DE1141778B - Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen - Google Patents

Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen

Info

Publication number
DE1141778B
DE1141778B DEF28839A DEF0028839A DE1141778B DE 1141778 B DE1141778 B DE 1141778B DE F28839 A DEF28839 A DE F28839A DE F0028839 A DEF0028839 A DE F0028839A DE 1141778 B DE1141778 B DE 1141778B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
components
mixing
component
relief
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEF28839A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Erwin Weinbrenner
Dipl-Ing Peter Hoppe
Karl Breer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to NL253261D priority Critical patent/NL253261A/xx
Priority to NL131854D priority patent/NL131854C/xx
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DEF28839A priority patent/DE1141778B/de
Priority to CH645060A priority patent/CH384850A/de
Priority to US3997460 priority patent/US3122164A/en
Priority to GB2310560A priority patent/GB923524A/en
Priority to FR831864A priority patent/FR1261693A/fr
Priority claimed from FR831864A external-priority patent/FR1261693A/fr
Publication of DE1141778B publication Critical patent/DE1141778B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00Control of flow ratio
    • G05D11/02Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
    • G05D11/13Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
    • G05D11/131Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B29B7/603Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material in measured doses, e.g. proportioning of several materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7404Mixing devices specially adapted for foamable substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/748Plants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/801Valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/85954Closed circulating system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/85978With pump
    • Y10T137/86131Plural
    • Y10T137/86163Parallel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/87571Multiple inlet with single outlet
    • Y10T137/87676With flow control
    • Y10T137/87684Valve in each inlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

  • Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen, insbesondere von Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen, bei dem die unter verschieden hohen Förderdrücken stehenden Komponenten in eine Mischkammer bei einem unter den Förderdrücken liegenden, für alle Komponenten gleich eingestellten Öffnungs- und Schließdruck der Düsen injiziert und dann aus der Kammer als Gemisch ausgetragen werden.
  • Zum intermittierenden Arbeiten nach diesen bekannten Injektionsmischverfahren für vorzugsweise schnell reagierende Gemische hat man vorgeschlagen, für das Stillsetzen der Apparatur, z. B. am Ende einer Mischperiode, den Druck in den Pumpenförderleitungen der Komponenten mit Hilfe von Druckentlastungsvorrichtungen, die in eine Nebenschlußleitung zwischen Ansaug- und Druckraum der Pumpen angeordnet und mit den Schaltvorrichtungen der Pumpen gekuppelt sind, wieder auf den Pumpenvordruck absinken zu lassen.
  • Hierbei trat jedoch eine unvollkommene Vermischung der in den Druckleitungen vor den Düsen noch unter einem höheren Druck als dem Schließdruck sich befindenden Restmenge der Komponenten ein, da die unter verschieden hohen Förderdrücken stehenden Komponenten eine verschieden lange Zeit für den Druckabfall bis zu den Schließdrücken der Injektionsdüsen benötigen.
  • Um diese Zeitunterschiede zu überbrücken, hat man Verzögerungsrelais oder Kontaktmanometer zum Ausschalten der Pumpenantriebsmotoren eingebaut. Die Zeitüberbrückung gelang jedoch nur unvollkommen, da die elektrisch bedingte Schaltungenauigkeit Fehldosierungen bis zu 50/, zur Folge hatte, die eine wirtschaftliche Produktion stark herabsetzten.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Ungenauigkeiten behoben sind und eine praktisch rückstandfreie Dosierung und Mischung der Komponenten erreicht wird, wenn erfindungsgemäß jeweils am Ende einer Mischperiode der Abbau der Förderdrücke unter Verwendung an sich bekannter, steuerbarer Entlastungsventile zeitlich so geregelt wird, daß die Druck-Zeit-Kurven der einzelnen Komponenten in einem diesen Abbau graphisch wiedergebenden Kurvenbild (Abb. 1) sich auf der Linie des Düsenschließdruckes in einem gemeinsamen Punkt P schneiden, so daß der Düsenschließdruck für alle Komponenten-Injektionsdüsen zur gleichen Zeit zur Wirkung kommt.
