DE1929887B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Vermischung von zwei flüssigen Medien zur Bildung eines Schaumproduktes aus Kunstharz o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Vermischung von zwei flüssigen Medien zur Bildung eines Schaumproduktes aus Kunstharz, z. B. eines Kunstharzschaumes, mit einer wäßrigen Kunstharzlösung, insbesondere eines Polykondensationsharzes, z. B. Harnstoffharzes, entspre- fco chend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist aus der DD-PS 47 569 bekannt, die kontinuierliche Vermischung von zwei Komponenten zur Herstellung eines Schaumproduktes so vorzunehmen, daß die beiden Komponenten in zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rohren unter Druck geführt werden und in eine gemeinsame Kammer münden, in der die Komponenten zusammengeführt werden, wobei sie sich miteinander vermischen, wodurch sich ein stabiles Schaumprodukt ergibt. Auf diese Weise werden beispielsweise Kunstharzlösungen zu Kunstharzschäumen hergestellt, indem die schaumbildende wäßrige Lösung zusammen mit Preßluft beispielsweise über Fritten aufgeschäumt wird. In diese Schaummasse wird mittels der konzentrischen Zuführung die wäßrige Kunstharzlösung eingesprüht. Da die Schaummasse den eigentlichen Katalysator enthält, entsteht im Zusammentreffen der Kunstharzteilchen mit der Schaummasse der sogleich gelierende Kunstharzschaum. Eine gute Vermischung der Schaummasse mit der wäßrigen Kunstharzlösung wird hierbei dadurch erreicht, daß der unter Druck stehende feine Kunstharzstrahl durch Auftreffen auf eine Prallplatte od. dgl. in seiner Richtung umgelenkt wird und die so umgelenkten Kunstharzteilchen in den Strom der Schaummasse dringen, was zu einer innigen Vermischung der beiden Komponenten führt Die Anordnung der Prallplatte, insbesondere ihre Anwesenheit in der Mischkammer, führt hierbei zu Unzuträglichkeiten. Der gelierende Strom der Schaummasse behindert beim kontinuierlichen Arbeiten durch eine gewisse Adhärierung an den Halterungen der Platte bzw. an den äußeren Umfangsflächen das Weiterführen des gebildeten Schaumproduktes. Es ergeben sich Verengungen und Verwirbelungen. Eine homogene Vermischung der beiden Komponenten kann dadurch erheblich gestört werden.

Aus der genannten Patentschrift ist es weiterhin bekannt, innerhalb des Zuführungsrohres für die Kunstharzlösung eine Düse anzuordnen und die Prallplatte in einem vorbestimmten Abstand zu der Düse in dem Zuführungsrohr nachzuschalten. Dabei sind vor der Prallplatte Bohrungen vorgesehen, die sich radial nach außen erstrecken. Um hierbei zu erreichen, daß diese Austrittsbohrungen sich mit der diese umgebenden Schaumlösung vermischen können, ist vorgesehen, daß eine Verteilung mittels unmittelbar an den Mündungen der Radialbohrungen angreifenden Gasstrahlen erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die kontinuierliche Vermischung von zwei wäßrigen Medien zur Bildung eines Schaumprodukts aus Kunstharz eine verbesserte Anordnung zu schaffen, bei der auch im kontinuierlichen Arbeitsgang eine optimale Vermischung der beiden Komponenten bei unbehindertem Durchgang durch die Vorrichtung gewährleistet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Prallplatte innerhalb des Zuführungsrohres fliegend gelagert und dieser Prallplatte eine zu dem Vermischungsraum führende düsenartige Auslaßöffnung nachgeordnet ist und daß zwischen der Prallplatte und der Auslaßdüse eine Kammer zwischengeschaltet ist.

