DE102007025214A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Hochdruckmischen von chemisch reaktiven Fluidkomponenten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Hochdruckmischen von chemisch reaktiven Fluidkomponenten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochdruckmischung von reaktiven chemischen Komponenten. Die chemischen Komponenten werden durch jeweilige Einspritzeinrichtungen (20) in eine Mischkammer gefördert, wobei wenigstens eine Einspritzeinrichtung eine Düse und ein Kolbenteil (27) zum Steuern des Druckabfalls aufweist; die Düse (28) und/oder das Kolbenteil (27) sind so geformt, um eine Auslassöffnung (29) mit Fortsätzen zu formen, die einen einstellbaren Auslassquerschnitt und eine Mehrzahl von radial nach außen vorstehenden Ausbuchtungen (29B) aufweist, um in dem Fluidstrahl einen verwirbelten oder wirbelnden und hochturbulenten Zustand zu erzeugen. Die Oberflächen der Düse (28) und/oder des Kolbenteils (27) in Kontakt mit dem Fluid können entweder glatt sein oder scharfe Kanten (33; 43; 44; 53; 56; 57) haben, die dazu beitragen, die Turbulenz und den Wirbelzustand des Fluidstrahls zu verstärken, wodurch ein hoch effektiver Vermischungsgrad bei der Herstellung von Polyurethanharzen, zweikomponentigen Harzen und gegossenen Artikeln erreicht wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen flüssiger chemischer Komponenten, die unter Druck zugeführt werden und die miteinander reagieren können, um Polyurethanharze, zweikomponentigen Harze und Formartikel herzustellen; gemäß der Erfindung wird die Turbulenz und die Wirbelstärke oder Verwirbelung, die durch das Einspritzen und durch den Aufprall der Strahlen der chemischen Komponenten in einer Mischkammer ausgelöst werden, positiv genutzt durch geeignet zueinander geformte spezifische Einspritzeinrichtungen, um eine Verfahrensweise bereitzustellen, die eine Verbesserung der Mischprozesse im Vergleich zu den mit herkömmlichen Einspritzeinrichtungen durchführbaren erzielt.
  • Stand der Technik
  • Bei der Herstellung von Polyurethanharzen, zweikomponentigen Harzen, oder geformten Artikeln aus festem oder flexiblem Kunststoffmaterial werden zwei oder mehr reaktive chemische Komponenten, mit Aufschäummitteln und/oder -zusätzen in geeigneten Mischvorrichtungen gemäß herkömmlicher Verfahrensweisen gemischt; das resultierende reaktive Gemisch wird in eine Form gespritzt oder auf ein Substrat gegossen, wo es schnell reagiert, um einen Polyurethanschaum oder ein Elastomermaterial zu bilden, zum Beispiel bei der Herstellung von Platten und Formteilen.
  • Grundsätzlich gibt es zwei bekannte Mischtechniken, nämlich: Eine erste Mischmethode, die als Niederdruckmischen bezeichnet wird, umfasst die Zufuhr von chemischen Komponenten bei niedrigem Druck im Bereich von wenigen Dutzend Bar oder weniger in eine Mischkammer, in der sie durch die mechanische Einwirkung eines Rührers (Impeller) gründlich gemischt werden.
  • Nach einer anderen Mischtechnik, dem sogenannten Hochdruckmischen oder Mischen durch Aufeinanderprall, werden die chemischen Komponenten unter hohem Druck zugeführt, gleich oder höher als 100–150 Bar (10–15 Mpa), und separat oder vorgemischt in eine Mischkammer mit so hoher Geschwindigkeit und kinetischer Energie eingespritzt, um ihre Durchmischung durch die Wirbelbildung und Verwirbelung der Ströme, nachdem sich die Komponentenstrahlen in einem Kollisionsgebiet gekreuzt haben, zu bewirken.
  • Die bekannten Hochdruckmischvorrichtungen sehen daher die separate Zufuhr und das Einspritzen von individuellen chemischen Komponenten in eine Mischkammer vor, was durch gewöhnliche Einspritzdüsen geschieht, die in einer solchen Weise geformt sind, um die Energie des hohen Drucks, mit dem die individuellen chemischen Komponenten zugeführt werden, in eine entsprechend hohe kinetische Energie der Strahlen umzuwandeln. Hochdruckmischvorrichtungen sind zum Beispiel in US 4,332,335 und EP 0 162 130 beschrieben.
  • In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen, um die Effektivität beim Hochdruckmischen zu verbessern, indem zunehmend höhere Druckwerte bei der Zufuhr der individuellen Komponenten angewendet wurden oder indem Drosselelemente zum Drosseln der Auslassöffnung der Mischkammer eingesetzt wurden oder indem Nachmischeinrichtungen angewendet wurden, wobei alle diese Mittel die Vorrichtung tendenziell in ihrer Funktion und Struktur komplizierter machen.
  • Immer wenn es nötig ist, chemische Komponente miteinander zu vermischen, die hoch viskos sind oder im Hinblick auf ihre Löslichkeit und Mischbarkeit unverträglich sind, wie zum Bei spiel eine hydrophobe und eine hydrophile Komponente, müssen gewöhnlich sehr hohe Zufuhrdruckwerte angewendet werden, um die gewünschte Turbulenz und Durchmischung zu erreichen, mit einem folglich größerem Energieverbrauch und einer höheren funktionellen und strukturellen Komplexität der gesamten Anlage.
  • Die gleichen Bemerkungen gelten auch für das Mischen von kleinen Volumen, typischerweise unterhalb von 80cc/sec bis zu 1 oder 2 cc/sec, wobei es nach den bekannten Studien von Reynolds über Turbulenz bei der Verwendung von kleinen Volumina und kleinen Leitungen sehr schwierig ist, ausreichende Turbulenzbedingungen der Flüssigkeiten zu erzeugen und aufrechtzuerhalten.
  • Es ist ebenfalls bekannt, dass eine Einspritzeinrichtung aus einer Einrichtung besteht, die mit einer speziellen Düse versehen ist, welche einen Flüssigkeitsstrahl mit einer hohen Geschwindigkeit in einer gegebenen Richtung stromabwärts einer Auslassöffnung mit einer kleinen Querschnittsfläche für den Durchgang der Flüssigkeitsströmung erzeugen kann. Im Allgemeinen hat die Düse eine Innenfläche in Kontakt mit der Flüssigkeit, die sich auf die Auslassöffnung zu zunehmend verengt, um so in der Flüssigkeitsströmung eine Geschwindigkeitserhöhung nach Maßgabe der Abnahme der Druckenergie zu erzeugen, um so eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit für eine bestimmte zu realisierende Anwendung zu erzeugen.
