置定位在环形密封元件20的外部。环形密封元件20定位在横向于输送管道的孔13和52上方和下方的圆周腔中,以避免聚合物混合物从前述间隙朝向外侧并朝向间隔室18’泄漏,并且避免润滑液(不妨碍定心环的操作)通过上述间隙的间隙I向混合室3泄漏。
环形定心带21可以构造为重叠的环形段或弹性或弹塑性切割环,并且部分地容纳在位于管状元件7的表面上和/或头体2的纵向通孔12的圆筒形表面上的相应环形座中,其中管状元件7可拆卸地插入头体2的纵向通孔12。
环形密封元件20容纳在位于管状元件7的表面上和/或在前述纵向通孔12的圆筒形表面上的相应环形座中,并且放置在横向孔13附近,其中横向孔13将混合室3延伸到输送管道7。
环形定心带21可以优选地设置在中间孔13上方,超过环形密封元件,朝向间隔室18’,即,在介于上端Eb和混合室3顶部上的密封环形元件之间的高度处,和/或在中间孔13下方的环形密封元件下方,即,在介于管状元件7的下端Ea和混合室3下方的环形密封之间的高度处。
类似地,环形密封元件20可以直接设置在中间孔13上方,即,在介于(上)后端Eb和混合室3之间的高度处,和/或中间孔13正下方,即,在介于前端Ea和混合室3之间的高度处。
这里将描述高压混合装置1的各种可能形式,并将注意力集中在管状元件7的构造及其相对于头体2可移除的固定构造上。
根据图6所示的形式,环形或凸缘形的肩部区域14A布置在管状元件7的放置在间隔室18’上的上端Eb上,并且其径向延伸,使得其可以放置在头体2的上侧表面上,特别是在座17上。座或沉孔(counter bore) 17可以深至完全容纳肩部区域14A,或者仅接收其一部分,肩部区域14 的其余部分保持向上悬臂以被其它部件(间隔件)包围。
在图6的形式中,固定工具包括螺纹环形元件16,该螺纹环形元件16构造成与在管状元件7的关于头体2与肩部区域14A相对的位置处区域上的螺纹表面接合,并且布置成放置在头体2的下表面上且对其施加压力。
通过旋拧环形元件16,管状元件7被拉伸并向下紧固,从而确保肩部或区域14A抵靠基体2的下相对表面。
在这种情况下,环形元件16在应用变形敏感元件的腔30上施加静态预加载力。
为了确保管状元件7在通孔12中的正确角度位置,设置了径向和角向定心工具19。这些定心工具可以包括腔19,腔19在肩部或区域14 中和座17中,设置成接收后者或两个或更多个径向槽口,其在管状元件 7和头体2两者上获得,并且销或相互定心键或另一个等效的机械抵接件插入其中;该工具确保了相互正确的定位,除了与孔12本身的纵轴成角度和横向于其发生的加工公差之外。
对于这种联接,必须使管状元件7的横向孔13(其用作混合室4 的延伸部)的轴线的、从与管状元件7(输送管道)的环形肩部14的头体的接触表面测量的在纵向方向上的距离足够精确,但例如不需要特殊设备或不同于用现代工具机器制造的机械加工的那些。
类似地,槽口径向定位或径向定心槽口的精度不需要使用特殊设备或与现代工具机器制造的机械加工的那些不同,因此显著地便于组装操作和可能的更换。
图7的形式与刚刚描述的形式的不同之处在于肩部区域14和环形元件16具有颠倒的位置。
在这种情况下,肩部区域14B以环形或凸缘形状从管状元件7的中间区域ZI径向延伸,并且构造成放置在头体2的下表面上与管状元件 7的较高(后)端Eb相对的位置处。替代地,环形元件16可以拧在管状元件7的上端Eb处的螺纹区域上。对于该形式,与前一形式类似,在下凸缘上设置定心销。
在图8的形式中,肩部区域14C从管状元件的上端Eb延伸。环形固定元件16不存在,并且锁定工具包括特定螺钉15,特定螺钉15用于将肩部区域14C直接紧固在位于头体2上的座或沉孔17中。
图9的形式与图8的类似,但不同之处在于它在前述中间区域ZI 中提供了在头体的下表面处具有锁定螺钉15的肩部区域14D。
图10(和图11的放大图)示出了根据本发明的另一种可能的形式。肩部区域14容纳在座17中并从那里突出百分之几毫米。更确切地说,根据输送管状元件7的尺寸,衬套的上表面相对于头体2向上突出百分之3至百分之9毫米。
由此,肩部区域14通过头体2和也固定到清洁构件或杆11的控制圆筒的间隔室18之间的压力紧固。在这种情况下,锁定工具包括螺钉工具15’,螺钉工具15’设置成将前述间隔室18固定到头体2。因此,肩部区域14的上表面从头体2的围绕其的表面略微突出,并且通过弹性变形的间隔元件18接收紧固压力。提供合适的密封垫圈60介于间隔元件 18和头体2之间。
在另一种可能的形式中,如已经提到的,肩部区域14容纳在座 17中,座17部分地在头体2上并且部分地在间隔室18’的下表面中,或者几乎完全在间隔室18的下部。
现在将描述变形检测工具的一些示例性形式。
根据本发明的混合装置1具有的变形检测工具(E1,E2,E3, E4)特别应用在输送管状元件7上。
如图12、13、16、17、18、19、21、22、23、25、26、27、28所示,特别有利的是在靠近放置在其上端Ea的环形肩部14处获得环形槽 (应用变形检测传感器之处),其朝向间隔室18’;因此,当自清洁头降低以喷射反应混合物时和当它上升打开输送通道时,通过所述凹槽的内圆筒形表面的变形,可以检测在移动的几乎整体和延伸中,通过自清洁头的移动导致的摩擦、刮擦和粘合所传递的力。
特别地,变形检测工具包括电阻电子类型的应变仪传感器(E1, E2,E3,E4)。在下面阐述包括应变仪传感器的几种可能形式的监视系统。
图12和13示意性地示出了输送管状元件7,其设置有根据检测腔内部的一个第一配置布置的应变仪传感器。
