DE1903243A1

DE1903243A1 - Device for mixing rapidly reacting fluid components to form a propellant, foam-forming mixture

Info

Publication number: DE1903243A1
Application number: DE19691903243
Authority: DE
Inventors: Breer Karl Wilhelm
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-01-23
Filing date: 1969-01-23
Publication date: 1971-06-09
Also published as: FR2029003B1; NL7000647A; SE359483B; CH495769A; GB1304695A; DE1903243B2; FR2029003A1; AT309056B

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AGFARBENFABRIKEN BAYER AG

LE VERKU S E N - B*y«werk Patent-Abteilung 22. Jan. 1909 LE VERKU SEN - B * y «werk Patent Department Jan. 22, 1909

Mr/ksch.Mr / ksch.

Vorrichtung zum Vermischen schnell miteinander reagierender fluider Komponenten zu einem treibfähigen,schaumstoffbildenden Gemisch Device for mixing rapidly reacting fluid components to form a propellant, foam-forming mixture

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vermischen schnell miteinander reagierender fluider Komponenten zu einem treibfähigen, schaumstoffbildenden Gemisch, insbesondere zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen, bestehend aus einer Mischkammer mit einer Auslaßdüse und einer der Anzahl der der Mischkammern zuzuführenden Komponenten entsprechenden Anzahl von Zuführleitungen mit selbsttätig in Abhängigkeit von den Förderdrücken der Komponenten arbeitenden Einlaßventilen, wobei in mindestens einer der Zuführleitungen ein Plüssigkeitsspeidher angeordnet ist, der einen in einer Bohrung eines Gehäuses freibeweglich angeordneten, an seinem einen Ende von der Flüssigkeit beaufschlagten und an seinem anderen Ende abgefederten Kolben aufweist, in dessen Längsachse auf der Seite der Feder im Abstand vom Kolbenende ein verstellbarer Anschlagbolzen für den Kolben vorgesehen ist, durch dessen Verstellung die Verschiebung des von der Flüssigkeit beaufschlagten Kolbens in der Bohrung begrenzt wird.The present invention relates to an apparatus for mixing rapidly reacting fluid components a blowing, foam-forming mixture, in particular for Manufacture of polyurethane foams, consisting of a mixing chamber with an outlet nozzle and one of the number of mixing chambers components to be supplied corresponding number of supply lines with automatically depending on the delivery pressures of the Components working inlet valves, wherein a Plüssigkeitsspeidher is arranged in at least one of the supply lines, the one freely movable in a bore of a housing, acted upon by the liquid at one end and at his the other end has sprung piston, in the longitudinal axis on the side of the spring at a distance from the piston end an adjustable Stop pin is provided for the piston, through the adjustment of which the displacement of the acted upon by the liquid Piston is limited in the bore.

Zum Erzielen eines einwandfreien SchäumstoffProduktes ist es erforderlich, daß die zu vermischenden und bei der Vermischung mit-To achieve a flawless foam product, it is necessary to that the to be mixed and when mixed with-

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einander reagierenden Komponenten, insbesondere bei Verwendung von Mischkammern kleinen Volumens und mit geringer Verweilzeit des Gemisches in der Mischkammer, gleichseitig in die Mischkammern eintreten. Die Einlaßventile der bekannten Vorrichtungen sind·mit selbsttätig arbeitenden, vorzugsweise federbelasteten Mitstrom- oder Gegenstromventilen ausgestattet. Da sich die Einlaßventile demzufolge in Abhängigkeit von den Förderdrücken von den Komponenten öffnen und schließen, kann ein Voreilen bzw. Nacheilen einer der reaktiven Komponenten eintreten. Diese Erscheinung verursacht im Fertigprodukt Fehlerstellen in Form von Löchern. Bei der Herstellung von Fertigteilen mit sichtbarer Oberfläche, z.B. Armaturenbretter, fällt deshalb viel Ausschuß an.reacting components, especially when using Mixing chambers of small volume and with a short dwell time of the mixture in the mixing chamber, enter the mixing chambers at the same time. The inlet valves of the known devices are · with automatically working, preferably spring-loaded co-current or counter-current valves. As the intake valves consequently, depending on the delivery pressures of the components, opening and closing can lead or lag a of the reactive components occur. This phenomenon causes defects in the form of holes in the finished product. In the preparation of of prefabricated parts with a visible surface, e.g. dashboards, therefore there is a lot of waste.

Es wurde schon versucht, diesen Nachteil des Vor- bzw. Nacheilens durch Anwendung des eingangs beschriebenen Flüssigkeitsspeichers, wie er in der deutschen Patentschrift 1 I52 532 beschrieben ist, zu beheben. Dies gelang auch, jedoch ist der Zeitaufwand für das Synchronisieren des Einlauf es der Komponenten in die Mischkammer sehr langwierig".Attempts have already been made to overcome this disadvantage of leading or lagging by using the liquid reservoir described above, as described in German patent specification 1 I52 532, to fix. This also succeeded, but the time required for that Synchronizing the infeed it of the components into the mixing chamber is very tedious ".