  • Die Anwendung von Düsen mit Fortsätzen ("lobed nozzles"), die mit einer Mehrzahl von peripheren, in radialer Richtung von einem zentralen Gebiet sich erstreckenden Fortsätzen versehen sind, wurde in der Vergangenheit in US 5,444,124 und in US 5,664,733 für verschiedene Anwendungen für den einzigen Zweck vorgeschlagen, um die Dispersion von festen und flüssigen Partikeln in einem Fluid, wenn diese durch dieselbe Düse ausgege ben werden, zu verbessern. Diese Lösungen sehen vor, dass die Düse eine Öffnung mit einem festen Auslassquerschnitt hat und dass die Düse daher keinerlei Einstellung erlaubt oder benötigt.
  • Die Verwendung von mit Fortsätzen versehenen Düsen ohne Einstellung wurde auch zur Zufuhr von Kraftstoffgemischen in Verbrennungskammern von Einspritzmotoren vorgeschlagen, siehe zum Beispiel "Fluid Physics" veröffentlicht von dem American Institute of Physics, Band Nr. 13, 11. November 2001, und AIAA Journal, Band Nr. 41, 4. April 2003.
  • Düsen mit Fortsätzen der oben beschriebenen Art haben daher nur ein zentrales Gebiet für die Ausgabe der Flüssigkeit und eine Mehrzahl von schlaufen- oder ausbuchtungsartig geformtem radialen Fortsätzen, die durch eine glatte Innenfläche begrenzt werden. Der Druckabfall und die dynamischen Eigenschaften des Strahls müssen daher vorab bestimmt sein, da sie ausschließlich von der Querschnittsfläche des Durchflussdurchgangs abhängen, ohne irgendeine Möglichkeit, sie zu variieren oder einzustellen, außer indem der Volumenstrom des Fluids verändert wird.
  • Düsen mit Fortsätzen der oben beschriebenen Art haben sich daher als völlig ungeeignet für die Anwendung beim Hochdruckmischen von reaktiven chemischen Komponenten erwiesen, insbesondere bei der Herstellung von Polyurethan- oder zweikomponentigen Harzen, bei denen im Allgemeinen vorab bestimmte Volumenströme bei jeder Einspritzung erforderlich sind, jedoch bei jedem Produktionswechsel verändert werden müssen, und für die es wichtig ist, den Zufuhrdruck oder den Druckabfall, der durch die Düse erzeugt wird, und die dynamischen Eigenschaften des Strahls in Bezug auf den Volumenstrom des Fluids zu ändern und anzupassen, um die besten Mischbedingungen zu finden.
  • Tatsächlich hat sich aus durchgeführten Tests und Experimenten ergeben, dass die durch die einfache Unterteilung der Strömung einer gewöhnlichen Düse mit Fortsätzen der oben beschriebenen Art verursachte Oberflächenwirbelstärke und das Fehlen eines geeigneten Einstellsystem zur Veränderung des Volumenstroms sich als ungenügend erwiesen haben, um die Mischeffektivität in herkömmlichen Hochdruckmischvorrichtungen geeignet einzustellen und zu verbessern, bei denen sich das Vorhandensein einer starken Turbulenz in den Strahlen als eine wesentliche Voraussetzung zur Erzielung einer gründlichen Durchmischung gezeigt hat.
  • Ziele der Erfindung
  • Es besteht demgemäß ein Bedarf, Hochdruckmischverfahren und -vorrichtungen der herkömmlichen Art zum Mischen von chemisch reaktiven Komponenten weiter zu verbessern, insbesondere bei der Herstellung von Polyurethanharzen oder zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln.
  • Daher ist es ein Ziel der Erfindung, Hochdruckmischverfahren und -vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, mit denen es möglich ist, die Wirbelstärke in den Strahlen der individuellen Einspritzdüsen und die Turbulenz in einer Aufprallzone einer Mischkammer zu erhöhen und die Bedingungen zum Einengen der Querschnittsfläche der Düsen geeignet einzustellen und festzusetzen, um so die Mischeffektivität zu erhöhen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Hochdruckmischvorrichtung zum Mischen reaktiver chemischer Komponenten bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, das oben angegebene Ziel durch eine einfache Lösung zu erreichen, die an verschiedene Anwendungsbedingungen leicht anpassbar ist, um sie an vorbestimmte Volumenströme anzupassen.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher ein Verfahren zum Hochdruckmischen von chemisch reaktiven Fluidkomponenten für die Herstellung von Polyurethanharzen, zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln bereitgestellt, bei dem:
    Volumenströme einer ersten und wenigstens einer zweiten Fluidkomponente zu einer jeweiligen Einspritzeinrichtung unter Druck zugeführt werden, die eine Einspritzdüse und ein Druckabfall-Steuerkolbenteil aufweist, wobei die Einspritzdüse und das Kolbenteil Oberflächen haben, um das Fluid in verengender Weise auf eine Auslassöffnung zum Ausbringen eines Flüssigkeitsstrahls zu berühren;
    der Fluidstrahl jeder chemischen Komponente in eine Mischkammer einer Mischeinrichtung eingespritzt wird, in der die chemischen Komponenten durch Turbulenz und Aufeinanderprallen gründlich gemischt werden, kennzeichnet durch die Schritte:
    Anpassen der Einspritzdüse und/oder des Kolbenteils, um eine Öffnung mit Fortsätzen (lobes) zum Ausbringen des Fluidstrahls bereitzustellen;
    Einstellen der Betriebsstellung des Kolbenteils in Bezug auf die Einspritzdüse, um eine mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung mit sich verkleinerter Querschnittsfläche in Bezug auf den Volumenstrom der chemischen Komponente bereitzustellen, um einen vorbestimmten Druckabfall in dem Strahl zu bewirken; und
    Erzeugen eines wirbelstarken oder wirbelnden und hochturbulenten Zustands in dem Fluidstrahl, wobei der Fluidstrahl in mit einer Mehrzahl von radial verlaufenden Fortsatzformen geformt wird, wenn er durch die mit Fortsätzen versehene Öffnung fließt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Einspritzeinrichtung zum Zuführen einer chemisch reaktiven Fluidkomponente in eine Mischkammer einer Mischvorrichtung für die Herstellung von Polyurethanharzen, zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln bereitgestellt, die aufweist:
    Einen Hohlkörper, der einen Durchflussweg für die Komponente zwischen einem Fluideinlass und einer Auslassöffnung einer Einspritzdüse definiert;
    ein Kolbenteil, das koaxial in der Einspritzdüse verläuft, um den Druckabfall zu steuern, wobei die Düse und das Kolbenteil Oberflächen zum Kontakt mit dem Fluid haben, die sich auf das Auslassloch der Düse zu verjüngen, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Oberflächen der Düse und/oder des Kolbenteils in Fluidkontakt so angepasst geformt sind, um eine Auslassöffnung mit Fortsätzen zu bilden, die eine mittleren Bereich und eine Mehrzahl von peripheren Fortsätzen hat, die lappen- oder blattförmige Fortsatzgebiete in dem Flüssigkeitsstrahl bildet oder unterteilt, die radial von dem mittleren Bereich der mit Fortsätzen versehenen Öffnung verlaufen.