Durch eine solche Anordnung läßt sich einer Störung bei der kontinuierlichen Zusammenführung der Kunstharzlösung in die Schaummasse wirksam begegnen, wobei die weitgehend vernebelte Kunstharzlösung die feinsten Schaumlamellen gleichmäßig umfassen kann und diese nicht zerschlägt. Es läßt sich eine Steigerung der Verdüsung der flüssigen Kunstharzpartikel erreichen, ehe diese zu der Schaummasse gelangen. Das vollständige gleichmäßige Umfassen der Schaumbläschen bzw. Schaumlamellen durch die Kunstharzlösung wird hinsichtlich einer gleichbleibenden Wirkung wesentlich verbessert und gewährleistet. Das Schaumprodukt selbst wirkt noch homogener. Die Intensität des Hineinspritzens der Kunstharzlösung in die Schaummasse wird erhöht, so daß auch die von der Prallplatte

weiter entfernt liegenden Schaumbläschen bzw. Schaumlamellen in ausreichendem Maße erfaßt werden. Zugleich erfolgt das Hineinspritzen der Kunstharzlösung in die Schaummasse so schonend, daß eine Zerschlagung der Schaumbläschen bzw. Schaumlamellen nicht eintritt und dadurch die Homogenität des durch die Gelierung gebildeten Schaumproduktes unterstützt wird.

Die Durchtrittsöffnungen zwischen Prallplatte und Auslaßdüse sind vorteilhaft von der Radialen abweichend bzw. etwas tangential gerichtet vorgesehen. Weiterhin kann der Vermischungsraum in einem vorbestimmten Abstand nach dem Auslaß für die Kunstharzlösung eine Verengung aufweisen. Zweckmäßig verläuft die die Verengung bildende Einschnürung auf beiden Seiten der Verengung kegelförmig. Hierdurch zwingt man die Kunstharzlösung mit den Bläschen bzw. Lamellen der Schaummasse zu einer noch intensiveren Berührung und Vermischung, was die Homogenität des Produktes günstig beeinflußt.

Wenn Schaumprodukte hergestellt werden sollen, die einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen und der Querschnitt im wesentlichen rechteckig, quadratisch oder polygonal sein soll, empfiehlt es sich, den Gesamtquerschnitt des zu bildenden Produktes in eine Vielzahl von Vermischungsräumen zu unterteilen, die dicht angrenzend nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sind. Dadurch kann dafür Sorge getragen werden, daß über den ganzen verhältnismäßig großen Querschnitt des zu bildenden Produktes die Vermischung und Gelierung der miteinander zu vereinigenden Komponenten homogen durchgeführt wird. Die Vielzahl der einzelnen Vermischungsräume wird sodann in die größere Querschnittsfläche des zu bildenden Produktes übergeführt, wobei diese kreisförmig, vierekkig oder polygonal sein kann. Es ist hierbei weiterhin vorteilhaft, die zentraler liegenden Auslaßöffnungen für die Kunstharzlösiing im Durchmesser kleiner zu halten als die entsprechenden Auslaßöffnungen an den Randzonen. Dadurch läßt sich die Gleichmäßigkeit der Struktur des zu bildenden Schaumproduktes einwandfrei gewährleisten.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.

F i g. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur kontinuierlichen Vermischung von zwei wäßrigen Medien für die Bildung eines Schaumproduktes im Längsschnitt und im Querschnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 schematisch.

In den Fig.3 und 4 ist eine Anordnung mit einer Vielzahl von Vermischungsräumen zur Bildung eines Schaumproduktes größeren Querschnittes im Längsschnitt und im Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3 schematisch dargestellt.

Die Vorrichtung zur Vermischung beispielsweise eines Kunsiharzschaumes mit einer wäßrigen Kunstharzlösung zur Bildung eines stabilen Kunstharzschaumproduktes weist zwei konzentrisch zueinander angeordnete Rohre 2 und 6 auf. Durch den Ringraum 1 dieser beiden Rohre wird Preßluft und Schaumflüssigkeit zugeführt und mittels beispielsweise Fritten od. dgl. zum Aufschäumen gebracht. Durch die siebartige gelochte Ringscheibe 3 kann der fertige Schaum in den Kaum der Mischkammer 4 eintreten. Die wäßrige Kunstharzlösung wird durch den Raum 5 des zentralen Rohres 6 zugeführt.