  • Auf diese Weise wird also ein zeitverzögernder Ausgleich des Druckabbaus der unter niedrigeren Förderdrücken stehenden Komponente an die Druckabbauzeit der unter höchstem Förderdruck stehenden Komponente und somit für alle Komponenten der gleiche Düsenschließzeitpunkt erreicht.
  • Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens enthält zeitgesteuerte Entlastungsventile, deren Steuerstangen mit verstellbaren Anschlägen zur jeweiligen Einstellung der Querschnitte der Entlastungsöffnungen der Entlastungsvorrichtungen versehen sind. Die Ventile können zusätzlich auch noch mit an den Druckraum der Pumpen angeschlossenen Kontaktmanometern über eine elektropneumatische Antriebsvorrichtung in Verbindung stehen, so daß erforderlichenfalls auch eine verzögerte Betätigung des Entlastungsventils der Niederdruckkomponente während des Druckabbaus der Hochdruckkomponente vor Erreichen des erwünschten Schließpunktes P erfolgen kann.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise an Hand eines graphischen Kurvenbildes (Abb. 1) erläutert. Abb. 2 zeigt die schematische Darstellung eines zeitgesteuerten Entlastungsventils, dessen Schaltvorrichtung mit der Ausschaltvorrichtung der Pumpen gekuppelt ist. Abb. 3 zeigt das Gesamtschema der Apparatur.
  • Im Kurvenbild (Abb. 1) sind die Arbeitsdrücke (Förderdrücke) von zwei Komponenten 1 und II über der Arbeitszeit z aufgetragen. Es kommen beispielsweise folgende Komponenten zur Anwendung: Komponente I: 100,0 Gewichtsteile eines Polyäther-Aktivator-Gemisches mit einer Viskosität von etwa 500 cP (25° C), bestehend aus: 95,2 Gewichtsteile eines Polyäthers, hergestellt durch Anlagerung von Propylenoxyd an Trimethylolpropan (OH-Zahl 56), 0,4 Gewichtsteile N, N'-Trimethyl-P-amino äthyl piperazin, 1,5 Gewichtsteile eines Siloxan-Äthylenoxyd-Copolymeren, 2,9 Gewichtsteile Wasser.
  • Komponente II: 45,3 Gewichtsteile Toluylendiisocyanat, das die 2,4- und 2,6-Isomeren im Verhältnis 80: 20 enthält, Viskosität 3 cP (25° C).
  • Die Förderleistung der Kolbenpumpe zur Förderung der Komponente 1 beträgt im vorliegenden Fall 9000 ccm/Min. für eine Arbeitstemperatur von 18 bis 25° C.
  • Die Injektionshochdruckdüsen sind für beide Komponenten auf einen Öffnungs- und Schließdruck von 80 atü vorgespannt. Bei Beginn des Dosiervorganges erfolgt der Druckaufbau (1/I und 1/in) der Komponenten I und II bei gleichzeitigem Öffnen der Injektionsdüsen bis zur jeweiligen Volldruckhöhe praktisch zeitsynchron. Der Arbeitsdruck der hochviskosen und mengenmäßig größeren Komponente 1 erreicht für den Dosierschuß 222 atü (Kurvenast 2), während der Arbeitsdruck der niedrigviskosen und mengenmäßig kleineren Komponente II für den Dosierschuß 100 atü (Kurvenast 3) erreicht.
  • Bei Schußende d. h. beim Stillsetzen der Apparatur verläuft der Druckabbau für die hochviskose Komponente I nach dem Kurvenast 4, für die niedrigviskose Komponente nach dem Kurvenast 5, so daß das Schließen der Düse bei 80 atü für die hochviskose und mengenmäßig größere Komponente I gegenüber dem Schließen der Düse der niedrigviskosen und mengenmäßig kleineren Komponente II, die wegen des erwünschten zeitsynchronen Taktbeginns den gleichen Öffnungs- und Schließdruck wie die Düse für Komponente I besitzt, zeitlich verzögert zur Wirkung kommt.
  • Dies bedeutet, daß am Ende des Mischprozesses durch das zeitlich verzögerte Schließen der Injektionsdüse der Komponente I eine geringe Menge (z. B. 0,1 bis 0,3 cm3) der Komponente I im Injektionskanal verbleibt und damit eine geringe Rezeptuntreue für das Ende des Mischprozesses vorliegt, die im Schaumstoff-Formteil zu einem Polyäther-Bodenrückstand führen würde.