  • In möglichen Ausführungsformen können die Düse und/oder das Kolbenteil zum Steuern des Druckabfalls einander zugewandte Oberflächen in Kontakt mit dem Fluid haben, die mit Einkerbungen oder scharfen Kanten zum Zweck der Erhöhung der Verwirbelungsbedingungen und der Turbulenz in dem Fluidstrahl jenseits der Einspritzdüse versehen sind.
  • Gemäß der Erfindung kann das Kolbenteil in der Form einer Stange, entweder mit einem vollen Querschnitt oder mit einem hohlen Querschnitt haben, die in einer Vielzahl von elastisch nachgiebigen Längszungen endet, um den Auslassquerschnitt der mit Fortsätzen versehenen Öffnung der Einspritzdüse zu verändern, indem die axiale Position des genannten Steuerkolbens in Bezug auf die Düse geeignet eingestellt wird, um den erforderlichen Zufuhrdruck in Beziehung zu einem vorbestimmten Volumenstrom zu liefern.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Hochdruckmischvorrichtung zum Mischen chemisch reaktiver Fluidkomponenten für die Herstellung von Polyurethanharzen oder zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln bereitgestellt, mit:
    Einer ersten und einer zweiten Einspritzeinrichtung zur Zufuhr chemischer Kompontenten in eine Mischkammer;
    wobei wenigstens eine der Einspritzeinrichtungen einen Hohlkörper und eine Düse aufweist, die einen Durchflussweg für das Fluid zwischen einer Einlass- und einer Auslassseite definiert;
    einem axial beweglichen Steuerkolbenteil zur Einstellung des Druckabfalls;
    wobei die Düse und das Kolbenteil gegenüberliegende Oberflächen zum Kontaktieren der Flüssigkeit haben, die sich auf die Auslassöffnung zu verengen, die einen Fließquerschnitt in der Richtung einer Längsachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Düse und/oder das Kolbenteil angepasst geformt sind, um eine mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung für das Fluid zu bilden, wobei die mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung eine zentrale Zone und eine Mehrzahl von radial von der zentralen Zone ausgehenden Fortsätzen aufweist.
  • Optional sind die Düse und/oder das Kolbenteil zum Steuern und Einstellen des Druckabfalls mit einer Mehrzahl von scharfen Kanten versehen, die in den Querschnitt und/oder in die Richtung einer Längsachse der Düse in Bezug auf die Fluidkontaktoberflächen vorragen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Diese und andere Merkmale des Verfahrens, der Einspritzeinrichtung und der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich, in denen:
  • 1 einen Längsschnitt einer Hochdruckmischvorrichtung zeigt, die mit Fortsätzen gemäß der Erfindung versehen ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 aus 1 zeigt;
  • 3 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung zeigt, die mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse gemäß der Erfindung ausgerüstet ist;
  • 4 eine vergrößerte Vorderansicht entlang der Linie 4-4 aus 3 zeigt;
  • 5 eine vergrößerte Teilansicht der mit Fortsätzen versehenen Düse aus 3 zeigt;
  • 6 eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht der Einspritzdüse zeigt;
  • 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Kolbenteils zur Einstellung des Druckabfalls zeigt;
  • 8 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung zeigt, die mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse gemäß der Erfindung ausgerüstet ist;
  • 9 eine vergrößerte Vorderansicht entlang der Linie 9-9 aus 8 zeigt;
  • 10 eine vergrößerte Detailansicht der Düse aus 8 zeigt;
  • 11 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Kolbenteils zum Einstellen des Druckabfalls zeigt;
  • 12 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung zeigt, die mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse gemäß der Erfindung ausgestattet ist;
  • 13 eine vergrößerte Vorderansicht entlang der Linie 13-13 aus 12 zeigt;
  • 14 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Kolbenteils zum Einstellen des Druckabfalls zeigt;
  • 15 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Schnittes der Düse und des Kolbenteils zeigt;
  • 16 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung zeigt, die mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse gemäß der Erfindung ausgestattet ist;
  • 17 eine Vorderansicht entlang der Linie 17-17 aus 16 zeigt;
  • 18 einen vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Kolbenteils zum Einstellen des Druckabfalls zeigt;
  • 19 eine vergrößerte Querschnittsteilansicht der Düse und des Kolbenteils zeigt;
  • 20 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse gemäß der Erfindung zeigt;
  • 21 eine Vorderansicht entlang der Linie 21-21 aus 20 zeigt;
  • 22 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Kolbenteils zum Einstellen des Druckabfalls zeigt;
  • 23 eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht der Düse und des Kolbenteils zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 und 2 zeigen eine Hochdruckmischvorrichtung zum Mischen reaktiver chemischer Komponenten, die vom selbstreinigenden Typ ist und für die Herstellung von gegossenen oder geschäumten Artikeln aus Polyurethanmaterial oder zweikomponentigen Harzen geeignet ist, zum Beispiel von der in US 4,332,335 beschriebenen Art. Die Mischvorrichtung umfasst ein Gehäuse 10 mit einer Mischkammer 11, die sich zu einem Auslaufkanal 12 öffnet.
  • In dem dargestellten Fall ist der Kanal 12 zur Ausgabe des resultierenden Gemisches im rechten Winkel zur Achse der Mischkammer 11 angeordnet; es sind jedoch auch andere Lösungen mög lich, wie etwa eine axial ausgerichtete Anordnung der Mischkammer und des Auslaufkanals, oder andere Konfigurationen.
  • Innerhalb der Mischkammer 11 ist ein erstes Reinigungsteil 13 gleitend beweglich, wobei das Reinigungsteil 13 im Wesentlichen aus einem zylindrischen Kolbenteil besteht, das mit der Kolbenstange 14 eines ersten hydraulischen Steuerzylinders 15 verbunden ist; in an sich bekannter Weise weist das Kolbenteil 13 Längsschlitze 16, 16' zur Rückführung der einzelnen chemischen Komponenten auf.
  • Die Mischvorrichtung umfasst auch ein zweites Reinigungsteil 17 zum Reinigen des Auslaufkanals 12, das wiederum aus einem zylindrischen Kolbenteil besteht, welches mit der Kolbenstange 18 eines zweiten hydraulischen Steuerzylinders 19 verbunden ist.