可以看出,在管状元件7的外圆筒形表面上获得了环形凹槽30,两个应变仪传感器E1,E2应用在环形凹槽30中。
环形凹槽30以所述管状元件7的厚度的深度延伸,使得上述应变仪传感器间隔开并且不与通孔12的表面相互作用。环形凹槽30在环形肩部区域14处圆形地延伸。然而,不排除在管状元件7上适当选择的其它区域中具有这种槽的可能性。
根据图12的形式,在凹槽30中设置:第一应变仪传感器E1,其具有网格结构,其长分支主要平行于管状元件7的纵轴定向(即,在应变的主方向上,其中元件7顺从该方向);以及第二应变仪传感器E2,其具有网格结构且长分支主要相对于该纵轴Y正交定向,其主要对热膨胀敏感,以便补偿热源的变形。示意图14更清楚地示出了两个应变仪传感器 E1,E2的相互布置。
参照图15,第一应变仪传感器E1和第二应变仪传感器E2连接以限定半桥惠斯通电路,在所述半桥惠斯通电路可以存在两个外部校准电阻R。
上述两个应变仪传感器E1,E2的相互位置和连接构造确保了管状元件7大致沿其纵轴Y的变形状态的精确检测,而由于热膨胀引起的变形分量被相互消除。
提供了模块40和控制单元Uc,所述模块40调制、解调和放大来自惠斯通电桥的电信号,所述控制单元Uc被配置为检测上述电信号并将其存储为管状元件7和清洁构件11的操作情况。特别地,基于管状元件 7的腔30的圆形延伸的变形程度,控制单元Uc确定在管状元件7和清洁构件11之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力的测量,例如以针对每个移动或用于某些特定移动监视输送管道自清洁元件系统的自清洁和打开功能的操作情况。
高压混合装置1的控制和指令系统设置有存储支持件,存储支持件存储了与如下两个步骤相关联的所述电应变仪信号的检测的和数字化的值:控制关闭-开始的中断混合物的输送的步骤,即一段时间内混合物的喷射的移动;以及打开-开始的控制步骤,即向上返回混合室的出口的上部直到控制活塞的行程结束信号能够打开所述混合滑阀并输送混合物的移动;储存值及其性能表示操作情况,由此在清洁构件11和管状元件 7之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力指示这些部件的操作性能的可能的退化现象。
控制单元Uc被配置为接收指示影响圆形腔30的应变的放大的电信号,并将其数字地记录并借助于合适的校准系数使其与通过该腔的形成的限制部传递的摩擦力、刮擦力和结合力成比例,并根据时间将其存储,以进行关于这些力的变化的最终和/或预测诊断。
参考图16至20,示出了应变仪检测系统的第二变型例。一些组件与先前描述的形式类似,因此具有相同的附图标记。
在该另外的第二种形式中,在管状元件7的环形凹槽30的第一区域中应用了:第一应变仪传感器E1,其具有定向网格结构,且其具有平行于所述管状元件7的纵轴Y延伸的长分支;以及一个第二应变仪传感器E2,其具有定向网格结构,且其具有相对于该纵轴(Y)正交延伸的长分支。在环形凹槽30的与上述第一区域直径相对的第二区域中,应用第三应变仪传感器E3和第四应变仪传感器E4;分别地,第三应变仪传感器 E3如第一应变仪传感器E1一样定向,而第四应变仪传感器E4如第二应变仪传感器E2一样定向。在这种情况下,第一E1应变计传感器、第二E2 应变计传感器、第三E3应变计传感器和第四E4应变计传感器连接以限定完整的全桥惠斯通电路,其中应变仪E2和E4具有补偿热变形的功能。
参考图21至24,示出了应用于混合装置1的应变仪监视系统的第三变型例。
在该变型例中,在环形凹槽腔30的圆筒形表面中应用一个第一应变仪传感器E1,其网格结构定向为使得长分支平行于输送管状元件7 的纵轴Y定向。在肩部区域14的相对于纵轴Y正交地布置的横向表面上,获得凹座31,其中第二应变仪传感器E2应用在相对于凹槽表面30 的正交平面上,即与轴线Y正交;因此,其对管状元件7的负载纵向变形并不敏感,而只对热变形敏感,无论位于前述正交平面上的网格结构的取向方向如何。因此,由于应变仪传感器E2基本仅对热变形敏感,因此可以根据前述凹座31上的任何定向来应用。
根据图24所示的电路图,第一应变仪传感器E1和第二应变仪传感器E2连接以限定包括两个外部校准电阻R的半桥惠斯通电路。
该操作类似于先前描述的形式。
参考图25至29,示出了应用于混合装置1的应变仪监视系统的第四变型例。
两个应变仪传感器E1、E3在环形凹槽30中在直径相对的位置处应用在圆筒形表面上,其中,应变仪传感器E1、E3的网格结构通过特定胶水应用且其长分支平行于管状元件7的纵轴定向。在肩部或区域14的正交于纵轴的上表面上,获得两个在直径相对的凹座31,在凹座31的每一个中应用应变计传感器E2、E4,其中应变计E2和E4具有补偿热变形的功能。
根据图29的图示,应变计传感器E1、E2、E3、E4连接以限定完整的全桥惠斯通电路。
根据特定需要而定,用于连接用于检测管状元件7或混合装置1 的其它部分的特定点的变形的应变仪的其它位置和配置也是可能的。
由上可见,应变仪E1、E2、E3、E4均是,对传递到移动清洁构件11的刮削头的力和到自清洁管状元件7(输送管道)的表面的力的变化越敏感,管状元件7与头体的通孔12的表面直接接触以及与接合至其的部件分离得越多,其中上述部件为线轴9和帽50且借助避免可以传递接合力的金属对金属直接接触的元件(即,环形定心带21和弹性体压缩密封件)而接合。由于与相应插入的密封元件有间隙的特定联接构造,确保了管状元件17的分离的有效情况,这是必要的,使得通过自清洁头的移动传递的所有强度通过肩部区域14传送并通过肩部区域14排出。因此,管状元件7的其余部分可以是在清洁构件11的移动期间产生的变形状态的精确和可靠分析的对象。
