CS236046B1 - Zařízení pro dávkování, přípravu a vstřikování kompozic z kapalných polymerů - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je navrhnout zařízení pro dávkování, přípravu a vstřikování kompozic z kapalných polymerů pro Široký rozsah viskózit od 0,01 Pas do 10® Pas. Účelu se dosáhne tím, že na posuvném pultu (l) se umísti tři samostatné čerpací dávkovači systémy složené podle viskozit do zubových (4) nebo pístových čerpadel (5) popřípadě třívřetenovýeh přeplňovaných čerpadel (3) v potřebné kombinaci. Obdobně homogenizátor pro méněviskozní složky do 10^ Pas Je použit válcový a pro viskozní složky do viskózit 10® Pas kuželový homogenizátor, u obou jsou jejich statory i rotory temperovány a v místě výstupu homogenní reaktivní kompozice Jsou umístěna tlaková čidla (8) řídící vstřikovací cyklus a teplotní čidla (9) řídící homogenizační proces.

Description

Vynález se týká zařízení pro dávkování, příprava a vstřikování dvou nebo více plněných či neplněných samostatně relativně stálých složek do homogenizátorů, v kterém jsou vstupní složky vzájemně homogenizovány na reaktivní kompozici, která je vstřikována tlakem vyvozovaným dávkovacími systémy do dutiny formy, kde kompozice síťuje na monolitní nebo porézní produkt.

Zařízeni v současnosti používaná využívají dvou základních principů, případně spojují výhody obou. Jeden ze způsobů používá dávkovačích čerpadel k odměřování a dopravě složek obvykle do mechanického homogenizátorů. Druhý způsob užívá dávkovačích čerpadel k odměřování a dosažení vysokých tlaků na vstupu do homogenizačni, vhodně tvarované dutiny, kde prudkým poklesem tlaku dochází k intenzivnímu míchání a homogenizaci. často bývají tato zařízení doplňována statickým mixerem.

Má-li být homogenní reaktivní kompozice vstřikována do forem jsou oba základní způsoby doplněny; vstřikovacím zařízením, obvykle pístovým, které pod tlakem přemísťuje kompozici z pístního prostoru do tvarovací dutiny. Tyto zařízení bývají řečena řadou způsobů, často velmi komplikovaných, jak v části mechanické tak elektroovládání, a většina z nich má značnou nevýhodu v konstantní hodnotě vstřikovaného objemu nebo v složitém přestavování na objem jiný.

Zařízení jsou převážně určena k zpracovávání reaktivních kompozic s visko Zitami do 2 Pas. Zejm^éna druhý z uváděných způsobů vyžaduje přiměřeně nízké viskozity a dávkovači poměr

-2 236 046 složek 1:1 nejvýše 2:1. Viskozitní omezení obou způsobů má zrn následek nemožnost zpracovávat plněné kompozice s vyjímkOU pOUtítí B8taTÍrt?ři?^^eh P¹“¹*! převážně vláknitých, které neovlivňují tokové vlastnosti kapalných složek.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízeni podle vynálezu, které řeží dávkování značně vizkožních složek, jež mimo to mohou být plněny aktivními plnivy, které dispergovány dála podatatně zvyšují viskožitu a tixotropii kompozice· V naplněných systémech může být na zářísaní zpracovávána komposice až do viskosit 10³ Pas· Vs variantě · aktivními plnivy mž do viskosity 10⁶ Pas·

Podstatou seřízení je, že dávkovači systém js upraven pro dávkování jedná, dvou nebo tří kapalných složek o různých viskositách, čerpací systém js v závislosti na viskositách vytvořen přeplňovanými dávkovaeími čerpadly třívřetenovýai, zubovými nebo pístovými v potřebných kombinacích, homogenizátor pro viskosity do 10³ Pas je tvaru válcového a pro viskosity do 10^ Pas tvaru kuželového sa štěrbinou progresivně es rozšiřující od menšího k většímu průměru kužele, stator i rotor jsou opatřeny teaperovaeíai dutinami· V místě výstupu homogenní reaktivní komposice ja zabudováno tlaková čidlo řídící vstřikovací cyklus a teplotní čidlo řídící homoganisační proces, přičemž via ja umístěno na posuvném pultu·