  • Vorherbestimmte Volumenströme, die in Bezug auf den für den individuellen chemischen Komponenten, die zu mischen sind, benötigten Druck variabel sind, werden in die Mischkammer 11 durch jeweilige Einspritzeinrichtungen 20, in diesem Fall durch zwei Einspritzeinrichtungen, eingespritzt, die in Bezug auf die Mischkammer radial orientiert sind, um es zu ermöglichen, dass die Strahlen der Komponenten in einer sehr wirbelstarken oder verwirbelnden und turbulenten Weise zur innigen Vermischung miteinander kollidieren. Die chemischen Komponenten werden den einzelnen Einspritzeinrichtungen 20 durch Zuführleitungen 21 zugeführt, die sich in jeweilige ringförmige Kammern 22 öffnen; die individuellen chemischen Komponenten können in ihre zugehörigen Tanks durch die Rückführschlitze 16, 16' in dem Reinigungsteil 13, und die Rückführleitungen 24 und 25 in an sich bekannter Weise zurückgeführt werden.
  • Wie zuvor erwähnt wird gemäß der Erfindung, um eine starke Turbulenz und einen hohen Mischungsgrad der chemischen Kompo nenten zu erreichen, die Verwendung einer bestimmen Einspritzeinrichtung 20 vorgesehen, die mit einer mit Fortsätzen versehenen Düse mit einer Auslassöffnung und einem Kolbenteil versehen ist und die in einen verengten Abschnitt der Düse Flusskontaktoberflächen für das Fluid mit verschiedenen Formen aufweist, um den Druckabfall zu steuern und einzustellen und um die Ausdehnung der Kontaktoberfläche zu erhöhen, um weitere Wirbelbildung und Turbulenz in dem Strahl auszulösen. Die Düse und/oder das Kolbenteil können entweder glatte Oberflächen haben oder eine Vielzahl von scharfen Kanten aufweisen, die dazu gestaltet sind, um hochturbulente Bedingungen in dem Fluid zu erzeugen, während gleichzeitig das Kolbenteil axial beweglich bleibt, um den in dem Fluid, das durch die Einspritzdüse fließt, auftretenden Druckabfall einzustellen.
  • Eine erste Ausführungsform eines mit Fortsätzen versehenen Einspritzers gemäß der Erfindung ist in 3 bis 7 der zugehörigen Zeichnungen gezeigt.
  • In 3 weist die Einspritzeinrichtung 20 einen Hohlkörper 26 mit einem längsverlaufenden Führungsloch 26A für das axial bewegliche Kolbenteil 27 auf, das dazu geformt ist, um den Druckabfall in dem Fluid zu steuern; aus Gründen der Klarheit ist das Kolbenteil 27 in den verschiedenen Figuren in einer rückwärtigen Position in Bezug auf die Düse der Einspritzeinrichtung gezeigt. Das Führungsloch 26A endet an seinem vorderen Ende in einer Düse 28, die mit einer axialen Bohrung 29 zur Einstellung des in die Mischkammer 11 einer Mischvorrichtung eingespeisten Fluidstrahls versehen ist; Bezugszeichen 30 bezeichnet in 2 und 3 seitliche Einlassöffnungen für die chemischen Komponenten in die Düse 28.
  • Die Düse 28, wie in 3 und der vergrößerten Detailansicht aus 5 gezeigt, hat eine konische innere Oberfläche 31 zum Kontakt mit dem Fluid, die zu dem Auslassloch 29 hin zusammenläuft; die Fluidkontaktoberfläche 31 der Düse bildet zusammen mit der Fluidkontaktoberfläche am vorderen Ende 27A des Kolbens 27 eine Auslassöffnung mit verengter Querschnittsfläche, die den Durchflussdurchgang für das Fluid zu dem Aus- lassloch 29 zunehmend einengt, um so, durch den verengten Durchgang der genannten Düse, sowohl einen Druckabfall und eine Fluidströmung mit hoher Geschwindigkeit in der Richtung der Einengung des Lochs 29 zu erzeugen. In dem Fall von 3 und 5 ist die Düse 28 aus einem Stück mit dem Körper 26 der Einspritzeinrichtung hergestellt, sie könnte jedoch auch als separates austauschbares Bauteil für die gleiche Einspritzeinrichtung ausgeführt werden.
  • Wie auch in 4, 5 und 6 gezeigt ist die Düse 28 mit einer Auslassöffnung 29 versehen, die zusammen mit dem Kolben 27 eine mit Fortsätzen versehene Öffnung bildet, die dazu gestaltet ist, um den ausgehenden Strahl der chemischen Komponenten zu formen und in eine Mehrzahl von Teilströmen zu teilen entlang eines verengten Bereichs der Einspritzeinrichtung; die Form der Düse mit Fortsätzen oder genauer gesagt der Auslassöffnung teilt den Komponentenstrom in einen axial gerichteten zentralen Strom und in eine Mehrzahl von radialen Fortsatzformen, die durch seitliche Ströme gebildet werden, aber in radialen Ebenen liegen, wodurch es ermöglicht wird, die Turbulenzzustände in dem zentralen Teil des Strahls zu vergrößern und gleichzeitig weitere Wirbel zu bilden.
  • Wie in dem Beispiel aus 4 gezeigt weist die Auslassöffnung 29 der Düse genauer gesagt eine kreisförmige zentrale Zone 29A und eine Mehrzahl von Fortsätzen oder schlaufenförmigen Öffnungen 29B auf, die von der zentralen Zone 29A in radialer Richtung verlaufen.
  • Die Fortsätze 29B sind voneinander durch eine Anzahl von Zähnen 29c getrennt, die sich in der Öffnung 29 in radialer Rich tung bis zur zentralen Zone 29A erstrecken. Die Zähne 29C können glatte Oberflächen in Kontakt mit dem Fluidstrom haben; jedoch ist es bevorzugt, wie in dem vergrößerten Detail aus 6 gezeigt, dass die Zähne 29C mit Stufen und scharfen Kanten 29D ausgebildet sind, die entweder parallel und/oder quer zur Längsachse des Fluidstroms durch die Düse orientiert sind, um den in dem Strahl ausgelösten Turbulenzzustand zu erhöhen.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die konische Innenfläche 31 der Düse, die zum Kontakt mit dem Fluid gestaltet ist, vorzugsweise mit einer Mehrzahl von ringförmigen Stufen 32 (5 und 6) hergestellt, die einen Satz von ringförmigen scharfen Kanten 33 mit einem schrittweise abnehmenden Durchmesser zu der Auslassöffnung 29 hin schaffen; alternativ können die Stufen 32 und die scharfen Kanten 33 auch fehlen.
  • Das Vorhandensein der Stufen 32 innerhalb der Düse 28 mit den scharfen Kanten 33 ermöglicht es, dass sowohl die Oberfläche in Kontakt mit dem Fluid, im Vergleich zu einer herkömmlichen Düse, vergrößert ist und dass tiefgehende Scherwirkungen auf den Mantel an der äußeren Schicht des Fluidstroms, der durch die Düse fließt, verursacht werden und folglich ein Anstieg in dem Turbulenzgrad des durch die Einspritzeinrichtung erzeugten Strahls.