  • Dieser Übelstand wird nunmehr dadurch überwunden, daß der Druckabbau der niedrigviskosen Komponente II (Toluylendiisocyanat) durch ein steuerbares Entlastungsventil so weit gebremst wird, daß der Schließdruck für beide Injektionsdüsen zur gleichen Zeit zur Wirkung kommt. In der Kurve 6 der Abb. I ist der nunmehr abgewandelte Druckabbau der Komponente II dargestellt. Die Abbaukurven 4 und 6 beider Komponenten schneiden sich bei 80 atü in einem gemeinsamen Punkt P. Ein rückstandfreies Dosierende wird durch zeitsynchrones Schließen der Injektionsdüsen beider Komponenten erzielt. Es besteht bei Einhaltung dieses in Abb. 1 dargestellten Arbeitsdiagramms nunmehr die Möglichkeit, auch ohne Preßluft-Reinigungsstoß des Mischkanals den nächsten Arbeitstakt zu beginnen, ohne daß eine Rezeptuntreue bei Wiederanfahren der Apparatur die Güte des Formteiles oder einer Überschichtung gefährdet.
  • Zum Abbremsen des Druckabbaues der Komponente II auch für andere als die genannten Rezepturen mit anderen Verhältnissen für Komponentenmengen (z. B. 100:100 = 1/11) oder Komponenten-Viskositäten (z. B. 1000:150 = I/II), wie sie beispielsweise für halbharte oder harte Polyurethan-Schaumstoffe vorliegen können, mit der gleichen Dosierapparatur sicher beherrschen und einfach handhaben zu können, dient ein im Arbeitstakt gesteuertes, als Drehschieber ausgebiIdetes Entlastungsventil (Abb. 2).
  • Der Querschnitt der Entlastungsöffnung 7 des Ventils wird durch die Steuerkante 8 des Drehkolbens für das jeweils verwendete Rezept geregelt.
  • Bei Schußende und gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Pumpen-Antriebsmotoren wird etwa über die Ausschaltvorrichtung der Pumpen automatisch die vorzugsweise elektropneumatisch gesteuerte Exzenterscheibe 9 in Tätigkeit gesetzt, die über die in ein Ritzel am Drehkolben eingreifende Zahn- oder Regelstange 10 den Drehkolben dreht und damit die Steuerkante 8 bis zur Freigabe der erforderlichen Entlastungsöffnung 7 verschiebt, so daß die gebremste Entlastung der Förderleistung über den Ventileingang 11 erfolgen kann. Für jede Komponentenförderung kann ein derartiges Ventil angeordnet werden. Nach Durchlaufen der für die einzelnen Ventile eingestellten Entlastungszeiten schließen die zeitgesteuerten Entlastungsventile wieder automatisch, und der nächste Arbeitstakt, d. h. Mischungsperiode, kann beginnen. Die Einstellung der Entlastungsöffnung 7 geschieht durch den verstellbaren Anschlag 10a der Regelstange 10.
  • Die Verzögerung des Druckabbaues der Komponente II kann zusätzlich in der Weise erfolgen, daß mittels eines in der Förderleitung der Komponente 1 eingebauten Kontaktdruckgebers bei beispielsweise 120 atü (in abfallendem Ast der Kurve 4 der Komponente I [Abb. 1, Punkt 4aj) eine automatisch verzögerte Betätigung des Entlastungsventils für die Komponente II vorgenommen wird, so daß wiederum der Düsenschließdruck von 80 atü für die in Menge und Viskosität unterschiedlichen Komponenten zur gleichen Zeit erreicht wird, wobei der Druckabfall für die Komponente II gemäß einer stärker geneigten Kurve erfolgt. In Abb. 1 ist diese Kurve als punktierte Linie dargestellt und mit 6a bezeichnet.
  • Derartig gesteuerte Entlastungsventile können für beide Komponenten Anwendung finden, um dadurch eine größere Variationsbreite des zeitsynchronen Druckabbaues für die verschiedenen zum Einsatz kommenden Rezepturen und in der Viskosität und Menge unterschiedliche Komponententypen zu gewinnen.