由于特别提供的密封元件(20,23,51),在任何情况下都防止了描述的间隙中的液体(聚合物混合物和润滑剂液体)泄漏的风险。
现在将更详细地描述混合室3和管状元件7之间的界面区域,同时考虑到以下所述的特征必须被认为存在于上述报告的所有形式中。
在管状元件7上获得(并将混合室3延伸)的中间横向孔13的直径D1大于混合室3的第二直径D2。
由于该结构特征,确保了与混合室的直径D2相比,横向孔13的直径D1充分增加,从而使得即使存在由管状元件7与头体2的加工和联接公差导致的径向和纵向不对准,也不会在直径D2内形成突出台阶。
结果是,在完全前进关闭位置,阀构件9的前端不会与金属对金属接触产生干涉,并且不会紧固管状元件7,管状元件7因此保持与该阀构件9分离和脱离联接。除了通过沿着管状元件7的厚度施加的由密封件 23,51交换的微弱和不明显的力之外,这样做不会影响在与清洁构件11 相互作用期间管状元件7所经受的应力和摩擦状态的检测。
换句话说,阀构件9的前端在其朝向前进位置的移动期间可以自由地穿入孔13中,直到其略微接触其表面而没有干涉。
这样的配置使得可以避免干涉区域的出现,其中,当必须将阀构件9带到关闭和喷射反应树脂的完全前进位置时,所述干涉区域会阻碍移动并损坏阀构件9。
较大直径D1(与D2相比)还具有另一个优点。
得益于该结构,可以在组装和紧固操作期间补偿在头体2中获得的混合室3与在管状元件7的厚度中的延伸的横向孔13之间的相互定位的可能的不对准。
由于阀构件9通常以非常小的间隙(从大约千分之5到大约千分之25毫米)联接在混合室3中,横向孔13的较大直径D1使得其容易相互联接并将后者相对于混合室3的出口部定位。
横向孔13因此构造为混合室3的延伸部,并且可以在内部接收处于前进位置的所述阀构件9的前端部。
第一直径D1与第二直径D2之间的差Ii具有介于约0.04mm和约 0.3mm之间的值。该直径差因此有利于装配操作并避免表面的不连续区域中的干涉,有效确保该密封还可以通过下文所述的特定密封系统来补偿不对准和直径差,其中,上述表面的不连续区域中的干涉可导致混合滑动构件或阀的切屑和卡住或损坏表面之间的密封并导致树脂或润滑剂的泄漏。
类似地,孔52的直径比帽50的直径大0.1至0.3mm,以避免帽与所述孔的内径的干涉。因此,得到的相应间隙Iii具有高达0.3mm的厚度。
在管状元件7中获得环形座22、22bis,其与上述中间横向孔13 同轴布置,并且构造成容纳弹性或弹塑性密封元件23,密封元件23以干涉方式插入并且适于弹性地与阀构件9以干涉方式相互作用以执行有效的密封动作。
该密封系统代表对如下解决方案的最有效替代方案:在滑阀9的圆筒形前部上提供小圆形腔,插入突出的树脂密封,而所述树脂密封可容易地在上述不连续表面的角部和反应性树脂入口孔的角部破裂或磨损。
它还代表了对如下方案的替代方案:用树脂密封在自清洁套管输送管道中在混合室3的延伸孔13上获得的圆形腔,树脂密封由于输送管道本身存在润滑剂而变得不太稳定。
考虑到这些解决方案,根据本发明,在容纳有由弹性或弹塑性材料制成的密封元件23的管状元件7中的混合室的延伸孔13上获得环形座 22更加简单和方便。
环形座22和弹性或弹塑性密封元件23可以具有不同的构造。
根据实施例,可以在管状元件7的厚度内获得环形座22;在该情况下,环形座22以圆形延伸,具有均匀的横向截面,即,具有环形形状,并且其在两侧横向包含弹性或弹塑性密封元件23。图30、30A、30B、30C、 31、32示出了该配置的例子。
在其它情况下,环形座22可以通过沉孔在管状元件7的外表面上获得,并且在所述管状元件7的厚度中以外鞍形状延伸,以在一侧开口并面向限定管状元件7中获得的横向孔13的表面且面向头体2的通孔12 的表面,且其横向于混合室,在混合室3的端部,如图39至43中更好地示出的。因此,弹性或弹塑性密封元件23以干涉方式插入并且在孔12的横向于混合室的表面和限定环形座22的其它表面之间被压缩。
图31和32示出了密封元件23的两种不同状态,特别是与容纳它的座22相比,其从未成形状态(图31)到工作状态的形状变化,其中,在工作状态,密封元件以干涉方式插入前述座22中并被压缩(图32)。
图31中所示的密封元件23具有截面,其特征在于,仅一个位于环形密封的内侧尖端(cusp)27,和位于环形外部的较大直径上的两个尖端区域26,两个尖端区域26间有中间凹陷区域,且两侧斜表面在环形的内部发散,形成突出的角部。在与环形座22的表面强制接触时,尖端和角部压靠环形座22的表面,施加压力以确保密封作用。最内径上的尖端 27旨在通过在通过时的挤压而与阀构件9(滑阀)的圆筒形表面相互作用。尖端区域由具有不同放置位置的表面、特别是具有在它们之间相反的锥形的表面的交叉而限定。
类似的构造可以在图33中所示的元件23中发现,其具有类似的环形延伸。
特别地,旨在与阀构件9相互作用的表面具有倾斜的放置位置,以便用作阀构件9自身的引入件。
图34、35、36分别是密封元件23处于可能的“鞍形”构造之一的剖视图和立体图。
有利地,尖端区域26具有增加与环形座22bis的联接作用的效果,其补偿可能的尺寸不规则性或表面粗糙度。
当密封元件被迫进入其座时,尖端26被压靠在它们所联接的表面上,并且它们有利地具有增加与环形座22bis在联接表面上密封所需的比压力的效果,以适应可能的尺寸不规则或表面粗糙度。