  • Wie bekannt ist weist die Einspritzeinrichtung, um die Einstellung des Druckabfalls der Strömung zu erlauben und ihre Geschwindigkeit durch die Düse bei jeglicher Veränderung der Fluidzustände zu erhöhen, einen axial einstellbaren Kolben 27 mit einem Vorderende 27A auf, das dazu geformt ist, um die Querschnittsfläche der Auslassöffnung der Einspritzdüse zu verkleinern oder zu vergrößern, abhängig von der Bewegungsrichtung des Kolbens 27 zur Einstellung, um den benötigten Druckabfall in Beziehung zu dem Volumenstrom zu erhalten, um die geforderte Geschwindigkeit und den Turbulenzzustand für den Strahl zu erzeugen.
  • Die axiale Einstellung des Kolbens 27 kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, auch in automatischer Weise; wie zum Beispiel in 3 gezeigt ist der Kolbens 27 mit einem hinteren Steuerabschnitt 27B mit einem Gewinde 33 versehen, das in eine mit Innengewinde versehene Hülse 34 geschraubt werden kann, die von dem Körper 26 nach hinten verläuft.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist es möglich, physikalische Elemente zu verwenden, die in den Fluidstrom innerhalb der Einspritzeinrichtung hineinragen, und zu der Erzeugung eines hervorgerufenen Turbulenzzustandes beizutragen.
  • Dies kann durch geeignete Formgebung des Endbereichs 38 des Kolbens 27 mit Oberflächen oder Vorsprüngen geschehen, die mit scharfen Kannten zur Scherung des Fluidstroms versehen sind; zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt, der Endbereich 38 des Kolbens 27 mit einer konischen Nase 38 versehen sein, die sich in axialer Richtung der Strömung aufweitet; die Nase 39 wiederum ist mit einer oder mehreren kreisförmigen Stufen mit scharfen Kanten 40 versehen; offensichtlich sind auch andere Lösungen verglichen mit der einen gezeigten möglich.
  • Ein zweiter Aufbau der Einspritzeinrichtung ist in dem Beispiel der 8 bis 11 der Zeichnungen gezeigt. In diesen Figuren werden dieselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren zur Kennzeichnung ähnlicher oder äquivalenter Teile verwendet, auf die zur Beschreibung der allgemeinen Merkmale der Einspritzeinrichtung Bezug genommen wird.
  • Insbesondere weist die Düse 28 in dieser Ausführungsform eine konische Innenfläche 31 mit einer Mehrzahl von ringförmigen Stufen 32 auf, die die Ausdehnung der Fluidkontaktoberfläche vergrößern und die scharfe Kanten 33 in Kontakt mit dem Fluid im Gegensatz zu einer herkömmlichen Düse haben.
  • Die Ausführungsform der 8 bis 11 unterscheidet sich von der Vorhergehenden sowohl in der anderen Formgebung der Zähne 29C der mit Fortsätzen versehenen Öffnung 29 als auch der anderen Formgebung der Spitze 39 des Kolbens 27 zur Steuerung des Druckabfalls; wiederum ist der Kolbens 27 in einer rückwärtigen Position in Bezug auf die Öffnung 29 der Düse 28 gezeigt.
  • Was die mit Fortsätzen versehene Öffnung 29 anbelangt, haben in diesem zweiten Fall die Zähne 29C eine glatte Innenfläche, ohne Stufen und scharfe Querkanten; die Zähne 29C haben nur scharfe Kanten 40, die sich in Flussrichtung erstrecken, parallel zur Längsachse der Düse, und scharfe radiale Kanten 41 an der konischen Innenfläche, die aus der mit Fortsätzen versehenen oder sternförmigen Form der Öffnung selbst resultieren.
  • Die Ausführungsform aus 8 unterscheidet sich, wie in der vergrößerten Detailansicht aus 9 und aus 11 zu sehen, von der vorhergehenden Lösung dadurch, dass die Spitze 39 des Kolbens 27 zur Steuerung des Druckabfalls nun auch eine mit Fortsätzen versehene Form hat, die sich der mit Fortsätzen versehenen Öffnung 29 der Düse 28 anpasst, um eine verengte Öffnung mit entsprechender Form zu bilden.
  • Insbesondere hat die Spitze 39 eine Mehrzahl von radialen Fortsätzen oder Rippen 42, die sich von der konischen Oberfläche des Endbereichs 38 in Längsrichtung erstrecken und mit scharfen radialen Kanten 43 die entsprechend mit der Vorderfläche enden, um die Strömung zu scheren.
  • Ferner hat jede Fortsatzrippe 42, wie in 11 zu sehen, scharfe Längsscherkanten 44, die von flachen, nach hinten zu der Längsachse des Kolbens 27 abfallenden Oberflächen gebildet werden, um so die Scherwirkung auf den Mantel der Fluidströmung erheblich zu vergrößern und damit seine Turbulenz und/oder Wirbelstärke zu vergrößern.
  • Anders als im Fall von 3 hat der Kolbens 27 zum Steuern des Druckabfalls der Einspritzeinrichtung aus 8 eine mit Fortsätzen versehene Spitze 39, deren Fortsatzrippen 42 ausgerichtet zu den Ausbuchtungen 29B der mit Fortsätzen versehenen Öffnung 29 der Düse 28 ausgerichtet bleiben müssen. Folglich muss sichergestellt werden, dass der Kolben 27 axial gleiten kann, um die axiale Einstellung des Kolbens zu erlauben, aber eine Drehung verhindert wird.
  • In diesem Zusammenhang hat der Kolben 27 einen durchgehenden Schlitz 45, der sich in axialer Richtung in einer Länge erstreckt, die dem erlaubten Einstellhub äquivalent ist; ein Stopstift 46 verläuft diametral durch den Schlitz 45 und ist in dem Gehäuse 26 der Einspritzeinrichtung eingeschraubt, um die Drehung des Kolbens 27 zu verhindern, während ein axiales Gleiten zugelassen wird. Ein hinterer Steuerabschnitt 27B des Kolbens 27 ist mit dem Letzteren so verbunden, dass er sich frei um die Längsachse dieses Kolbens drehen kann.
  • In diesem Zusammenhang ist der Kolben 27 mit einem hinteren Schaft 47 versehen, der einen zylindrischen Kopf 48 aufweist, welcher in einem zylindrischen Sitz 49 an dem entsprechenden Ende des hinteren Abschnitts 27B aufgenommen ist. Anstelle des Schlitzes 45 und des Stiftes 46, des Kopfes 48 und des zylindrischen Sitzes 49 ist es möglich, andere Betriebssteuerungseinrichtungen zu verwenden, die die axiale Gleitbewegung des Kolbens 27 ermöglichen, während sie eine Rotation verhindern.