  • Eine sichere Beherrschung des in Abb. 1 dargestellten zeitsynchronen Druckaufbaues und Druckabbaues wird noch unterstützt, wenn man die Komponentenfördervorrichtung gleichartig gestaltet, also z. B. nur Hochdruckkolbenpumpen oder nur Hochdruckzahnradpumpen zum Einsatz bringt.
  • Eine weitere Maßnahme zur Gewinnung sehr kurzer Zeiten für Injektionsbeginn und -ende besteht darin, daß die mechanische Kupplung der Pumpen über einen einzigen Antriebsmotor oder gekuppelte Motoren erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß die Förderpumpen sich bei den durch verschiedene Viskosität und Menge der Komponenten verursachten unterschiedlichen Beschleunigung bzw. Verzögerung für Beginn und Ende des Dosiervorganges gegenseitig beeinflussen.
  • In Abb. 3 ist eine Apparatur mit der erfindungsgemäßen Einrichtung im Gesamtaufbau schematisch dargestellt. Im beheizbaren Behälter 12, der mit Rührwerk 13, Kontaktthermometer 14 und Preßluft-Sicherheitsventil 15 ausgerüstet ist, ist z. B. ein höherviskoses Polyäther-Aktivator-Gemisch (Komponente 1) enthalten. Unter einem Preßluftvordruck von z. B. 2 atü wird das Gemisch über die Leitung 16 dem Saugraum 17 der beheizbaren Hochdruckkolbenpumpe 18 zugeleitet. Im beheizbaren Behälter 19, der in gleicher Weise wie Behälter 12 mit Kontaktthermometer 14, Sicherheitsventil 15 und Rührwerk 13 ausgerüstet ist, ist die niedrigviskose Komponente II (z. B. Toluylendiisocyanat) unter einem Behältervordruck von z. B. 1 atü enthalten.
  • Über die gegebenenfalls beheizbare Förderleitung 20 wird die Komponente II dem Saugraum 21 der beheizbaren Hochdruckkolbenpumpe 22 zugeführt.
  • Die Förderpumpen 18 und 22 werden über einen gemeinsamen Antriebsmotor 23 betätigt. Bei Stellung »geschlossen« der steuerbaren Entlastungsventile 24 und 25 werden die Pumpen 18 und 22 angefahren und die Komponenten 1 und II über die Sammelräume 26 und 27 der Pumpen 18 und 22 und den beheizbaren Hochdruckschläuchen 28 und 29, die bis zu 20 m lang sein können, dem tragbaren Mischkopf 30 unter den in Abb. 1 aufgezeichneten Drücken von 220 atü bzw. 100 atü der Komponenten I und II gemäß Rezeptbeispiel zugeführt, wo im Gegenstromprinzip die Injektionsmischung der Komponenten 1 und II erfolgt. Das homogenisierte Reaktionsgemisch wird über das Austragrohr 31 in die Form 32 noch flüssig in der gemäß der Zeituhr 33 gesteuerten Menge ausgestoßen, wo es der Form entsprechend zu dem gewünschten Formteil 34 aufschäumt. Bei längerem Stillsetzen der Apparatur wird die im Innern des Mischkopfes angeordnete Mischkammer, die sehr kleine Abmessungen hat (nicht dargestellt), durch Preßluft gereinigt, die über die Preßluftleitung 36 vom Kompressor (nicht dargestellt) dem Mischkopf 30 gemäß dem Arbeitstakt automatisch zugeführt wird.
  • Für schnell reagierende Komponenten ist es wichtig, eine möglichst kleine Mischkammer zu verwenden.
  • Die Anordnung einer Kleinst-Mischkammer ist durch die rückstandfreie Dosierung erst möglich.