Für eine weitere Steigerung der Auflösung der flüssigen Kunstharzpartikel ist in dem zentralen Zuführungsrohr 6 für die Kunstharzlösung ein Düsenkörper 12 verstellbar angeordnet. Diesem folgt in einem vorbestimmten Abstand in Stromrichtung der Lösung eine Prallplatte 13, die so angeordnet ist, daß sie einen ringförmigen Raum 17 zwischen sich und der Innenwand des Rohres 6 bildet. Die Halterung 18 für den Prallkörper 13 ist mit Durchtrittsöffnungen 19 versehen, die im wesentlichen tangential verlaufen. Dadurch wird

ίο der durchtretenden Kunstharzlösung in dem Raum 14 eine Prallwirkung erteilt, worauf die Lösung durch die Auslaßöffnung 15 in den Mischraum 4 austreten kann. Durch die Erteilung einer Drallwirkung für die aus der Auslaßöffnung 15 austretende Lösung erzielt man eine erhöhte Durchdringungsmöglichkeit der Lösung in die vorbeistreichende Schaummasse. Das homogene Zusammenführen der mit einer Drallwirkung austretenden Kunstharzlösung mit den Schaumbläschen u. dgl. der Schaummasse läßt sich noch dadurch wirksamer gestalten, daß das Rohr 2 in einem vorbestimmten Abstand zu der Auslaßöffnung 15 eine Verengung durch die Einschnürung 20 erhält, wobei die Übergangsflächen 21 und 22 von dem Rohr 2 zu der Einschnürung 20 und von der letzteren zu dem sich wieder erweiternden Rohr kegelförmig verlaufend gehalten werden. Der Strom der Schaummassen wird dadurch in axialer Richtung leicht umgelenkt und der kegelförmig austretende Sirahl 16 der Kunstharzlösung trifft auf den Schaummassenstrom, der infolge der Einschnürung 20 abgelenkt ist, in einem Winkel auf, bei dem sich die Kunstharzlösung mit der Schaummasse verhältnismäßig stark kreuzen. Günstige Ergebnisse für eine optimale homogene Vermischung können bei einem Winkel einer Kegelöffnung von etwa 30 bis etwa 60° erzielt werden.

Dementsprechend werden die Wandungen 21 der Einschnürung 20 angepaßt, so daß der vermischte Kunstharzschaum sich sogleich nach dem einsetzenden Gelieren in dem angrenzenden Raum 23 entspannen kann. Der den Raum 23 verlassende fertige Kunstharzschaumstrom erhält die Formgebung des Verlaufes der Wandungen des Raumes 23, d. h. eine zylindrische Form.

Bei der Herstellung von Schaumprodukten, die einen

verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen und beispielsweise als Fertigprodukt in Stabform von rechteckigem oder polygonalem Querschnitt od. dgl. vorliegen sollen, ist es zweckmäßig, eine Vielzahl von Einzelvorrichtungen mit den Mischkammern 4 und 23 dicht nebeneinander anzuordnen, so daß die danach sich ergebende Mischkammer 24 den gewünschten großen Querschnitt für das Schaummassenprodukt aufweist. In den F i g. 3 und 4 ist eine Vielzahl von Einzelvorrichtungen so angeordnet, daß die Umgrenzungslinie 25 der dicht nebeneinander und untereinander vorgesehenen Einzelvorrichtungen einen rechteckigen Querschnitt beschreibt, der abgerundete oder auch winklig zueinander gebildete Ecken aufweisen kann. Die Vermischungsräume 4 der Einzelvorrichtungen münden hierbei in einen nach den Verengungen 20 sich ergebenden gemeinsamen Vermischungsraum 24, dem entsprechend der Anordnung der Einzelvorrichtungen jede beliebige Querschnittsform gegeben werden kann, so daß man Fertigschaumprodukte von Quaderform oder mit polygonalem Querschnitt auch in größeren Abmessungen bei Gewährleistung einer homogenen Durchmischung der Komponenten über den ganzen und verhältnismäßig großen Querschnitt erhalten kann.