  • Die Figuren von 12 bis 15 zeigen eine dritte Ausführungsform der Einspritzeinrichtung, die sich von den vorhergehenden im Wesentlichen durch die hohle Form des Kolbens 27 zur Steuerung des Druckabfalls unterscheidet. In diesen Figuren wurden wieder dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche oder äquivalente Teile zu bezeichnen.
  • Die Ausführungsform aus 12 wurde studiert, um die Schwerwirkung in der Strömung innerhalb des Kolbens 27 noch weiter zu erhöhen, der zusammen mit der Öffnung 29 der Düse 28 wiederum dazu beiträgt, um eine enge, mit Fortsätzen geformte Öffnung für das hindurchfließende Fluid zu bilden.
  • Im Fall von 12 hat die Einspritzeinrichtung 20 einen Hohlkörper 26 mit einer gegenüber den vorhergehenden Beispielen modifizierten Form, bei der die Düse 28 separat hergestellt ist und aufgeschraubt ist oder eng passend aufgesetzt ist auf das Vorderende des Gehäuses 26 der Einspritzeinrichtung.
  • Auch in diesem Fall hat die Düse 28 eine konische Innenfläche, die vorzugsweise mit einer Mehrzahl von ringförmigen Stufen 32 geformt ist, mit kreisförmigen scharfen Kanten 33, die in einer Austoßöffnung 29 enden, die wiederum eine konische Fläche hat.
  • Die Einspritzeinrichtung 20 hat wieder einen Kolben 27 zum Steuern des Druckabfalls, der mit einem hinteren Steuerabschnitt 27B verbunden ist; in diesem Fall jedoch hat der Kolben 27 einen hohlen, rohrförmigen Vorderbereich 27A, um sowohl den Durchgang von Fluid durch den Kolben und eine Einstellwirkung des Fortsätzen versehenen Abschnitts zu erlauben.
  • Genauer gesagt liegt der Vorderbereich 27A des Kolbens 27 in Form eines rohrförmigen Elements vor, das auf einen Gewindeschaft des hinteren Steuerabschnitts 27B aufgeschraubt ist.
  • Der Kolben 27 dringt wieder in eine ringförmige Kammer 28A zur Verteilung des Fluids ein, die mit Einlassöffnungen 30 versehen ist. Die Kammer 28A kommuniziert mit dem Inneren des hohlen Kolbens 27 durch die Einlassöffnungen 50.
  • Der röhrenförmige Bereich 27A des Kolbens 27 hat an seinem vorderen Ende einen konischen Kopf 51, der eine Mehrzahl von längsverlaufenden Zungen 52 aufweist, sechs in dem dargestellten Fall, die einen dreieckigen Querschnitt haben; Längsschlitze 54 machen die Zungen 52 in radialer Richtung elastisch nachgiebig.
  • Die Zungen 52 sind mit einer konischen Außenfläche mit einer anderen Steigung im Vergleich zu der inneren konischen Fläche der Düse 28 geformt; die konische Innenfläche kann in ihrer einfachsten Form glatt sein, wie weiter unten gezeigt, oder kann eine Mehrzahl von transversalen Zähnen mit scharfen Kanten 53 haben, um in den Mantel der Fluidströmung zu schneiden.
  • Das Vorhandensein von elastisch nachgiebigen Längszungen 52, die von Längsschlitzen 54 getrennt und von flachen Seitenflächen 55 parallel zu radialen Ebenen begrenzt werden, trägt zusammen mit der konischen Innenfläche der Düse 28 wieder dazu bei, um eine Öffnung für den Ausstoß von Fluid zu schaffen, die eine verengte, einstellbare und mit Fortsätzen versehene Querschnittsfläche hat, wie in 13 gezeigt.
  • Die mit Fortsätzen versehene Form des Ausstoßabschnitts bestimmt in dem Fluidstrahl eine Vergrößerung des Umfangs der Berührungsfläche zwischen dem Strahl und den umgebenen Ober flächen in dem verengten Abschnitt, um Wirbelstärke und Turbulenz in dem Strahl auszulösen.
  • Der Strahl erweist sich als gekennzeichnet durch eine andere Entwicklung im Vergleich zu dem der von einer zylindrischen Einspritzeinrichtung erzeugt wird, wobei in dem Fall einer Einspritzeinrichtung mit Fortsätzen gemäß der Erfindung der Strahl eine Region für die Bildung von Wirbeln oder Wirbelströmen hat, die sich, wenn sie sich von der Einspritzeinrichtung weg bewegen, intensivieren und die Explosion eines azimuthalen Wirbels verursachen, der durch turbulente Strukturen kleinerer Abmessungen, aber von hoher Intensität gekennzeichnet ist.
  • Aufgrund der Möglichkeit der Einstellung der axialen Position des mit Fortsätzen versehenen Kopfs 51 des Kolbns 27 in Bezug auf die Öffnung 29 der Düse, wie auch der radialen Flexibilität der Zungen 52, wenn sie in Kontakt mit der konischen Innenfläche der Öffnung 29 gedrückt werden, ist es möglich, die Querschnittsfläche der Ausstoßöffnung zu verändern, während die Form mit Fortsätzen, wie in den vorhergehenden Fällen, erhalten bleibt.
  • Ferner haben die im Wesentlichen dreieckigen Zungen 52 und ihre inneren Zähne 53 scharfe Kanten zum Scheren des Fluids, die in Längsrichtung und/oder quer zur Achse der Düse verlaufen und wiederum die Fläche des Kontaktgebietes mit dem Fluid und die Turbulenz in dem Strahl erhöhen.
  • 16 bis 19 zeigen eine vierte Ausführungsform einer Einspritzeinrichtung gemäß der Erfindung, die Eigenschaften ähnlich derjenigen aus 12 hat; daher wurden dieselben Bezugszeichen für ähnliche oder äquivalente Teile verwendet.
  • Die Einspritzeinrichtung des Beispiels aus 16 unterscheidet sich von der Einspritzeinrichtung aus 12 in einigen Teilen der Düse 28 und des Kopfes 51 des Kolbens 27 zum Steuern des Druckabfalls; wiederum ist eine operative Verbindung zwischen dem vorderen röhrenförmigen Bereich 27A des Kolbens 27 und dem hinteren Steuerbereich 27B von einer solchen Art vorgesehen, dass ein axiales Gleiten möglich ist, während jegliche Rotation des mit Fortsätzen versehenen Kopfs 51 in ähnlicher Weise wie in dem Beispiels aus 8 verhindert wird.