  • Zur Gewinnung des zeitsynchronen Abbaues der Arbeitsdrücke der Komponenten 1 und II für ein zeitlich gleiches Schließen der Injektionsdüsen 37 und 38 in dem Mischkopf 30 beim gewählten Düsenschließdruck von 80 atü (Abb. 1) öffnen automatisch gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Antriebsmotoren die gemäß Abb. 2 ausgebildeten steuerbaren Entlastungsventile 24 und 25 in die Rücklaufleitungen 45 und 46 (Abb. 3), die mit den Behältern 12 und 19 in Verbindung stehen, so daß eine Entlastung auf die jeweiligen Behälter-Vordrücke erfolgen kann und die Apparatur wieder für den neuen Takt in die Ausgangsdrücke gebracht wird.
  • Eine gegenüber der Schaltzeit des Entlastungsventils der Komponenten I verzögerte Betätigung des Entlastungsventils der Komponente II kann, wie oben beschrieben, durch in der Druckleitung oder im Pumpen-Sammefraum 26 der Komponente I angebau- ten Kontaktmanometer 26a (Abb. 3) z. B. für 120 atü Druck im abfallenden Ast (Punkt 4a, Abb. 1) der Druckabbaukurve der Komponente 1 erfolgen. Das in Abb. 3 auch gezeigte Manometer 27 a auf der Druckseite der Komponente II des Beispiels ist zur Komplettierung der Anlage an der Druckleitung oder dem Pumpen-Sammelraum 27 angebaut um die gleiche Apparatur auch für ein umgekehrtes Arbeitsdruckverhältnis der Komponenten 1 und II, das durch andere Viskositäts- und Mengenverhältnisse der Komponenten bedingt sein kann, anwenden zu können.
  • Bei Störungen in den Kolbenpumpen 18 und 22 oder in den Injektionsdüsen 37 und 38 sprechen die in Abb. 3 dargestellten Überdruckventile 47 oder 48 an und entlasten schlagartig das gesamte Hochdruck-Fördersystem, d. h. die Pumpen 18 und 22 und die Förderleitungen 28 und 29 bei evtl. auftretenden Überdrücken z. B. von 250 atü. Die jeweilige Überschußmenge wird in die in Abb. 3 dargestellten Auffangbehälter 50 abgeführt.
  • Die maximale Leistung einer Hochdruckkolbenpumpe (cm3/Min.) ist von der Viskosität der zu fördernden Komponente abhängig. Es wurde zur Sicherung der Pumpenfunktion für die Volleistung einer ausgewählten Pumpe festgelegt, daß die Viskosität der Polyäther- oder Polyesterseite (Komponente I) im Maximum bei 1000 cP liegen soll, wobei die erwünschte Viskosität im Bedarfsfall durch eine Beheizung (bis z. B. 80" C) der gesamten Maschinenseite für Bevorratung und Förderung der Komponente I gewonnen werden kann. Speziell für harte Polyurethan-Schaumstoffe werden auch Polyester sehr hoher Viskosität verwendet, die trotz einer Temperierung bis z. B. auf 500 C von der gewählten Kolbenpumpe für die erwünschte Höchstaustragleistung nicht gefördert werden können. In diesem Fall wird für die gewählte Austragleistung die Apparatur (Komponenten I und II), z. B. die Hochdruckkolbenpumpe 18 in Abb. 3, durch eine mit der Gegenpumpe 22 und dem Motor 23 gekuppelte Hochdruck-Zahnradpumpe (nicht dargestellt) ersetzt.
  • Der Aufbau der übrigen Maschinenelemente bleibt in diesem Fall der gleiche, so daß der erwünschte rückstandfreie Dosiervorgang erzielt werden kann.
  • Die Apparatur gemäß Erfindung kann bevorzugt für die Erzeugung von Kunststoffen oder Kunststoff-Vorprodukten auf Basis der Polyaddition, Polykondensation oder Polymerisation eingesetzt werden.
  • Es ergeben sich für die Produktion der Gemische oder reaktionsfähigen Rohstoffkombinationen nur noch zusätzlich eine Reihe von Ausführungsarten, um speziellen Forderungen der Praxis gerecht werden zu können. Die Kombination der reaktionsfähigen Komponenten mit vorzugsweise flüssigen Schutzmitteln (Brandschutzmittel, Termitenschutzmittel) ist gegeben.
  • Es ist ferner möglich, für Schaumstofferzeugung auch vorzugsweise niedrig siedende Flüssigkeiten. z. B. halogenierte Kohlenwasserstoffe und/oder gasförmige Komponenten zusätzlich einzusetzen.