从示意图30B可以清楚地看出,尖端区域27的内径D3小于混合室3的直径D2。因此,密封元件23与阀构件9以干涉方式弹性地相互作用,确保液压密封,防止反应性组分和润滑剂的泄漏,避免阀元件9与横向于输送管道的孔13的表面D1的金属对金属接触。
因此,可以具有倾斜尖端的尖端区域27有利地在阀构件9紧靠其前进位置时在阀构件9的圆筒形表面上起到有效的密封作用。
除了“鞍形”环形构造之外,图34至图36的密封构件23具有这样的特性:具有径向延伸的外围避让部(relief)28,该外围避让部28根据两个正交圆筒体的交叉而径向延伸,所述圆筒体的直径对应于突起的外径,所述突起的座是在管状元件的外部厚度中获得的。
外围避让部28确保在管状元件7的外表面和头体2的横向孔12 之间的联接区域中的开口腔中的更有效的液压密封。基本上,外围避让部28进入管状元件7和头体2的纵向孔12之间的间隙I。
如图39至43所示,还可以提供具有恒定截面但具有“鞍形”形状的座22的构造,其容纳具有均匀截面的相应密封元件23。例如在双内插数控机床上制造的座22的该构造允许密封元件23在横向孔13和滑阀 9之间的界面处以及在管状元件7的外表面和(头体2的)容纳通孔12的表面之间的界面处操作。
总之,在不同形式中,弹性或弹塑性材料的密封元件13设置有具有尖角或斜角的唇部,其确保在压缩状态下的密封。实际上,如果通过适当压缩的减小的延伸部的环形表面进行密封作用,则密封作用更加可靠和有效,其中,其在高比压力下操作并且通过变形适应必须进行密封的表面的粗糙度和几何形状误差。通常,密封元件可以具有外表面且该外表面具有一个或多个尖端区域且所述尖端区域具有三角形或梯形横向轮廓的尖角或斜角,或者可以具有内表面且所述内表面具有三角形或梯形轮廓的尖端区域,或者可以具有外表面且所述外表面具有四个具有三角形或梯形轮廓的尖端区域。
一般而言,由于上述各种形式中的密封环23和座22的具体构造,可以在没有精确的结构限制情况下制造管状元件7(套筒),而精确的结构限制会迫使与头体2机械联接地制造它;因此有利地,可以分别制造两个部件并且通过先前描述的各种可移除固定解决方案(凸缘肩部区域或部分、螺纹环、通过间隔件18紧固等)简单地将它们联接。
从附图中公开和示出的内容可以清楚地看出,根据本发明的混合装置1成功地实现了所有预定目标。
得益于混合装置1的管状元件7(其形成单件的输送管道)所设置的具有应变仪传感器的监视系统,当自清洁头11(在管状元件7中)移动时,可以持续监视管状元件7所受到的由于清洁头11的摩擦、刮擦和粘合而产生的力;特别地,持续监视清洁构件11的表面与输送管道7的表面之间的相互作用。
可以监视影响圆形腔30的应变,通过适当的校准系数数字地记录与通过该腔的所形成的减小部分传递的摩擦、刮擦和结合力成比例的信号,并且基于时间将其存储以关于这些力的变化进行最终的和/或预测性诊断。
得益于该监视系统,可以确定是否适合或需要非额外的维护干预,以验证管状元件7和清洁构件11的退化/磨损状态和/或允许清洁和移除通过分层而积聚的树脂层。
使用单件式管状元件7作为输送管道允许明显延长清洁构件11 和输送管道7的平均操作寿命,并且总体上改善整个装置1的操作情况。
此外,获得了以下额外的优点。除了显著减少破坏现象并因此显著延长高压混合装置1的使用寿命之外,根据本发明的独特结构构造简化并使装置1本身的结构和组装更具成本效益,并且由于管状元件7和孔12之间、阀构件9和孔13之间、帽50和提供相应的间隙I,Ii和Iii的通孔52和密封和定心工具M(20,21)之间的联接,它还允许更容易、更快速和成本有效地更换输送管道7。
间隔件18的拆卸和清洁操作也是便利的。
得益于管状元件7中的横向孔13的较大的直径,与由上述环形座22和密封元件23给出的新密封系统协同作用,将输送管道相对于容纳它的头体2的座并相对于混合室轴向对中并成角度地定向也非常简单且快速、容易地补偿由加工公差引起的几何误差和可能的几何误差和尺寸不准确性。
简而言之,制成单件的输送管道7、与头体2的间隙I、定心和密封工具20,21以及中间孔13的与混合室3的直径相比的较大直径、以及孔52的与帽50的直径相比的较大直径相互协同作用,有利地允许将输送管道7在纵向地、横向地和成角度地充分对准的位置立即插入头体2的贯通纵向孔12中,以避免与可移动阀构件的前部干涉,显著地消除费力和耗时的定位操作以及补偿可能的未对准在组装部件之间的界面处突出的台阶所需的后续处理。
根据预期的应用,可以根据需要配置和成形装置1及其部件。
材料只要与它们所针对的特定用途相容,就可以根据所请求的要求并根据现有技术适当地选择这些材料。
可以在不脱离所要求保护的范围的情况下,对上文描述的以及附图中示出的进行变化和/或增加。
Claims (34)
1.一种高压混合装置(1),其适于形成由一种第一化学反应性液体组分和至少一种第二化学反应性液体组分产生的聚合物混合物,所述混合装置(1)包括:
头体(2),其配置有混合室(3),所述混合室(3)具有内圆筒形表面(4),所述内圆筒形表面(4)具有分别用于注入和再循环所述反应性组分的入口(5)和出口(6);
输送管道(7),其用于释放和喷射所得的聚合物混合物,具有与所述混合室(3)流体连通的内圆筒形表面(8),并且在其内部,清洁构件(11)能够滑动地移动,适于在输送结束时喷射所述混合物并适于通过刮擦所述输送管道(7)的内表面来进行清洁;