  • Aus den 16 bis 19 ist ersichtlich, dass die Düse 28 in diesem Fall eine Innenfläche 31 hat, die wieder in einer Öffnung 29 mit Fortsätzen endet, ähnlich dem Beispiel aus 4; jedoch hat die Öffnung 29 in diesem Fall scharfe Kanten 56, die parallel zur Achse der Öffnung in Längsrichtung des Strahls verlaufen, wie auch scharfe Kanten 57, entlang von geneigten Ebenen an beiden Seiten jeder der dreieckigen Zähne 29C.
  • Die flexiblen Zungen 52 des Kopfes 51 und die Fortsätze 29B der Öffnung 29 der Düse sind wiederum zueinander ausgerichtet, in der gleichen Weise wie in dem Beispiel aus 8. Folglich sind auch in diesem Fall ein länglicher Schlitz 45 und ein Stopstift 46 wie auch eine operative Verbindung 48, 49 zwischen dem mittleren axialen Führungsbereich 27C zum axialen Führen des Kolbens 27 und dem hinteren Steuerbereich 27B vorgesehen. Schließlich umfassen die Zungen 52 einen Vorderbereich 52A, der eine größere Steigung hat, wobei die Seitenkanten nach vorne zusammenlaufen, um so weiter ihre Flexibilität zu erhöhen, wodurch eine Feineinstellung des Duckabfalls -ermöglicht wird.
  • Die 20 bis 23 zeigen eine fünfte Ausführungsform, die mit der aus den 12 bis 15 vergleichbar ist; daher wur den wieder dieselben Bezugszeichen verwendet, um ähnliche oder äquivalente Teile zu bezeichnen.
  • Die Lösung der 20 bis 23 unterscheidet sich von der vorhergehenden darin, dass die Öffnung 29 der Düse 28 und die flexiblen Zungen 52 des Kolbens zum Steuern des Druckabfalls glatte Innenflächen haben, während sie die charakteristische Form mit Fortsätzen beibehalten und das Vorhandensein von scharfen Längskanten entlang der individuellen Zungen 52 beibehalten.
  • Gemäß der Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Hochdruckmischen bereitgestellt, die besonders geeignet für das Mischen reaktiver chemischer Komponenten bei der Herstellung von Polyurethanschäumen, zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln sind, wobei eine spezielle einstellbare Einspritzeinrichtung verwendet wird, die mit blattartigen oder fortsatzartigen Formen versehen sind, die dazu in der Lage sind, einen Fluidstrom zu erzeugen, dessen Turbulenz sowohl durch die mit Fortsätzen versehene Form des verengten Querschnittsgebietes der Ausstoßöffnung als auch durch das mögliche Fließen von Fluid über scharfe Kanten entlang des Fließweges zu einem Ausstoßgebiet mit verengtem Querschnitt erhöht ist, wobei der Turbulenzzustand in die Strahlen übertragen wird, die in einer Mischkammer aufeinander treffen. Aufgrund des Vorhandenseins eines axial beweglichen Kolbens zum Steuern des Druckabfalls in Kombination mit der Gestalt der Einspritzdüse mit Fortsätzen ist es auch möglich, den verengten Abschnitt für den Ausstoß der Strömung geeignet einzustellen, um so einen ausreichenden Druckabfall für eine turbulente Mischung in Beziehung zu den für das Verfahren benötigten stoichiometrischen Volumen zu erhalten.
  • Das Vorhergehende ist so zu verstehen, dass das Beschriebene und in den zugehörigen Zeichnungen gezeigte lediglich als Bei spiel dient, um mehrere bevorzugte Ausführungsformen zu illustrieren und allgemeine Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung zu illustrieren.
  • Daher können andere Modifikationen oder Änderungen an der Einspritzeinrichtung und an deren Teilen vorgenommen werden, ohne von den Patentansprüchen abzuweichen.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Hochdruckmischen von chemisch reaktiven Fluidkomponenten, die für die Herstellung von Polyurethanharzen, zweikomponentigen Harzen und Formartikeln geeignet sind, bei dem: Volumenströme einer ersten und wenigstens einer zweiten Fluidkomponente unter Druck zu einer jeweiligen Einspritzeinrichtung (20) zugeführt werden, die eine Einspritzdüse (28) und ein Steuerkolbenteil (27) zum Steuern des Druckabfalls des Fluids aufweist, wobei die Einspritzdüse (28) und der Kolben (27) zugewandte Oberflächen (31; 38) zum Kontakt mit dem Fluid haben, die sich zu der Öffnung (29) zur Abgabe eines Fluidstrahls verengen; der Fluidstrahl jeder Komponente in eine Mischkammer (11) einer Mischvorrichtung (10) eingespritzt wird, wo die chemischen Komponenten durch Aufeinanderprall und Turbulenz gründlich gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Einspritzdüse (28) und/oder des Kolbenteils (27) so geformt sind, um eine mit Fortsätzen versehene Öffnung (29A, 29B) zur Abgabe des Fluidstrahls bereitzustellen; die Betriebsstellung des Kolbenteils (27) in Bezug auf die Einspritzdüse (28) eingestellt wird, um eine mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung (29A, 29B) mit einer sich verengenden Querschnittsfläche zu bilden, die mit dem Volumenstrom der chemischen Komponente in Beziehung steht, um einen vorher bestimmten Druckabfall in dem Strahl zu bewirken; und ein verwirbelter und hochturbulenter Zustand in dem Fluidstrahl erzeugt wird und der Strahl mit eine Mehrzahl von radialen Fortsätzen geformt wird, wenn er durch die mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung (29A, 29B) fließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Fortsätzen versehener Strahl geformt wird, indem Fluidkontaktoberflächen (31; 38) der Einspritzdüse (28) und/oder des Kolbenteils (27) zum Steuern mit einer Mehrzahl von Fortsätzen (29B) versehen sind, die sich in radialer und Längsrichtung der Düse (28) erstrecken.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Fortsätzen versehener Strahl geformt wird, indem die chemische Fluidkomponente entlang glatter Fluidkontaktoberflächen (31; 38) einer Düse (28) und/oder eines Kolbenteils (27) fließen gelassen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Fortsätzen versehener Strahl geformt wird, indem die chemische Fluidkomponente entlang von Kontaktoberflächen einer Düse (28) und/oder eines Kolbenteils (27) mit einer Mehrzahl von scharfen Kanten fließen gelassen wird; und ein zusätzlicher und hochturbulenter Wirbelzustand in dem Fluid durch die Mehrzahl von scharfen Kanten erzeugt wird.