Řešení podle vynálezu umožňuje zamíchání v uvedeném rozsahu viskosit s vysokou míchací účinností· Samotná homoganisátory jsou řešeny tak, že oba jsou navzájeazaměnitělně a taktéž přívodní systémy jsop principiálně stejné·

Vstup komponent js volen tak, aby víeeviskosní, obvykla objemnější komponenta obklopovala niževiskosni tak, aby na vstupu do homogeniseční části přišly do styku s chlazenými plochami statoru a rotoru pouze viskosnějěí složky*

Spolehlivost a přesnost dávkování přeplňovaného třívřetenového čerpadla ja lepěi/+ 0,5 % z dopravovaného množství·

-3.236 046

Ostatní dávkovači prvky pracují se spolehlivostí a přesností obvyklou pro dávkovači čerpadla.

K podrobnějšímu objasnění vynálezu slouží další popis a přiložené výkresy kde na obr. 1 - je schematicky znázorněno celé zařízení obr. 2 - řez válcovým homogenizátorem obr. 3 - řez kuželovým homogenizátorem obr. 4 - přívodní prstenec míchaných složek obr. 5 - grafické znázornění průběhu tlaků a teplot.

Dávkovači a homogenizačni zařízení (obr. 1) jsou umístěna na posuvném pultu 2» umožňujícím přesunutí ústí homogenizátoru 2 ke vstupu vstřikovací formy umístěné v lisu nebo podobném zařízení. Na pultu jsou dále umístěny dávkovači čerpadla. Třívřetenové přeplňované dávkovači čerpadlo J včetně pohonné části j zubové čerpadlo £ a pístové čerpadlo % obě s pohony. Posuvný pult J_ může být variantně osazen dvojicí přeplňovaných třívřetenových čerpadel J resp. dvojicí zubových čerpadel 2 doplněných pístovým čer^llem Čerpadla jsou kovovým potrubím spojena s kohoutovým systémem 6, který je součástí bloku homogenizátoru 2. Ovládání poloh kohoutů a posuv pultu je prováděno hydraulickými prvky, Pohony dávkovačích zařízení jsou řešeny regulačními stejnosměrnými motory nebo motory krokovými. Pohon rotoru homogenizá toru je proveden stejnosměrným motorem 1» Výstupy z čerpadel jsou osazeny tlakovými čidly, kterými jsou regulovány tlakové poměry na výstupu, k zajištění dokonalého přeplňováni čerpadel. Tlaková čidla na výstupu plní funkci kontrolní a zabezpečují ochranu čerpadel před tlakovým přetížením. V potrubí jsou rovněž kontrolní teplotní Sdla. Na výstupech čerpadel 4 a ji jsou místa odběru samostatných složek pro kontrolu dávkování 10. Kontrola dávkování čerpadla jS je prováděna přes homogenizátor J_> při otevřeném vstřikovacím ventilu 12. který je otvírán pákovým mechanizmem 11. které rovněž slouží k otevření výstupu homogenizátoru při zaplňování v čase delší přestávky v práci.

236 046

Homogenizátor pro míchání složek s viskozitami do lO^Pas je na obr. 2» Objemnější a obvykle viskoznější složka je přivedena dvoupolohovým kohoutem 18, v naznačené poloze do homogenizátoru. V druhé poloze kohout 18 vrací proud dávkované složky na vstup třívřetenového resp. zubového čerp^adla.Obdobně pracuje i kohout 17. Oba kohouty jsou spřaženy, avšak v případě potřeby lze ovládat každý samostatně. Za kohouty 17 a 18 je umístěn vstup s kohoutem 19, kterým může být prostor homogenizátoru zaplněn, případně proplachován libovolnou kapalinou podle technologické potřeby. Rotor i stator homogenizátoru jsou temperovátelné kapalným mediem přes přívody 13 a 23 v dutinách 15 a 16. Zpětný ventil 12 na výstupu z homogenizátoru je otevírán přítlakem k ústí vtoku formy a po odjetí posuvného pultu 2 je zbytkovým tlakem uzavřen tak, aby kompozice z homogenizátoru nevytékala. Ve výtokové části jsou umístěna tlaková a teplotní čidla 8 a kterými je řízen vstřikovací cyklus a míchací režim homogenizátoru, na kterém se rovněž podílí teplotní čidlo 14. Výstupky rotoru 21 a statoru 22 jsou provedeny tak, aby byl rotor snadno demontovatelný. Kuželový homogenizátor obr. 3 je určen pro homogenizaci kompozicí s viskositami do 10^ Pas. Systém přívodních kohoutů je principielně stejný jako u válcového homogenizátoru, stejně tak řešení temperace rotoru a statoru. Také osazení řídicími a regulačními čidly je stejné. Oba typy homogenizátorů mají stejný pohon a jsou záměnné. Přívodní prstenec míchaných složek 24 je řešen tak, aby bylo dosaženo vysokého míchacího účinku a řez tokovým profilem na vstupu do míchacího prostoru je znázorněn na obr. 4, kde 25 jsou vysokoviskozní složky, obvykle přiv^áděny v prodatatně větším množství než nízkoviskozní složky 26.