阀构件(9),其设有用于分开地使所述反应性液体组分再循环的纵向槽(10),并且能够在所述混合室(3)中在向后位置和前进位置之间滑动地移动,其中,在所述向后位置,其使所述入口(5)的前部畅通,在所述前进位置,每个所述纵向再循环槽(10)将一个相应的入口(5)与用于再循环相应的反应性组分的相应的出口(6)相连通;
其中,所述输送管道(7)由管状元件(7)组成,所述管状元件(7)由单个的非结合的件制成,其具有与间隔室(18’)连通的开口上端(Eb)和用于输送所述反应性混合物的开口下端(Ea),
清洁构件或杆(11),其能够通过液压控制在所述管状元件(7)中在上部向后位置之间往复移动,其中在所述上部向后位置,其使进入限定在所述管状元件(7)中的输送室中的所述混合室(3)的出口至少部分地畅通,使所述反应混合物能够流出;
所述管状元件(7)是与所述头体(2)不同、分开且分开地加工的件,并且能够拆卸地插入所述头体(2)的相对于所述混合室(3)横向的通孔(12)中,以便在底部沿着所述孔(12)的轴线纵向地并相对于所述混合室(3)横向地突出;
其中,所述管状元件(7)配置有中间横向孔(13),其在组装构造中放置为以增大的直径来延伸所述混合室(3),因此所述混合室(3)向上延伸直至其进入所述输送管状元件(7)的内室中;
在限定所述中间横向孔(13)的表面上形成环形座(22),所述环形座(22)成形为容纳弹性或弹塑性密封元件(23),所述密封元件(23)被强制干涉地容纳并压缩在所述座(22)中,以发挥液压功能,防止当所述阀构件(9)的前端部处于前进位置时反应性组分从所述纵向再循环槽(10)朝向所述输送管状元件(7)泄漏,并防止润滑液从在所述清洁构件(11)的控制杆和所述管状元件(7)之间限定的空隙朝向所述纵向槽(10)泄漏;
所述管状元件(7)配置有环形肩部区域(14),所述环形肩部区域(14)放置在远离所述横向孔(13)的区域处,以及
固定和定向工具(15;15’;16;19),其设置成并构造成用于将所述环形肩部区域(14)可拆卸地固定到所述头体(2)的侧表面上,以便将所述管状元件(7)在所述纵向通孔(12)中锁定在正确位置,
在所述管状元件(7)和所述横向通孔(12)之间限定了间隙(I),其配置为允许容易地互换所述管状元件(7)并用于限制所述管状元件(7)和头体(2)之间的接触面积,从而减少所述管状元件(7)与所述头体(2)中的所述横向通孔(12)的表面之间的力交换,并基本上完全通过所述环形肩部区域(14)将负载从所述管状元件(7)传递到所述头体(2),
密封和定心工具(M,20,21,23,51),其构造成将所述管状元件(7)保持在轴向中心位置并相对于所述头体(2)的所述纵向通孔(12)分开,从而避免各个圆筒形表面之间的金属对金属的接触,并且构造成避免所述反应性组分的聚合物混合物从所述混合室(3)通过所述间隙(I)并朝向所述间隔室(18’)泄漏,并且避免润滑液从所述间隔室(18’)通过所述间隙(I)朝向所述混合室(3)的任何泄漏,
还包括变形检测工具(E1,E2,E3,E4),其构造成检测所述管状元件(7)由于清洁构件(11)和所述管状元件(7)的内表面(8)之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力而经受的变形情况,以监视所述混合装置(1)的工作情况。
2.根据权利要求1所述的高压混合装置(1),其中,所述环形肩部区域(14)在所述上端(Eb)处径向延伸,并且由所述间隔室(18’)紧固或与其接触。
3.根据权利要求1或2所述的高压混合装置(1),其中,所述环形座(22)相对于所述中间横向孔(13)同轴布置,用于与所述阀构件(9)以干涉方式相互作用,所述环形座(22)具有恒定截面并完全包含在所述管状元件(7)的厚度中,而不会在所述管状元件(7)的外圆筒形壁上突出,并且具有环形形状以在两侧侧向包含被强行容纳的所述密封元件(23),或者所述环形座(22)是通过内插获得的鞍形或鞍形的环形沉孔,与直径减小的沉孔联接或不同轴,所述座(22)位于一侧使得其是开口的并面向限定所述通孔(12)的表面。
4.根据权利要求1或3所述的高压混合装置(1),其中,所述变形检测工具(E1,E2,E3,E4)应用在所述管状元件(7)上的特定表面上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述变形检测工具包括电阻电子类型的应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)。
6.根据权利要求5所述的高压混合装置(1),其中,在外圆筒形表面上并且在所述管状元件(7)的厚度中具有在所述环形肩部区域(14)处圆形地延伸的环形凹槽(30),在其圆筒形表面上应用有第一应变仪传感器(E1)和第二应变仪表传感器(E2),所述第一应变仪传感器(E1)具有包括平行于所述管状元件(7)的纵轴(Y)定向的长分支的网格结构,所述第二应变仪表传感器(E2)具有包括相对于所述纵轴(Y)正交定向的长分支的网格结构,所述第一应变仪传感器(E1)和所述第二应变仪传感器(E2)连接,用于限定包括两个外部校准电阻(R)的半桥惠斯通电路。