  5. Einspritzeinrichtung (20) zur Zufuhr einer chemisch reaktiven Fluidkomponente in eine Mischkammer (11) einer Mischvorrichtung (10) für die Herstellung von Polyurethan harzen, zweikomponentigen Harzen und geformten Artikeln, mit: Einem Hohlkörper (26), der einen Durchflussweg zwischen einem Fluideinlass (30) und einer Auslassöffnung (29) einer Einspritzdüse (28) definiert; einem axial beweglichen Kolbenteil (27), das koaxial in der Einspritzdüse (28) verläuft, um den Druckabfall zu steuern, wobei die Düse (28) und das Kolbenteil (27) einander zugewandte Oberflächen (31; 38) zum Kontakt mit dem Fluid aufweisen, die sich auf die Auslassöffnung (29) zu verengen, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (28) und/oder das Kolbenteil (27) in der Form angepasst sind, um eine mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung (29A, 29B) bereitzustellen, die eine sich verengende Querschnittsfläche mit einer zentralen Zone (29A) und einer Mehrzahl von peripheren Fortsätzen (29B) hat, die radial von dem zentralen Gebiet (19A) der mit Fortsätzen versehenen Öffnung (19) vorstehen.
  6. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Fortsätzen (25B) sich in einer radialen und in einer longitudinalen Richtung der Auslassöffnung (29) der Düse (28) erstrecken.
  7. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkontaktoberflächen (31; 38) der mit Fortsätzen versehenen Einspritzdüse (28) und des Kolbenteils (27) eine Mehrzahl von Fortsätzen (29B) und Rippen (42) aufweisen, die in axialer Richtung verlaufen, und dass Einrichtungen (278; 47) zum Einstellen der axialen Position des Kolbenteils (27) und Einrichtungen (45, 46) vorhanden sind, um die Rippen (42) des Kolbenteils (27) radial ausgerichtet mit den Fortsätzen (29B) der Einspritzdüse (28) zu halten.
  8. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (28) und/oder das Kolbenteil (27) glatte Fluidkontaktoberflächen (31; 38) haben.
  9. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkontaktoberflächen (31; 38) der Düse (28) und/oder des Kolbenteils (27) eine Mehrzahl von scharfen Kanten (40; 41; 43; 44) haben.
  10. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfen Kanten (40; 41; 43; 44) in Längsrichtung und/oder in Querrichtung zu der Flussrichtung des Fluids angeordnet sind.
  11. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (51) des Kolbenteils (27) eine Mehrzahl von elastisch nachgiebigen, in Längsrichtung verlaufenden Zungen (52) aufweist, die sich in die Düse (28) der Einspritzeinrichtung erstrecken, wobei die Zungen (52) des Kolbenteils (27) in Kombination mit der Innenfläche (31) der Einspritzdüse (28) radial verlaufende Schlitze der mit Fortsätzen versehenen Öffnung definieren und wobei manuell einstellbare Steuereinrichtungen (27B) dazu ausgebildet sind, um die axiale Position des Kolbenteils (27) in Bezug auf die Einspritzdüse (28) zu ändern.
  12. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Zungen (52) einen dreieckigen Querschnitt mit scharfen Kanten haben.
  13. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (52) flache Seitenoberflächen (55) haben, die jeweils parallel zu einer jeweiligen radialen Ebene angeordnet sind.
  14. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (52) zur Längsachse der Einspritzeinrichtung (28) abgeschrägt sind und in Flussrichtung des Fluids zusammenlaufen.
  15. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (28) und die Zungen (52) des Kolbenteils (27) glatte Fluidkontaktoberflächen haben (31, 38).
  16. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (28) eine mit Fortsätzen versehene Auslassöffnung (29) mit einer Anzahl von radialen Ausbuchtungen (29B) hat; dass das Kolbenteil (27) am vorderen Ende (39) eine Anzahl von radialen Rippen (42) hat, die den Ausbuchtungen (29B) der Düse (28) entsprechen; und eine manuell betätigbare Steuereinrichtung (22B) umfasst, um das Kolbenteil (27) axial zu verschieben, um die Querschnittsfläche der mit Fortsätzen versehenen Auslassöffnung (29) zu verändern, während die Rippen (42) des Kolbenteils (27) ausgerichtet zu den Ausbuchtungen (29B) der Düse (28) bleiben.
  17. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (28) eine mit Fortsätzen (29A, 29B) versehene Auslassöffnung hat und dass das Kolbenteil (27) ein konisch auseinanderlaufendes Vorderende (39) hat, das sich axial in die mit Fortsätzen (29A, 29B) versehene Öffnung der Düse (28) erstreckt.
  18. Vorrichtung zum Hochdruckmischen von chemisch reaktiven Fluidkomponenten zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit: Einer Mischkammer (11); ersten und zweiten Einspritzeinrichtungen (20) zur Zufuhr der chemischen Komponenten in die Mischkammer (11); wobei wenigstens eine der Einspritzeinrichtungen (20) einen Hohlkörper (26) und eine Düse (28) aufweist, die einen Flussdurchgang für das Fluid zwischen einem Einlass und einer Auslassöffnung (29) definieren; und einem axial beweglichen Kolbenteil (27) zum Steuern des Druckabfalls des Fluids, wobei die Düse (28) und das Kolbenteil (27) Fluidkontaktoberflächen (31, 38) haben, die sich auf die Auslassöffnung (29) der Düse (28) zu verengen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkontaktoberflächen (31, 38) der Düse (28) und des Kolbenteils (27) in ihrer Form angepasst sind, um eine Öffnung an der Auslassöffnung (29) zu bilden, die mit Fortsätzen versehen ist und eine zentrale Zone (29A) und eine Mehrzahl von Ausbuchtungen (29B) aufweist, die radial von der zentralen Zone (29A) vorstehen.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (28) und/oder das Kolbenteil (27) glatte Fluidkontaktoberflächen (31, 38) haben.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkontaktoberflächen der Düse (28) und/oder des Kolbenteils (27) eine Mehrzahl von scharfen Kanten (40; 41; 43; 44) haben.
  21. Einspritzeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfen Kanten (40; 41; 43; 44) in einer Richtung parallel zur Längsachse der Einspritzeinrichtung (20) orientiert sind.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfen Kanten (40; 43) in Querrichtung zu einer Längsachse der Einspritzeinrichtung gerichtet sind.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfen Kanten (40; 41; 43; 44) in Richtungen sowohl parallel als auch quer zu einer Längsachse der Einspritzeinrichtung (20) gerichtet sind.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (26) der Einspritzeinrichtung (20) und das Kolbenteil (27) zum Steuern des Druckabfalls eine ringförmige Kammer (28A) am vorderen Ende (27A) des Kolbens (27) bilden; dass der Kolben (27) einen hohlen Vorderbereich (27A) in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer (28A) hat; und dass der hohle Vorderbereich (27A) des Kolbens (27) mit einer Mehrzahl von elastisch nachgiebigen Zungen (52) geformt ist, die entlang der Längsachse der Einspritzeinrichtung (20) verlaufen.
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