  • Die in Abb. 3 z.B. für eine Gemischaustragleistung von 3 bis 20 kg/Min. dargestellte Anlage kann durch die Größe der gewählten Förderpumpen für Austragsleistungen von 300 bis 1000 g/Min.
  • (Kleingerät) oder für Leistungen bis zu 60 kg/Min. oder größer ausgebildet werden (Großapparatur).
  • Es ist für manche Anwendungsbereiche der Apparatur gemäß der Erfindung für größere Dosierleistungen (z. B. 40, 60, 80, 100 kg/Min.) günstiger, wenn z. B. die Vorratsbehälter 12 und 19 von 50 1 Inhalt auf Großbehälter mit einem Fassungsvermögen von 500 1 oder mehr vergrößert werden und von diesen Großbehältern zwei oder mehr parallel laufende Maschinensysteme entsprechend Abb. 3 mit den zugehörigen zwei oder mehr Mischköpfen 30 bedient werden. Dieser Maschinengruppenaufbau :ist besonders dann wertvoll, wenn z. B. eine schnelle Ausschäumung von großflächigen Leichtkernverbundkonstrukflonen durchgeführt werden soll.
  • Durch den rückstandfreien Dosiervorgang können die Mischköpfe 30 direkt an das Bauteil angeschlossen und das Reaktionsgemisch ohne Vor- oder Nachlauf, z. B. über Kugel-Feder-Ventile, die sich bei Stillsetzen der Apparatur selbsttätig schließen und so den auszuschäumenden Hohlkörper gegenüber dem auftretenden Schäumdruck abdichten, eingefahren werden.
  • Diese Gruppenapparatur wird über eine Druckknopfschaltung und Zeituhr gefahren.
  • Der auf Grund der Erfindung ermöglichte rückstandfreie Dosier- und Mischvorgang hat folgende Vorteile: 1. Erzeugung von Schaumstoffen mit optimaler Gleichmäßigkeit der Porenstruktur.
  • 2. Schaumstoffaufspritzungen verlustfrei, lunker- und rißfrei.
  • 3. Eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Block-oder Sandwich-Platten-Produktion von Schaumstoffen mit mehreren feststehenden Handdüsen kann auch über eine Gruppenapparatur, die aus Teilapparaturen gemäß Abb. 3 besteht, aufgebaut ist, erfolgen. Das beispielsweise zumeist sehr flüssig aus den Handdüsen austretende und sehr schnell homogenisierte Reaktionsgemisch verläuft aus den auf einem Transportband aufgetragenen zonenweisen Aufträgen ineinander, so daß Blöcke oder Kernlagen gleicher Höhe und Dichte über die Transportbandbreite entstehen.
  • Die Montage der Apparatur gemäß der Erfindung auf Lastwagen oder anderen geeigneten Spezialfahrzeugen, z. B. für Schäumen am Ort (Isolierungen aller Art im Hausbau, Fabrikbau, Schiffbau), ist gegeben.
  • Zur Funktion der Apparatur gemäß der Erfindung kann ferner erwähnt werden, daß, wie vorstehend ausgeführt, der oder die mit den gekuppelten Pumpen gekuppelten Motoren entweder durch Ein- oder Ausschalten von Hand oder automatisch (Programmsteuerung) gesteuert werden oder bei durchlaufenden Motoren und Förderpumpen z. B. die Regelstangen der Kolbenpumpen pneumatisch oder elektromagnetisch bei Beginn des Dosiervorganges von Stellung O auf die gewünschte Arbeitsstellung und am Ende des Dosiervorganges von der Arbeitsstellung auf Stellung »Förderung = 0ß gebracht werden.
  • Bei dem letzteren Verfahren werden die zur Vermischung gelangenden Komponenten im Kreislauf bewegt. Diese Methode ist aber für eine sichere Handhabung der Dosierapparatur nur bei temperaturunempfindlichen Reaktionen anwendbar, da bei Kreislaufförderung Erwärmung eintritt.