7.根据权利要求5所述的高压混合装置(1),其中,在所述管状元件(7)的外圆筒形表面上具有在所述环形肩部区域(14)处圆形延伸的环形凹槽(30),在所述环形凹槽(30)的圆筒形表面的第一区域中应用第一应变仪传感器(E1)和第二应变仪表传感器(E2),所述第一应变仪传感器(E1)具有包括平行于所述管状元件(7)的纵轴(Y)定向的长分支的网格结构,所述第二应变仪表传感器(E2)具有包括相对于所述纵轴(Y)正交定向的长分支的网格结构,在所述环形凹槽(30)的圆筒形表面的与所述第一区域直径相对的第二区域中应用分别与所述第一应变仪传感器(E1)和所述第二应变仪传感器(E2)一样定向的第三应变仪传感器(E3)和第四应变仪传感器(E4),所述第一应变计传感器(E1)、第二应变计传感器(E2)、第三应变计传感器(E3)和第四应变计传感器(E4)连接,用于限定全桥惠斯通电路。
8.根据权利要求5所述的高压混合装置(1),其中,在所述管状元件(7)的外圆筒形表面上具有在所述环形肩部区域(14)处圆形延伸的环形凹槽(30),在其圆筒形表面上应用一个第一应变仪传感器(E1),所述第一应变仪传感器(E1)具有包括平行于所述管状元件(7)的纵轴(Y)定向的长分支的网格结构,并且在所述肩部区域(14)与所述纵轴(Y)正交的表面上具有凹座(31),在其正交于所述纵轴(Y)的平面上应用第二应变仪传感器(E2),其仅对热变形敏感而不管其网格结构的定向的方向如何,所述第一应变仪传感器(E1)和所述第二应变仪传感器(E2)连接,用于限定包括两个外部校准电阻(R)的半桥惠斯通电路。
9.根据权利要求5所述的高压混合装置(1),其中,在所述管状元件(7)的外圆筒形表面上具有在所述环形肩部区域(14)处圆形延伸的环形凹槽(30),在其圆筒形表面上应用两个直径相对的应变仪传感器(E1,E3),所述应变仪传感器(E1,E3)具有包括平行于所述管状元件(7)的纵轴(Y)定向的长分支的网格结构,并且其中,在所述肩部区域(14)的与所述纵轴(Y)正交的表面上具有两个直径相对的凹座(31),在其每个平面上应用应变仪传感器(E2,E4),所述应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)连接,用于限定全桥惠斯通电路。
10.根据前述权利要求5至9中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述环形凹槽(30)在所述管状元件(7)的厚度中获得,其深度为所述厚度的至少20%,并处于使得所述应变仪传感器与所述通孔(12)的表面间隔开并且不与其相互作用的位置。
11.根据权利要求5至9中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)布置成使得由于热膨胀而消除变形分量,并且其中,提供了来自由应变计电阻限定的惠斯通电桥的电信号的变化的调制器-放大器(40),所述调制器-放大器(40)被设置为调制和解调所述电信号以减少其干涉,还提供了控制单元(Uc),在所述控制单元(Uc)上能够存储与在所述管状元件(7)和所述清洁构件(11)之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力的总和成比例的所述电信号,所述控制单元(Uc)配置成允许对每个移动进行映射并提供管状元件(7)的和清洁构件(11)的正常操作情况与异常操作情况之间的比较。
12.根据权利要求11所述的高压混合装置(1),其中,设置了存储支持件,其中存储有所述电应变仪信号的检测的和数字化的值,所述值与如下两个步骤相关联:中断混合物的输送、控制关闭-开始的步骤,其中提供了由所述清洁构件(11)喷射混合物的移动;以及打开-开始的控制步骤,其中,提供了所述清洁构件(11)朝向所述混合室(3)的出口的上部返回直到控制活塞的行程结束信号能够打开所述混合滑阀(9)并输送所述混合物的移动,储存的所述值及其性能使得能够获得和提供表示操作情况的工艺参数的信息,其中,在清洁构件(11)和管状元件(7)之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力指示这些部件的操作性能的可能的退化现象。
13.根据权利要求12所述的高压混合装置(1),还包括显示器和控制面板,操作者能够通过其观察作为时间函数的与通过应变仪电阻检测到的摩擦力、刮擦力和结合力成比例的所述值的变化,以关于这些力的变化执行最终诊断和/或预测性诊断。
14.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述头体(2)和所述输送管道(7)根据“L”构造相互延伸,其中,所述输送管道(7)相对于所述混合室(3)的纵向延伸部正交地延伸,并且其截面面积大于所述混合室(3)的截面面积,并且其中,所述输送管道(7)延伸以相对于头体(2)突出并且具有在所述混合室(3)的轴线和下端(Ea)之间测量的纵向延伸部,所述纵向延伸部等于或高于流出室本身直径的至少三倍,所述纵向延伸部等于所述混合室(3)的纵向尺寸的至少三倍。
15.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述中间横向孔(13)具有大于所述混合室(3)的第二直径(D2)的第一直径(D1),使得由于加工公差导致的横向于所述管状元件(7)的孔(13)的纵向和径向对准误差不会引起对所述阀构件(9)的处于完全前进关闭位置的前端与孔(13)的壁的金属对金属接触的干涉,并且使得所述阀构件(9)不对所述管状元件(7)施加锁定作用,所述管状元件(7)因此与所述阀构件(9)保持分离并且与其脱开联接,以便在与所述清洁构件(11)相互作用的同时不影响检测所述管状元件(7)经受的应力和摩擦状态。
16.根据权利要求15所述的高压混合装置(1),其中,根据混合室(3)的不同直径,所述间隙(I)能够在12至80微米之间变化,并且其中,所述第一直径(D1)和所述第二直径(D2)之间的差(Ii)具有能够在约0.04mm和0.3mm之间变化的值。
