DE2054605C2 - Vorrichtung zur unterbrochenen, verhältnisgleichen Einspeisung und Vermischung von drei flüssigen Komponenten in eine Mischkammer - Google Patents

Description

zurückgedrückte Flüssigkeitsvolumen die Impfsteile erneut, wobei eine Verdoppelung des Aktlvatoranteiles in der betreffenden Menge Polyol die Folge ist. Störungen der chemischen Reaktion zwischen den einzelnen Komponenten sind die unvermeidbare Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln» die bei beliebig häufigen Unterbrechungen des Förderstromes eine anteilmäßig absolut gleichbleibende gegenseitige Vermischung von unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten gewährleistet und die insbesondere für die Bereitung von Reakttonsgemischen für die Hersteliung von Polyurethanschäumen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird ertmdungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Vorratsbehälter 29 in der Druckausgleichsleitung 16 zwischen dem Ventil 19 und der Saugieltung 24 der Pumpe 11 angeordnet ist, und daß zwischen dem Vorratsbehälter 29 und der Saugleitung 24 - Leitung 30 - sowie zwischen der Vormischkammer 23 und der Abzweigung der Leitung 30 von der Saugieitung 24, jeweils ein Ventil 31, 32 mit voneinander anhängiger, umgekehrter Schaltstellung angeordnet ist.

Eine beispielhafte Ausführung einer solchen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der In der Anlage beigefügten Zeichnung näher erläutert:

Die Vorrichtung besteht aus dem Antriebsmotor 14, der die Pumpen 10, 12 und 11 über eine gemeinsame Welle 13 antreibt.

Die Pumpen haben bei eingeschaltetem Motor eine absolut synchrone Förderwirkung.

Die Vorrichtung Ist untergliedert in drei Leitungsstränge. Im linken Teil Ist der das Diisocyanat zu der Mischkammer 1 fördernde Leitungsstrang Hl dargestellt. Im mittleren Teil der Vormischstrang V für die Bereitung homogener Vormischungen auf Polyol und Aktivator. Im rechten Teil ist der Hauptmischstrang HX für die Zuführung homogen zusammengesetzter Mischungen aus Polyol und Aktivator zu der Mischkammer 1 dargestellt.

Die Funktion der vorgeschlagenen Vorrichtung ist durch eine Ventilsteuerung gekennzeichnet, die mit einem Vorratsbehälter 29 zusammenwirkt. Der Motor 14 und damit auch die Pumpen 10, 12 und 11 bleiben somit ständig In Betrieb.

Parallel zu jeder Pumpe Ist eine Emlastungsleitung 15, 17, 16 angeordnet, und es ergibt sich am Auslaß der jeweiligen Pumpe nur dann ein Druckanstieg, wenn die In der Emlastungsleitung befindlichen Ventile 18, 20, 19 geschlossen sind. Durch öetätigung dieser Ventile läßt sich somit In einer kürzest möglichen Zeltspanne das Drucknlveav hinter den Pumpen verändern. Die beiderseitigen Anschlüsse der Mischkammer 1 werden zweckmäßigerweise mit Speicherkolben ausgestattet, um eine absolut synchron verlaufende Einspritzung der beiden Flüssigkeiten In die Mischkammer 1 zu gewährleisten.

Der Grundbetrlebszustand der Vorrichtung kann wie folgt beschrieben werden:

In den Vorratsbehältern 5 für Diisocyanat, 7 für Aktivator und 3 für Polyol herrscht ein Überdruck von 5 kp/cm\ und dieser Überdruck wird zur selbsttätigen Förderung der jeweiligen Flüssigkeit zu den anschließenden Aggregaten genutzt.

Das Diisocyanat erreicht auf diese Welse die laufende Pumpe 10 und wird von dieser bei geschlossener» Absperrventil 18 In die Mischkammer 1 eingespritzt..

Der Aktivator wird von der Pumpe 12 aus dem Vorratsbehälter 7 entnommen und bei geschlossenem Ventil

S 20 durch die Druckleitung 6 in die Vormlschkarniner 23 gefördert, In die durch den Eigendruck des Vorratsbehäl-, ters 3 die erforderliche Menge Polyol selbsttätig einströmt. Beide Komponenten verhalten sich zueinander inert, und sie werden durch das Ventil 32 von der Pumpe 11 angesaugt, dosiert und bei geschlossenem Ventil 19 auf den erforderlichen Druck komprimiert und in die Mischkammer 1 eingespritzt. In dieser erfolgt öle gegenseitige Durchmischung mit dem Diisocyanat, wonach das Einfüllen in ein bereitgestelltes Formwerkzeug erfol-

ts gen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, gegebenenfalls das Einfüllen und das gegenseitige Durchmischen der Komponenten kontinuierlich und parallel zueinander verlaufend vorzunehmen. Die Unterbrechung dieses Durchmfschungs- bzw. FOlI-

Vorganges erfolgt durch das Öffnen 4er Ventile 18 und 19, was mit einem schlagartigen Drückabfali in den Druckleitungen 4 und 8 verbunden ist. Als Folge davon schließen sich die in den Einspritzdüsen der Mischkammer 1 angeordneten Ventile.

