DE2707731A1

DE2707731A1 - DEVICE FOR THE PRODUCTION OF MULTI-COMPONENT PLASTICS, IN PARTICULAR POLYURETHANE

Info

Publication number: DE2707731A1
Application number: DE19772707731
Authority: DE
Inventors: Fritz W Schneider
Original assignee: Elastogran GmbH
Current assignee: BASF Polyurethanes GmbH
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1978-08-24
Also published as: JPS53105598A; FR2382042A1

Description

RArFAY d>RArFAY d>

PATENTANWÄLTE „ π η π rl Λ ιPATENT Attorneys "π η π rl Λ ι

HAMBURG-MÖNCHEN L f U / / V IHAMBURG-MÖNCHEN L f U / / VI

DIPL.-INQ. VINCENZ ν. RAFFAVDIPL.-INQ. VINCENCE ν. RAFFAV

dl, Februar 1977 oipl.-chem. db.hans d. boeters dl, February 1977 oipl.-chem. db.hans d. boeters

POSTADRESSE: POSTFACH 41OO 2OOO HAMBURQ 13POSTAL ADDRESS: POST BOX 41OO 2OOO HAMBURQ 13

Elastogran Maschinenbau unsereakte: 2oll/193Elastogran Maschinenbau our file: 2oll / 193

GmbH 1 Co. v.R./RGmbH 1 Co. v.R./R

Mitterstrassweg
Strasslach vor MünchenMitterstrassweg
Strasslach before Munich

Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponenten-Kunststoffen, insbesondere Polyurethan.Device for the production of multi-component plastics, in particular polyurethane.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponenten-Kunststoffen, insbesondere Polyurethan, mit einer Mischkammer, der jede Komponente getrennt durch je eine Dosierpumpe zugeführt wird, der ein volumetrisches Meßwerk nachgeschaltet ist.The invention relates to a device for the production of multi-component plastics, in particular polyurethane, with a mixing chamber to which each component is fed separately by a metering pump, which is a volumetric Measuring mechanism is connected downstream.

Bei der Verarbeitung von flüssigen Reaktionsharzen zur Herstellung derartiger Mehrkomponenten-Kunststoffe müssen zur Erzielung einer hochwertigen und gleichbleibenden Qualität die Rezepturen der Gemische der einzelnen Komponenten, bei Polyurethan beispielsweise Polyol oder Isocyanat sowie eventuell weitere Zusätze in sehr engen Toleranzen gehalten werden. Diese Toleranzen werden durch die chemischen Anforderungen vorgegeben. Die genaue Einhaltung ist insbe-When processing liquid reaction resins for the production of such multi-component plastics the recipes of the mixtures of the individual components to achieve a high-quality and consistent quality, in the case of polyurethane, for example, polyol or isocyanate and possibly other additives are kept within very narrow tolerances will. These tolerances are given by the chemical requirements. Exact compliance is particularly important

809834/0U2809834 / 0U2

KANZLEI: β E F F C K E N S TRASSE β ■ TELEFON: (O4O) 47 ΘΟ 23 · TELEaRAMMErPATFAY₁HAMBUROOFFICE: β EFFCKENS TRASSE β ■ TELEPHONE: (O4O) 47 ΘΟ 23 · TELEaRAMMErPATFAY ₁ HAMBURO

sondere bei technischen Teilen mit hohen Qualitätsansprüchen erforderlich.Particularly required for technical parts with high quality requirements.

In der Praxis wird zur Zeit mit manuell verstellbaren Dosierpumpen gearbeitet, die die Komponenten zu den Mischkammern fördern. Die Konstanz der Fördermenge wird über möglichst genaue Temperaturführung der Komponenten zur Erzielung einer gleichbleibenden Viskosität, Konstanthaltung der Drücke im Kreislauf bei verschiedenen Betriebsarten und periodische Überprüfung der Volumenströme durch Abziehen und Wiegen von Mengen über eine bestimmte Zeit, d.h. durch Eichen, zu erreichen versucht. Diese Verfahren sind aufwendig, bedingen nur eine entsprechend relative Genauigkeit und Konstanz und sind insbesondere mit Betriebsunterbrechungen verbunden.In practice, manually adjustable metering pumps are currently being used to deliver the components to the Promote mixing chambers. The constancy of the delivery rate is via the most precise temperature control of the components to achieve a constant viscosity, keeping the pressures in the circuit constant in different operating modes and periodic checking of the volume flows by subtracting and weighing quantities over a certain period of time, i.e. through calibration. These Processes are complex, require only a correspondingly relative accuracy and constancy and are particular associated with business interruptions.