Ein besonderer Vorteil bei dieser Anordnung der Fig.3 und 4 ist noch dadurch zu erreichen, daß die

Randzonen des gebildeten quaderförmigen Körpers aus dem fertigen Kunstschaumprodukt mehr Kunstharzflüssigkeit erhalten können als die zentraler liegenden Einzelvorrichtungen. Dies läßt sich einfach in der Weise durchführen, daß die Auslaßöffnungen 15 bei den mehr zentral liegenden Einzelvorrichtungen im Durchmesser kleiner gehalten werden, als die betreffenden öffnungen 15 in den Randzonen. Dadurch erhält man ein Endprodukt, bei dem die Randzonen des Quaderkörpers eine größere mechanische Festigkeit erhalten, und zwar insbesondere gegen Biegung, Knickung u.dgl. des erzeugten Stabes aus dem Kunstschaumprodukt. Man kann auf diese Weise auch Hohlprodukte, z. B. röhrenförmiger Art mit kreisförmigem, viereckigem oder polygonalem Querschnitt herstellen, indem man in der Mittelzone der zu einer Vielzahl vereinigten Einzelvorrichtungen einige dieser Vorrichtungen weg läßt. Da jede Einzelvorrichtung über einen begrenzte; Bereich auf optimale Weise arbeitet, ist die Gewäh gegeben, daß der ganze Querschnitt eines verhältnismä Big großen Querschnittes des zu erzeugenden Produk tes eine Schaummasse aufweist, bei der die Vermischun, homogen vorhanden ist.

Die homogene Vermischung der beiden Komponen ten kann noch dadurch unterstützt werden, daß untei erhöhter Temperatur, z.B. bis ca. 100°C, gearbeite wird. Die mechanisch erzielte feinste Vernebelung laß sich bis zur Verfestigung des Mischproduktes auf rechterhalten. Durch die getroffene Anordnung lasse sich Schäume, insbesondere Aminoplastharzschäum mit Raumgewichten über 30 kg/m³ und mehr herstellen Man erhält einen Kunstharzschaum mit einer in dei Anwendungstechnik benötigten Festigkeit bei hohe Druck- und Biegefestigkeit für z. B. Platten u. dgl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Vermischung von zwei flüssigen Medien zur Bildung eines Schaumproduktes aus Kunstharz, ζ. Β. eines Kunstharzschaumes mit einer wäßrigen Kunstharzlösung, insbesondere eines Polykondensationsharzes, z. B. Harnstoffharzes, bei der die Schaummasse konzentrisch zu der Kunstharzlösung zugeführt und die Kunstharzlösung unter Verwendung einer Prallplatte in eine schräg nach außen gehende bzw. etwa radiale Richtung umgelenkt und in die Schaummasse ringsum verteilt eingespritzt wird, wobei innerhalb des Zuführungsrohres für die Kunstharzlösung eine Düse angeordnet und in einem vorbestimmten Abstand zu dieser die Prallplatte in diesem Zuführungsrohr nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (13) innerhalb des Zuführungsrohres (6) fliegend gelagert und dieser Prallplatte (13) eine zu dem Vermischungsraum (4) führende düsenartige Auslaßöffnung (15) nachgeordnet ist, und daß zwischen der Prallplatte (13) und der Auslaßdüse (15) eine Kammer (14) zwischengeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (19) zwischen Prallplatte und Auslaßdüse (15) von der Radialen abweichend bzw. etwa tangential gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vermischungsraum (4) in einem vorbestimmten Abstand nach der Auslaßdüsenöffnung (15) mit einer Verengung versehen ist, und daß die die Verengung bildende Einschnürung (20) zu ihren beiden Seiten kegelförmig verlaufende Wandungen (21,22) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Vermischungsvorrichtungen (2, 4, 6) dicht angrenzend nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgrenzungslinie (25) der in einer Vielzahl vorgesehenen Mischvorrichtungen (2,4, 6) einen kreisförmigen, viereckigen oder polygonalen Querschnitt beschreibt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentraler liegenden Auslaßöffnungen (15) im Durchmesser kleiner als die Auslaßöffnungen in den Randzonen vorgesehen sind.