Znázornění průběhu a využití sledovaných veličin i.-tého cyklu ukazuje obr. 5, kde v pozici I je znázorněno trvání vstřikovacího cyklu t ., kdy v čase t_poi dojde k zafixování polohy výstupu homogenizátoru se vstupem do tvárnice. V pozici II je znozorněno časové trvání vstřiku t_v a v porovnání s pozicí III která se týká vstřikovacího tlaku p_y je zřejmé, že ukončení

236 046 vstřikovacího cyklu je odvozeno od dosažení tlaku v(max) zvoleného jako konečný tlak nástřiku. Hodnota počátečního nárůstů tlaku p_y je dána hydraulickými odpory plnících přívodů tvárnice a jeho průběh je tedy závislý na řešení vtokových otvorů a celého uspořádání tvarovacích dutin formy.

Vzrůst tlaku před ukončením nástřiku je způsoben zaplněním dutin tvárnice a uplatněním odporů v dělicí rovině, která musí být vždy provedena tak, aby umožňovala dosažení požadovanéholkonečného plnicího tlaku.

V pozici IV je znázorněn průběh teploty T_y na výstupu z homogenizátoru v průběhu plnicího cyklu. V teplotním intervalu zvoleném podle technologických požadavků, kde T_vz je teplota zaručující bezpečný provoz hmogenizátoru v návaznosti na časové prodlevy mezi vstřikovacími cykly a teplota T_Vp je nejvyšší přípustná tep|ota v čase nástřiku. Odezva regulátoru otáček homogenizátoru na úroveň teploty je v pozici V, která ukazuje, že rychlost otáčení rotoru homogenizátoru je řízena podle výstupní teploty v intervalu ⁿjj_mj__n5 tj. otáčky při kterých je dosaženo ještě dobré homogenity kompozice a otáčkami n^^, což jsou nejvyšší příp^ustné otáčky rotoru homogenizátoru, z technologických resp. konstrukčních důvodů. Společně s odezvou změn otáček na výstupní teplotu je regulován i průtok temperačního /

media - dvouparametrová regulace. Na pozici VI je naznačen průběh teploty Tg^ v homogenizátoru, která v čí 'β mezi vstřikovacími cykly udržována na teplotě T , tzn. že regulaci teploty v čase vstřikování provádí čidlo na výstupu z homogenizátoru, zatím co v čase mezi vstřiky přebírá funkci regulační čidlo uvnitř homogenizátoru.

Claims (2)

1· Zařízení pro dávkování, přípravu a vstřikování kompozic z kapalných polymerů o viskoZitách 0,01 až 10^ Pas.vyznačené tím, že dávkovači syetám je upraven pro dávkování jedná, dvou nebo tří kapalných složek o různých viskozitách, čerpací systém ja podle těchto viskozit vytvořen přeplňovanými dávkovačimi čerpadly třívřetenovými (3) zubovými (4) nebo pistovými (5) v potřebných kombinacích, homogenizátor (2) pro viskožity do 10 Pas je tvaru válcového a pro viskozity do 10*» Pas tvaru kuželového ee Štěrbinou progresivně se zmenšující od menšího k většímu průměru kužele, stator i rotor jsou opatřeny temperovacími dutinami (15, 16), v místě výstupu homogenní reaktivní kompozice je zabudováno tlaková čidlo (8) řídící vstřikovací cyklus a teplotní čidlo (9) řídící homogenizační proces, přičemž vše je umístěno na posuvném pultu (1)·

2· Zařízení podle bodu 1, vyznačená tím, že kohouty (17, 18) ovládacího rozvodného systému (6) jsou podle potřeby ovládaná společně nebo individuálně·