Durch Herstellung von Schaumstoffprobestücken wurde mittels dieser bekannten Vorrichtung zunächst festgestellt, ob die Komponenten gleichzeitig in die Mischkammer einströmen. Um einen gleichzeitigen Eintritt der Komponenten zu erreichen _$ war es oft notwendig, eine Reihe von Probestücken anzufertigen, bis eine einwandfreie Oberfläche das gleichzeitige Eintreten der Komponenten in die Mischkammer anzeigte. Diese Einstellungsmethode ist zwar wirksam, aber sehr umständlich und erfordert vom Bedienungspersonal ein gutes Fingerspitzengefühl.By producing foam test pieces, this known device was used to first determine whether the components flow into the mixing chamber at the same time. A simultaneous admission of the components to reach _$ it was often necessary to make a series of specimens to a perfect surface the simultaneous occurrence of the components indicated in the mixing chamber. Although this setting method is effective, it is very cumbersome and requires a good instinct from the operating personnel.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der das gleichzeitige Eintreten der Komponenten in den Mischraum wesentlich schneller und sicherer erreicht werden kann. The object of the invention is to create a device in which the simultaneous entry of the components into the mixing space can be achieved much faster and more safely.

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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Einlaßventile über Kontaktgeber mit einem Zeitanzeigegerät zum Peststellen der Ventilöffnungszeitpunkte verbunden sind.This object is achieved by the invention in that the inlet valves via contactors with a time display device for plaguing the Valve opening times are connected.

Dieses Zeitanzeigegerät gibt die Differenz der Öffnungszeitpunkte voneinander, bzw. die Abweichung von einem vorgegebenen Nullpunkt an. Aufgrund der angezeigten Zeitdifferenz kann nun das Bedienungspersonal den Anschlagbolzen für den Kolben im Flüssigkeitsspeicher verstellen. Für die verschiedenen Komponenten läßt sich anhand von empirisch ermittelten Kurven der bzw. die Anschlagbolzen um einen der zugehörigen Zeitdifferenz entsprechenden Weg verstellen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Aussteuerung der Komponenten zum Erzielen eines gleichzeitigen Eintritts in die Mischkammer durchThis time display device shows the difference between the opening times or the deviation from a specified zero point at. On the basis of the displayed time difference, the operating personnel can now open the stop bolt for the piston in the liquid reservoir adjust. For the various components, the stop pin (s) can be moved by one or more stops using empirically determined curves adjust the distance corresponding to the associated time difference. In this way it is achieved that the control of the components to Achieving simultaneous entry into the mixing chamber through

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einmaliges Einschalten der Vorrichtung einreguliert werden kann.can be adjusted once the device is switched on.

Nach .einer Weiterbildung der Erfindung ist das Zeitanzeigegerät über einen Impulsgeber mit den in den Zuführungsleitungen angeordneten Verstellbolzen der Kolben der Flüssigkeitsspeicher verbunden.According to a further development of the invention, the time display device is Connected via a pulse generator to the adjusting bolts of the pistons of the liquid reservoirs arranged in the supply lines.

Dadurch wird erreicht, daß der Verstellbolzen automatisch vom Anzeigegerät her richtig eingestellt wird. Auch in diesem Falle bedarf es zunächst einer empirischen: Ermittlung der Abhängigkeit der Zeitdifferenz von dem erforderlichen Verstellweg des Verstellbolzens. Auf diese Abhängigkeit muß dann der Impulsgeber eingestellt werden.This ensures that the adjusting bolt is automatically controlled by the display device is set correctly. In this case, too, an empirical one is required first: Determination of the dependence of the time difference of the required adjustment path of the adjusting bolt. The pulse generator must then be adjusted to this dependency.

Das Zeitanzeigegerät besteht aus einer handelsüblichen Meßuhr, die unmittelbar beim Öffnen der Einlaßventile ejispricht. Die Kontaktgabe erfolgt beispielsweise mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder induktiv.. Hierfür bieten sich dem Fachmann eine Reihe von an sich bekannten Lösungen für die Anwendung an, die deshalb selbst nicht Gegenstand der Erfindung sind.The time display device consists of a commercially available dial gauge, the immediately when the inlet valves open. Making contact takes place, for example, mechanically, pneumatically, hydraulically or inductively. A number of options are available to the person skilled in the art for this purpose known solutions for the application, which are therefore not themselves the subject of the invention.