  • Es ist für Rezeptstudien und zur Gewinnung einer größeren Beweglichkeit im Rezeptspiel für Großserienfertigungen häufig von Interesse, mehr als zwei Komponenten zusammenzuführen. Hierbei können für die erfindungsgemäße Dosierapparatur beispielsweise zwei Wege beschritten werden: a) Es wird für ein Dreikomponentensystem, z. B.
  • Polyäther, Toluylendiisocyanat, Aktivatorgemisch, die Apparatur mit drei getrennten Behältern und drei mit einem Motor gekuppelten Pumpen gefahren. Die dosierten Komponenten werden getrennt einem 3fach-Infektionskanal zugeführt. Im übrigen bleibt für alle Komponenten das erfindungsgemäße Verfahren für den zeitsynchronen Ablauf des Arbeitsdiagramms für einen rückstandfreien Austrag des kompletten Reaktionsgemisches. b) Oder es wird zu diesem Zweck zwischen dem Behälter für z. B. Polyäther (Abb. 3, Zifferl2) und Förderpumpe (Abb. 3, Ziffer 16) eine von einem Motor angetriebene Mischkammer für die Vormischung von Polyäther mit dem Aktivator eingeschaltet.
  • In diesem Fall muß bei Entlastung die Förderleistung der vereinigten Komponenten (z. 13. Polyäther und Aktivator) in einem getrennt angeordneten Auffangbehälter entlastet werden. Das oben beschriebene Kreislaufverfahren ist hierbei nicht anwendbar.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen, insbesondere von Urethangruppen aufweisenden Schaumstoffen, bei dem die unter verschieden hohen Förderdrücken stehenden Komponenten in eine Mischkammer bei einem unter den Förderdrücken liegenden, für alle Komponenten gleich eingestellten Öffnungs- und Schließdruck der Düsen injiziert und dann aus der Kammer als Gemisch ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils am Ende einer Mischperiode der Abbau der Förderdrücke unter Verwendung an sich bekannter, steuerbarerEntlastungsvorrichtungen zeitlich so geregelt wird, daß die Druck-Zeit-Kurven (1 bis 6a) der einzelnen Komponenten in einem diesen Abbau graphisch wiedergebenden Kurvenbild (Abb. 1) sich auf der Linie des Düsenschließdruckes in einem Punkt (P) schneiden, so daß der Düsenschließdruck für alle Komponenten-Injektionsdüsen zur gleichen Zeit zur Wirkung kommt.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der in einer Rücklaufleitung zwischen Saugraum und Druckraum der Förderpumpen eine als Drehschieber ausgebildete Druckentlastungsvorrichtung angeordnet ist, deren Schaltvorrichtung mit der Ausschaltvorrichtung der Pumpe gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (10) des Drehschiebers mit verstellbaren Anschlägen (lOa) zur jeweiligen Einstellungdes QuerschnittesderEntlastungsöffnung(7) der Entlastungsvorrichtungen (24, 25) versehen ist.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsvorrichtung mit einem an den Druck-oder Sammelraum (26 bzw. 27) der Förderpumpe (18 bzw. 22) angeschlossenen Kontaktmanometer (26a bzw. 27a) über eine elektropneumatische Antriebsvorrichtung in Verbindung steht.