Die Pumpe 10 fördert nunmehr das Diisocyanat über die Druckausgleichsleitung 15 in einem Internen Kreislauf.

Die Pumpe 11 fördert das weiterhin in der Vormischkammer 23 erzeugte Vorgemisch aus dtm Aktivator und Polyol in den Vorratsbehälter 29. Das durch die Atmungserscheinungen der Druckleitung 8 zurückgedrängte Flüssigkeitsvolumen kann daher nicht in Richtung der Vormischkammer 23 expandieren, was mit einer Beeinträchtigung des Mischungsverhältnisses aus Aktivator und Polyol verbunden wäre. Die erneute Beschikkung der Mischkammer 1 bzw. die BefüHung des Vorratsbehälters 29 mit Vorgemisch kann durch erneute Betätigung der Ventile 18 und 19 fortgesetzt wertjen, bis ein maximaler Füllstand in dem Vorratsbehälter 29 erreicht ist.

Ist dieser Betriebszustand erreicht, dann wird durch Öffnen des Ventlles 20, Schließen des Ventiles 32 und Öffnen des Ventiles 31 die weitere Bereitung von Vormischung aus Aktivator und Polyol in der Vorratskammer 23 unterbrochen. Die Pumpe 11 fördert als Folge hiervon homogen zusammengesetztes Aktivator-Polyolgemisch über die Druckausgleichsleitung 16, das Ventil 19, den Vorratsbehälter 29 un das Ventil 31 in einem Internen Kreislauf. Die Beschickung der Mischkammer 1 aus dlesem Betriebszustand erfolgt durch Schließen der Ventile 18 und 19.

Bei Unterschreiten einer gewissen Mlndest-Füllmenge in derr Vorratsbehälter 29 werden die Ventile 20 und 31 geschlossen, was synchron zum Öffnen des Ventiles 32 erfolgt. Der Arbeitszyklus kann damit von neyem beginnen.

Die mit der Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen Insbesondere darin, daß aus dem Mischkopf 1 beliebig große, homogen zusammengesetzte Reaktlonsmischungen entnommen werden können, und daß die Förderung bei absolut gleichmäßiger Zusammensetzung beliebig häufig unterbrochen werden kann. Für die Herstellung von Schaum-Formtellen unterschiedlicher Größe aus Polyurethan ist dieser Vorteil von erheblichem Gewicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Aus der. Länge der Druckausgletchsleltung ergibt sich

Patentanspruch: ·. . ' '€* eine zeitliche -Verzögerung in der gegenseitigen Anpas

sung des innendnickes in dem Reseryebehälier und in Vorrichtung zur unterbrochenen, verhältnisgleichen der Wasserleitung.

Einspeisung und Vermischung von drei flüssigen s Diese zeitliche Verzögerung kann relaUye-Konzentra-Komponenten in eine Mischkammer, mit Vönfatibe- tlonsveränderungen hinsichtlich der zugegebenen Impfhältem für die Komponenten, von denen zwei Druck- flüssigkeit zur Folge haben, wenn große Wassermengen leitungen mit jeweils einer Pumpe und einer mit entnommen werdeni im Vergleich zur Entnahme geringer einem Ventil versehene Druckausgleichsleitung Wasserrnengen, Außerdem ist eine Vorrichtnng dieser haben, wobei eine dieser Druckleitungen mit der io Art dann nicht mit einer ausreichenden Genauigkeit Mischkammer verbunden Ist, während die andere zu anwendbar, wenn die in dem Leitungssystem auftreteneiner Vormischkammer führt, die einerseits über eine den Spitzendrücke Atmungserscheinungen der Leitungs-Druckleltung mit dem dritten Vorratsbehälter verbun- teile zur Folge haben.

den und andererseits an eine mit DnickaÜsglelchslel- Aus US-PS 34 76 137 Ist eine Impfeinrichtung für Was-

tung und Ventil versehene Pumpe angeschlossen Ist, ss serleltungen bekannt, bei der ein Chemikalienbehälter sowie mit einem die Pumpen über eine gemeinsame parallel zur Hauptleitung In einer Bypäßleltung angeord-Welle antreibenden Motor, dadurch gekenn- net ist. Die Bypaßleltung ist gegenüber/der Hauptleitung zeichnet, daß ein Vorratsbehälter (29) In der Druck- an beiden Enden durch Rückschlagventile gesichert, so ausgleichsleitung (16) zwischen dem Ventil (19) und daß ein Durchströmen nur parallel zur allgemeinen der Saugl^jtung (24) der Pumpe (11) angeordnet ist 20 Fließrichtung möglich ist. Das Arbeitsprinzip beruht dar- und daß zwischen dem Vorratsbehälter (29) und der auf, daß ein Druckanstieg in der Hauptleitung sich am Saugleitung (24) - Leitung (30) - sowie zwischen der Einlaß des Bypasses früher bemerkbar macht ais am Vormischkammer (23) und der Abzweigung der Lei- Auslaß. Diese Erkenntnis wird gemäß US-PS 34 76 137 tung (30) von der Saugleitung (24) jeweils ein Ventil zur Durchführung des Impfvorganges ausgenutzt. Dabei (31, 32) mit voneinander abhängiger, umgekehrter 25 muß allerdings eine sehr große relative Ungenauigkeit in Schaltstellung angeordnet ist. Kauf genommen werden, wenn große strömende Wasser