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Anhand einer Zeichnung sei nun die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt, und zwar zeigen:The invention will now be illustrated schematically and by way of example with the aid of a drawing, namely show:

Figur 1 zwei Einlaßventile, von denen eines als Mitstroradüse und das andere lediglich zur Demonstration als Gegenstromdüse ausgebildet sind, im Schnitt undFigure 1 two inlet valves, one of which as a Mitstroradüse and the other is designed as a countercurrent nozzle for demonstration purposes only are, on average, and

Figur 2 eine automatisch arbeitende Vorrichtung.FIG. 2 shows an automatically operating device.

In Figur 1 ist das Einlaßventil 1 an die Zuführleitung 2 angeschlossen. Es bestehe aus dem Ventilgehäuse 3, dem Ventil 4, das unter dem Druck der Fader 5 einerseits und unter dem dagegen wirkenden Druck der einzuspritzenden Komponente andererseits steht. Das Zeitanzeigegerät besteht im wesentlichen aus einem Kontaktgeber ¹Jt der im Bereich des Endes des Ventil schaftes vorgesehen ist und einer Meßuhr 8. Im vorliegenden Falle besteht der Kontaktgeber 7 aus einem pneumatisch wirkenden, sich in einem Gehäuse 9 bewegenden Kolben 10. Der Druckraum 11 ist über eine Druckleitung 12 mit der Meßuhr δ verbunden. Das Einlaßventil 13 für die zweite Komponente ist an die Zuführleitung 14 angeflanscht und besteht aus dem Ventilgehäuse 15 und dem Ventil 16, welches als Gegenstromdüse ausgebildet ist. Eine Feder 17 hält die Düsenöffnung 18 solange geschlossen, bis der Druck der Komponente denjenigen der Feder 17 übersteigt. Sodann öffnet das Ventil 16,. wobei über den Kontaktgeber 18, der aus einem in einem Gehäuse 19 verschiebbaren, pneumatisch wirkenden, am Ende des Schaftes des Ventils 16 angeordneten Kolben 20 besteht. Der Druckraum 21 ist über eine Druckleitung 22 ebenfalls an die Meßuhr 8 angeschlossen·In FIG. 1, the inlet valve 1 is connected to the supply line 2. It consists of the valve housing 3, the valve 4, which is under the pressure of the faders 5 on the one hand and under the counteracting pressure of the component to be injected on the other hand. The time indicator consists essentially of a contactor ¹ Jt which is provided in the region of the end of the valve shaft and a dial gauge 8. In the present case, the contactor 7 consists of a pneumatically acting piston 10 moving in a housing 9. The pressure chamber 11 is connected to the dial gauge δ via a pressure line 12. The inlet valve 13 for the second component is flanged to the supply line 14 and consists of the valve housing 15 and the valve 16, which is designed as a countercurrent nozzle. A spring 17 keeps the nozzle opening 18 closed until the pressure of the component exceeds that of the spring 17. Then the valve 16 opens. via the contactor 18, which consists of a pneumatically operated piston 20 which is displaceable in a housing 19 and is arranged at the end of the shaft of the valve 16. The pressure chamber 21 is also connected to the dial gauge 8 via a pressure line 22

Die Einlaßventile 1 und 13 wirken auf eine Anzeigenadel 23 der Meßuhr 8. Der Über die Druckleitung 12 von dem Einlaßventil 1 beim öffnen desselben gegebene Impuls löst die Meßuhr 8 aus, wobei sichThe inlet valves 1 and 13 act on an indicator needle 23 of the dial gauge 8. Via the pressure line 12 from the inlet valve 1 at open the same given pulse triggers the dial gauge 8, whereby

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die Anzeigenadel 23 wie ein Uhrzeiger aus der Nullstellung bewegt, öffnet das Einlaßventil 13, so wird der Meßuhr 8 ein zweiter Impuls über die zugehörige Druckleitung 22 erteilt. Dieser Impuls schaltet die Bewegung der Anzeigenadel 23 ab. An der Stellung der Anzeigenadel 23 ist nun die Voreilung· der Komponente der durch das Einlaßventil 1 strömenden Komponente in Zeiteinheiten ablesbar. Der Meßuhr 8 ist ein Steuergerät 24 vorgeschaltet., das für den Fall, daß die durch das Einlaßventil 13 strömende Komponente voreilt, entgegen der vorbeschriebenen Arbeitsweise, den über die Druckleitung 22 gegebenen Impuls derart weitergibt, daß dieser die Anzeigenadel 23 in entgegengesetzter Richtung betätigt. Der zweite, über die Druckleitung 12 gegebene Impuls, beendet sodann die Laufzeit der Nadel. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Meßuhr 8 nicht nur die Vor- bzw. Nacheilzeit anzeigt, sondern auch welche der beiden Komponente vor- oder nacheilt.the indicator needle 23 moves like a clock hand from the zero position, If the inlet valve 13 opens, the dial gauge 8 receives a second pulse issued via the associated pressure line 22. This pulse switches off the movement of the indicator needle 23. At the position of the Indicator needle 23 is now the lead · the component of the through the inlet valve 1 flowing component readable in time units. The dial gauge 8 is preceded by a control unit 24 which, in the event that the component flowing through the inlet valve 13 leads, contrary to the method of operation described above, the impulse given via the pressure line 22 passes on in such a way that this impulses the indicating needle 23 actuated in the opposite direction. The second pulse given via the pressure line 12 then ends the running time the needle. In this way it is achieved that the dial gauge 8 shows not only the lead or lag time, but also which of the leading or lagging both components.