17.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,具有环形或凸缘形状的所述肩部区域(14)紧紧地锁定在所述头体(2)和所述间隔室(18’)之间,所述间隔室(18’)介于所述清洁构件(11)的控制圆筒和所述头体(2)之间,其中,所述固定工具包括用于将所述间隔件(18)固定到所述头体(2)上的螺钉元件(15’),并且其中,所述肩部区域(14)接收在位于所述头体(2)和/或所述间隔件(18)上的座(17)中。
18.根据权利要求17所述的高压混合装置(1),其中,所述座(17)完全在所述头体(2)上,以几乎完全容纳所述肩部区域(14),使其表面之一在外端突出,适于接收由所述螺钉元件(15’)抵靠所述头体(2)的上表面执行的锁定压力。
19.根据权利要求17所述的高压混合装置(1),其中,所述座(17)部分地在所述头体(2)上并且部分地在所述间隔室(18’)的下端上,使得所述肩部区域(14)部分地容纳在所述头体(2)中并从其突出以部分地包含在所述间隔件元件(18)中,所述肩部区域(14)因此跨越所述头体(2)和所述间隔件(18)之间的界面表面。
20.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述肩部区域(14)以环形或凸缘形状从所述管状元件(7)的中间区域(ZI)径向延伸,并且其被配置成放置在所述头体(2)的表面上的与所述后端(Eb)相对的位置处。
21.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述锁定工具包括螺钉元件(15),所述螺钉元件(15)布置成与所述肩部区域(14)直接接合,以将其可拆卸地固定到所述头体(2)。
22.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述固定工具包括螺纹环形元件(16),所述螺纹环形元件(16)构造成与在所述管状元件(7)的区域上与所述肩部区域(14)相对的位置处的螺纹表面接合,并且放置在所述头体(2)的表面上。
23.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),还包括用于径向将所述管状元件(7)定心的腔(19),所述腔(19)位于所述肩部区域(14)中和设置成接收径向定心销的座(17)中。
24.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述密封和定心工具(M)分别包括在穿过所述头体(2)的孔(12)和构成输送管道的所述管状元件(7)之间的密封环形元件(20)和定心环形带(21)。
25.根据权利要求24所述的高压混合装置(1),其中,所述定心环形带(21)部分地容纳在位于所述管状元件(7)的表面上和/或所述头体(2)的所述横向通孔(12)的圆筒形表面上的相应的环形座中。
26.根据权利要求24或25所述的高压混合装置(1),其中,所述密封环形元件(20)容纳在位于所述管状元件(7)的表面上和/或所述头体(2)的所述横向通孔(12)的圆筒形表面上的相应的环形座中。
27.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,在设置在所述管状元件(7)上的所述中间孔(13)中,具有通过所述工具机器轴线的内插获得的具有恒定截面的所述环形沉孔座(22)或与所述管状元件(7)的外表面上的所述孔(13)同轴设置的环形同心双沉孔座,所述座(22)在所述管状元件(7)的厚度中以鞍形延伸,以在一侧开口并面向限定所述头体(2)容纳所述管状元件(7)的所述横向孔(12)的表面,所述弹性或弹塑性密封元件(23)适于与所述阀构件(9)以干涉方式相互作用并且以干涉方式容纳在所述孔(12)的所述纵向表面与形状为鞍形或随后是圆筒形沉孔的鞍形的所述环形座(22)的其它表面之间。
28.根据前述权利要求中的一项或多项所述的高压混合装置(1),其中,所述弹性或弹塑性密封元件(23)在外表面上包括凹陷区和避让区,其具有一个或两个或四个合适的三角形、三角形斜面或梯形的尖端,其构造成增加接触和联接所述环形座(22)的比压力并增加朝向所述头体(2)的横向通孔(12)的表面的液压密封作用以及朝向容纳所述元件(23)的腔的表面的液压密封作用和与所述阀构件(9)的圆筒形表面相互作用的液压密封作用,并且其中,所述密封元件(23)的外表面包括横向轮廓,其具有一个或两个或四个三角形或梯形形状的尖端,以增加所述腔的表面上的比压力,并通过变形更好地适应于接收所述密封元件(23)的表面的粗糙度和公差。
29.根据前述权利要求中的一项或多项所述的高压混合装置(1),其中,所述密封元件(23)的外表面包括鞍形外围轮廓,以确保在所述管状元件(7)的外表面和所述头体(2)的所述横向孔(12)之间的联接区域中的密封。
30.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,所述密封元件(23)的形状是具有恒定截面的环形,以干涉方式插入到具有平面环形或鞍形的恒定截面的相应的座(22)中。