mengen aus der Hauptleitung entnommen werden sollen

Im Vergleich zur kurzzeitigen Entnahme kleiner Mengen. Zu einer Überdosierung des Wassers mit der Chemi-30 kalienlösung kann es bei einer solchen Einrichtung dane-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur unterbro- ben auch dann kommen, wenn das Druckniveau des chenen, verhältnisgleichen Einspeisung und Vermi- Wassers Spitzenhöhen einer Größenordnung erreicht, bei schung von drei flüssigen Komponenten in einer Misch- der Atmungserscheinungen des Leitungssystems auftrekammer, mit VorrntsbehEilecn für die Komponenten, ten, weil in diesen Fällen bereits mit der Chemikalienlövon denen zwei Druckleitungen nü' jeweils einer Pumpe 35 sung geimpftes Wasser an der Impfstelle vorbei in das und einer mit einem Ventil versehenen Druckausgleichs- Netz zurückgepreßt wird.

leitung haben, wobei eine dieser Druckleitungen mit der Eine solche Problematik ist zwar in den üblichen Was-

Mischkammer verbunden ist, während die andere zu Serleitungsnetzen nicht gegeben. Sie führt aber bei einer Vormischkammer führt, die einerseits über eine bestimmten technischen Mischeinrichtungen sehr leicht Druckleitung mit dem dritten Vorratsbehälter verbunden 40 zu Überdosierungen und damit zu Fchlmischungen, bei- und andererseits an eine mit Druckausgleichsleitung und spielsweise in Mischeinrichtungen für Polyurethangrund-Ventil versehene Pumpe angeschlossen ist, sowie mit stoffe.

einem die Pumpen über eine gemeinsame Welle antiel- Polyurethane entstehen bekanntlich durch Umsetzen

benden Motor. eines Diols und eines Diisocyanates in Gegenwart eines

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus DE-AS 11 53 153 45 Aktivators. Einzelheiten können aus »Angewandte Chebekannt. Zur Erzielung einer spontanen Absenkung des mie« Verlag Chemie GmbH, Welnheim/Bergstraße, SeI-Druckes in der Druckleitung werden die Entlastungsven- ten 7 und 9 ersehen werden. Hinsichtlich der Herstellung tile parallel zum Abschalten der Pumpen geöffnet. Dabei solcher Polyurethanschäume besteht zunächst die findet jedoch ein Druckanstieg in der Saugleitung statt, Schwierigkeit, daß- nur eine sehr kurze Zeitspanne zwlder sich In Form einer Rückströmung des Gemisches 50 sehen dem gegenseitigen Vermischen der Komponenten durch die Vormischkammer hindurch In Richtung der und dem Einsetzen der chemischen Reaktion zur Verfü-Vorratsbehälter auswirkt. Die Menge des dabei In die gung steht, in der das Reaktionsgemisch in die Form einverschiedenen Einzelanschlüsse eingepreßten Gemisches gebracht sein muß. Um diese kurze Zeitspanne nicht ist sehr unterschiedlich und es kommt deshalb nach dem noch durchlange Füllzelten der Mischkammer zu schmäerneuten Einschalten der Pumpen In der Vormlschkam- 55 lern, werden deshalb insbesondere für die Herstellung mer zu einer Überdosierung mit derjenigen Elnzelkom- großer Schaumformteile sehr hohe Betriebsdrücke In den ponente, In deren Düse das geringste Volumen des Zuführleitungen der Mischkammer angewendet, bel-Gemlsches zurückgepreßt wurde. Die Abgabe kleiner spielsweise Drücke zwischen 100 und 200 kp/cm². Diese Mengen des erzeugten Gemisches mit einem genauen Drücke haben bei einer diskontinuierlichen Förderung Mischungsverhältnis Ist deshalb mit einer solchen Vor- 60 Atmungserscheinungen der Rohrleitungen zur Folge, die richtung nicht möglich. Rückströmungen In Richtung der Vorratsbehälter verar-

Aus AT-PS 2 12 231 Ist eine Vorrichtung zum gleich- Sachen. Bei Polyurethan-Schaumanlagen ergibt sich dabei mäßigen Versetzen von Leitungswasser mit einer Phos- Insofern eine Schwierigkeit, als das Polyol in einem ObH-phatlösung bekannt. Die Phosphatlösung 1st In einem chen Verhältnis von 10: 1 mit dem Aktivator in einem Reservebehälter untergebracht, und zwischen dem Reser- 65 Vormlschstrang versetzt wird, wobei sich aus verschledevebehälter und dem Innenraum der zu Impfenden Was- nen Gründen die vorgenannte Rückströmung ausschlleßserleltung Ist ein Rückschlagventil angeordnet sowie eine Hch in Richtung des Polyol-Reservebehälters auswirkt. Druckausgleichsleitung mit einem Rückschlagventil. Bei erneut einsetzender Förderung passiert dieses