Soll der Einlaufzeitpunkt von drei oder mehr Komponenten synchronisiert werden, so muß dementsprechend eine Meßuhr verwendet werden, die diesen Forderungen gerecht wird. D.h., eines der Einlaßventile wird bezüglich seines Öffnungszeitpunktes als Nullpunkt gesetzt und die Zeitverschiebungen hinsichtlich der Öffnungszeitpunkte der anderen Einlaßventile müssen auf dieses bezogen werden. Dementsprechend wird der Aufbau der Meßuhr für die Synchronisierung von mehr als zwei Komponenten entsprechend kompliziert.Should the running-in time of three or more components be synchronized accordingly, a dial gauge must be used that meets these requirements. That is, one of the intake valves is set as the zero point with regard to its opening time and the time shifts with regard to the opening times of the other inlet valves must be related to this. The structure of the dial indicator for the synchronization is designed accordingly complicated by more than two components.

In Figur 2 fließen die Komponenten A und B aus den Vorratsbehältern 31 und 32 über die Förderleitungen 33 und 34 zu den Saugseiten der Pumpen 35 und 36, die von dem Motor 37 angetrieben werden. Druckse it ig weisen die Pumpen Sammelblöcke 38 und 39 auf, von denen die Zuführungsleitungen 40 und 41 zu der Mischkammer 42 abzweigen. Die Zuführungsleitungen 40 und 41 münden in die Einlaßventile 43 und 44. Diese sind mit Meßstellen 45 und 46 versehen, deren ImpulsIn FIG. 2, components A and B flow out of the storage containers 31 and 32 via the delivery lines 33 and 34 to the suction sides of the Pumps 35 and 36 driven by the motor 37. Prints it ig have the pumps collecting blocks 38 and 39, of which the Feed lines 40 and 41 branch off to the mixing chamber 42. the Feed lines 40 and 41 open into the inlet valves 43 and 44. These are provided with measuring points 45 and 46 whose pulse

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über einen Impulsgeber 47 einem Zeitanzeigegerät 48 zugeführt werden. Dieses ist als Impulsumwandler und Steuergerät ausgebildet und gibt aufgrund der eingespeisten Impulse einen ausgehenden Impuls an einen naehgeschalteten Impulsgeber 49 _s der entsprechend der Voreilung einer der beiden Komponenten A oder B entweder auf einen an der Zuführleitung 40 angeordneten Flüssigkeitsspeicher 50 oder einen in der Zuführleitung 41 vorgesehenen Flüssigkeitsspeicher 51 auf deren verstellbare Ansehlagbolzen regulierend einwirkt.can be fed to a time display device 48 via a pulse generator 47. This is designed as a pulse converter and control device and, based on the pulses fed in, sends an outgoing pulse to a connected pulse generator 49 _s which, depending on the advance of one of the two components A or B, either to a liquid storage 50 arranged on the supply line 40 or to one provided in the supply line 41 Liquid reservoir 51 has a regulating effect on the adjustable stop bolt.

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Claims

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Patent claims:

Device for mixing fluid components that react quickly with one another to form an expansive, foam-forming one Mixture, especially for the production of polyurethane foams, consisting of a mixing chamber with an outlet nozzle and one of the Number of components to be supplied to the mixing chamber, corresponding number of supply lines with automatically depending on inlet valves operating at the delivery pressures of the components, with a liquid reservoir in at least one of the feed lines is arranged, the one arranged freely movable in a bore of a housing, at one end of the liquid acted upon and sprung at its other end piston, in the longitudinal axis on the side of the spring at a distance from Piston end an adjustable stop pin is provided for the piston, through the adjustment of which the displacement of the Liquid acted upon piston is limited in the bore, characterized in that the inlet valves (1, 13 or 43, 44) Connected via contactors (7, 18 or 45, 46) to a time display device (8 or 48) for determining the valve opening times are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the time display device (48) via a pulse generator (49) with the in the Feed lines (40, 41) arranged adjusting bolts of the piston the liquid reservoir (50, 51) are connected.

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