DEF28839A 1959-07-03 1959-07-03 Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen Pending DE1141778B (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL253261D NL253261A (de) 1959-07-03
NL131854D NL131854C (de) 1959-07-03
DEF28839A DE1141778B (de) 1959-07-03 1959-07-03 Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen
CH645060A CH384850A (de) 1959-07-03 1960-06-07 Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen
US3997460 US3122164A (en) 1959-07-03 1960-06-30 Apparatus for mixing measured proportions of ingredients
GB2310560A GB923524A (en) 1959-07-03 1960-07-01 A process and apparatus for mixing measured proportions of ingredients
FR831864A FR1261693A (fr) 1959-07-03 1960-07-02 Procédé pour doser et mélanger par intermittence des constituants réactionnels destinés à la fabrication de matières synthétiques

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEF28839A DE1141778B (de) 1959-07-03 1959-07-03 Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen
DE3122164X 1959-07-03
FR831864A FR1261693A (fr) 1959-07-03 1960-07-02 Procédé pour doser et mélanger par intermittence des constituants réactionnels destinés à la fabrication de matières synthétiques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1141778B true DE1141778B (de) 1962-12-27

Family

ID=27210128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEF28839A Pending DE1141778B (de) 1959-07-03 1959-07-03 Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3122164A (de)
DE (1) DE1141778B (de)
NL (2) NL253261A (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2501483B2 (de) * 1975-01-16 1977-03-31 Maschinenfabrik Hennecke GmbH, 5201 Birlinghoven Vorrichtung zum mischen fluessiger reaktionskomponenten, insbesondere auf basis polyurethan
US4798474A (en) * 1987-10-22 1989-01-17 Union Carbide Corporation In-situ pipeline coating system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2142062A (en) * 1938-02-15 1938-12-27 Refining Inc Proportioning apparatus
US2724581A (en) * 1951-05-18 1955-11-22 Crown Cork & Seal Co Liquid proportioning system
US2764565A (en) * 1951-12-24 1956-09-25 Bayer Ag Process and apparatus for the manufacture of polyurethane plastics
US2814471A (en) * 1954-05-24 1957-11-26 Techkote Company Inc Mixing and metering valve assembly
NL90983C (de) * 1954-06-04
US2894732A (en) * 1955-09-29 1959-07-14 Shell Dev Fluid mixing device
US2958516A (en) * 1957-03-15 1960-11-01 Gen Motors Corp Apparatus for making synthetic resins

Also Published As

Publication number Publication date
NL131854C (de) 1900-01-01
NL253261A (de) 1900-01-01
US3122164A (en) 1964-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69119244T2 (de) Verfahren und vorrichtung für die kontinuierliche herstellung von polyurethanschaumstoffblöcken innerhalb eines vorbestimmten druckbereiches
EP0024330B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus einem Mehrkomponentenreaktionsgemisch
DE2127582C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines zellförmigen Gegenstandes aus polymeren! Kunststoff
EP0907478B1 (de) Verfahren zur schaumherstellung mittels unter druck gelöstem kohlendioxid
DE2649996A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines fuellstoffhaltigen reaktionsgemisches aus mindestens zwei fliessfaehigen komponenten, insbesondere zum erzeugen von polyurethan
DE2045852B2 (de) Verfahren zur herstellung eines polyurethanschaumstoffes
DE2455736A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines polyurethanschaums
EP0196345B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Zellschaum
DE19909438A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Formteilen aus einem fließfähigen Reaktionsgemisch
EP0110244B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines fliessfähigen, zu Schaumstoff ausreagierenden Gemisches aus fliessfähigen Komponenten
EP0009118B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Artikeln, die aus füllstoffhaltigem Chemiewerkstoff bestehen
DE1133116B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung poroeser oder homogener Kunststoffhalbfabrikate bzw. -fertigartikel auf Polyurethanbasis
EP1601520A1 (de) Verfahren zur herstellung von bauteilen mit einer kompakten polyurethan(pur)-versiegelungsschicht
DE2252872A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einspritzen von fluessigkeiten in einen mischkopf
DE1141778B (de) Verfahren zum intermittierenden Dosieren und Mischen von Reaktionskomponenten zur Herstellung von Kunststoffen
DE2317152A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von schaumstoff, insbesondere polyurethanschaumstoff, aus einem fliessfaehigen reaktionsgemisch
DE2331241A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formteilen aus sich aus mehreren komponenten bildenden kunststoffen in einer giessform, bei dem die komponenten vor dem einbringen in die giessform miteinander vermischt werden
DE2366184C2 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff-Schaumteilen
DE3147160A1 (de) Verfahren und einrichtung zum herstellen eines fliessfaehigen, massivstoff oder schaumstoff bildenden reaktionsgemisches
DE4235970C1 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines Schaumstoff bildenden Reaktionsgemisches
DE102018121890B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Reaktionskunststoffen
DE2501483B2 (de) Vorrichtung zum mischen fluessiger reaktionskomponenten, insbesondere auf basis polyurethan
DE3049834C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Einkomponenten-Polyurethanschaum
EP0431388B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffen, insbesondere Schaumstoffen
DE1704608B2 (de) Vorrichtung zur verarbeitung schaeumbarer kunststoffe