31.根据前述权利要求中任一项所述的高压混合装置(1),其中,在所述头体(2)中,在所述输送管状元件(7)中,在与所述混合室(3)和所述横向孔(13)的直径相对且在所述混合室(3)和所述横向孔(13)前方的位置处,具有一个另外的横向通孔(52),其在正常操作期间通过帽(50)占据和密封,一旦所述帽(50)被移除,所述孔(52)就能够向所述头体施加另一个阀元件,用于引入洗涤或惰化液体或气体,以便清洗例如输送管道的可能的柔性延伸管道或将惰化气体注入到注入有反应树脂的模具的腔中,在所述帽(50)的表面和所述另一个孔(52)的表面之间限定相应的间隙(Iii),密封弹性元件(51)插入所述间隙(Iii)中,所述间隙(Iii)设置成使得在帽和孔之间不会发生由于加工公差导致的横向于所述管状元件(7)的孔(13)的纵向和径向对准的偏移引起的干涉或金属对金属接触,并且使得在所述管状元件(7)、所述头体(2)和所述间隔室(18)之间传递的连接力和接合力仅通过所述环形肩部区域(14)排出到所述头体(2)上,并且其中,所述密封弹性元件(51)构造成避免混合物或润滑剂液体朝向所述孔(52)的任何泄漏。
32.一种制造根据权利要求1至31中任一项所述的一种第一化学反应性液体组分和至少一种第二化学反应性液体组分的高压混合装置(1)的方法,其中,提供了:
将所述输送管道配置为制成单件式的管状元件(7),其具有与间隔室(18’)连通的开口的上端(Ed)和用于输送反应性混合物的开口的下端(Ea),并且其中,所述管状元件(7)能够相对于所述头体(2)单独地加工,并且以间隙(I)插入并且可拆卸地锁定-以允许容易地移除-在所述头体(2)中的通孔(12)中,
在所述管状元件(7)插入所述头体(2)之前在所述管状元件(7)上获得中间横向孔(13),所述中间横向孔(13)在组装后的构造中用于以增大的直径来延伸所述混合室(3),以在组装时补偿因为加工公差而导致的相互几何定位的误差,并避免存在与所述阀构件(9)的移动发生干涉的台阶和区域,使得所述混合室(3)向上延伸,直到其进入在所述管状输送元件(7)内限定的输送室中;
所述横向孔(13)的圆筒形表面中,在所述管状元件(7)的厚度中获得具有外鞍形轮廓的环形座(22);
在所述环形座(22)中强制地容纳并朝向所述座的所有表面压缩待以干涉方式插入的且具有适当形状的密封元件(23),从而发挥液压密封功能,防止当所述阀构件(9)的前端部处于前进位置时反应性组分从再循环的所述纵向槽(10)朝向所述输送管道(7)泄漏,并防止润滑液从在所述清洁构件(11)的控制杆和所述管状元件(7)之间限定的间隙朝向所述纵向槽(10)泄漏;
设置密封和定心工具(M,21,23,51),其构造成将所述管状元件(7)保持在轴向中心位置并相对于所述头体(2)的所述纵向通孔(12)分开,从而避免各个圆筒面之间的金属对金属接触,
设置密封垫圈工具(20),其构造成避免所述聚合物混合物和所述反应性组分从所述混合室(3)朝向所述头体(2)和所述管状元件(7)之间的界面以及朝向所述间隔室(18’)的任何泄漏,并且避免润滑液从所述间隔室(18’)朝向所述混合室(3)的任何泄漏;
使所述管状元件(7)配置有环形肩部区域(14),放置于远离所述横向孔(13)的区域,以及
通过固定工具(15;15’;16)将所述环形肩部区域(14)可拆卸地固定到所述头体(2)的侧表面,所述侧表面构造成用于将所述管状元件(7)在所述通孔(12)中锁定在正确位置,
将电阻电子类型的应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)应用在位于所述管状元件(7)的外圆筒形表面上的环形凹槽(30)上,或者将一个或多个应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)应用在所述环形凹槽(30)上并将一个或多个应变仪传感器(E1,E2,E3,E4)应用在位于所述管状元件(7)的与所述纵轴(Y)正交的表面上的凹座上。
33.一种用于监视根据权利要求1至31中任一项所述的高压混合装置(1)的工作情况的方法,所述方法包括以下步骤:
检测由所述变形检测工具产生的信号,所述变形检测工具包括应用于特定表面的应变仪传感器(E1,E2,E3,E4),其连接以限定半桥或全桥惠斯通电路,使得变形分量由于热膨胀而相互消除,
放大所述信号,以获得与在所述清洁构件(11)相对于所述输送管状元件(7)的内表面滑动期间通过摩擦、刮擦和粘合作用传递到所述管状元件(7)的力成比例的值,
将与所述管状元件(7)和所述清洁构件(11)之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力的总和成比例的所述电信号存储,并且针对每个移动,将所述管状元件(7)和所述清洁构件(11)的正常工作情况与由输送管状元件(7)和清洁构件(11)限定的组的可能发生的异常操作情况之间的比较进行映射。
34.根据权利要求33所述的方法,包括在存储支持件上存储所述电应变仪信号的检测的和数字化的值,所述值与如下两个步骤相关联:控制关闭-开始的步骤,其中,提供了由所述清洁构件(11)喷射混合物的移动;以及控制打开-开始的步骤,其中,提供了所述清洁构件(11)朝向所述混合室(3)的出口的上部返回直到控制活塞的行程结束信号能够打开所述混合滑阀(9)并输送混合物的移动,所述方法还包括从储存的所述值及其性能获得表示操作情况的工艺参数的信息,其中在所述清洁构件(11)和所述管状元件(7)之间交换的摩擦力、刮擦力和结合力指示这些部件的操作性能的可能的退化现象。
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