Es wurde auch schon versucht, mit Meßwerken wie Zahnradzählern, Ovalradmessern und anderen volumetrischen Meßwerken eine kontinuierliche Messung durchzuführen. Dabei wurde festgestellt, daß die erforderliche Meßgenauigkeit nicht erreicht werden konnte, da die an sich notwendige Präzision bei den für den Betrieb erforderlichen Systemdrücken in der Größenordnung von loo bis 2oo bar und den stark schwankenden Viskositäten mit den marktbekannten Geräten nicht zu erreichen war.Attempts have also been made to carry out continuous measurement with measuring mechanisms such as gear counters, oval gear knives and other volumetric measuring mechanisms. Included it was found that the required measurement accuracy could not be achieved, because that is necessary per se Precision in the system pressures required for operation in the order of magnitude of 100 to 200 bar and the strongly fluctuating viscosities could not be achieved with the devices known on the market.

Theoretisch wäre es möglich, durch höchste Präzision ausreichende Genauigkeit zu erzielen. Derartige Geräte sind aber überdurchschnittlich teuer in der Herstellung, haben hohe Reibungswiderstände, was zu einem hohen Druckverlust führt, und sind sehr anfällig hinsichtlich Verschleiß und Verschmutzung. Für die Praxis ist eine derartige Lösung daher nicht brauchbar.Theoretically, it would be possible to achieve sufficient accuracy through the highest precision. Such devices are but above average expensive to manufacture high frictional resistance, which leads to a high pressure loss, and are very susceptible to wear and tear Pollution. Such a solution is therefore not useful in practice.

809834/0442809834/0442

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der durch laufende exakte Messung der Fließströme eine überwachung der Rezepturverhältnisse und/oder eine Nachregulierung der Förderströme zur Erzielung gewünschter und optimaler Reaktionsverhältniese möglich ist.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the outset, in which by continuous exact measurement of the flow currents, monitoring of the formulation ratios and / or readjustment of the Flow rates to achieve the desired and optimal reaction ratios is possible.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Meßwerk mit einem Servomotor ausgerüstet ist, dessen Drehmoment durch Druckmessung stromauf und stromab von dem Meßwerk derart geregelt wird, daß vor und nach dem Meßwerk gleiche Druckverhältnisse vorliegen.This object is achieved in that the measuring mechanism is equipped with a servomotor whose torque is measured by pressure is regulated upstream and downstream of the measuring unit in such a way that the same pressure conditions before and after the measuring unit are present.

Durch die Verwendung eines in der genannten Weise gesteuerten Servomotors werden die Reibungsverluste in dem Meßwerk überwunden und für eine Konstanz der Fördermengen gesorgt. "Leckströme¹¹, die im wesentlichen durch Druckunterschiede hervorgerufen werden, treten nicht mehr auf. Die Genauigkeit der Meßwerke wird durch diese Maßnahme praktisch erheblich gesteigert.By using a servomotor controlled in the manner mentioned, the friction losses in the measuring mechanism are overcome and the delivery rates are kept constant. "Leakage currents ¹¹ , which are essentially caused by pressure differences, no longer occur. The accuracy of the measuring mechanisms is practically increased considerably by this measure.

Bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist nicht nur die gewünschte Konstanz und Einhaltung der Rezepturverhältnisse möglich, sondern es findet eine laufende und genaue kontinuierliche Messung der Förderströme statt. Dieses eröffnet viele weitere Möglichkeiten. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann beispielsweise derart ausgebildet werden, daß an das Meßwerk ein Drehzahlmesser angeschlossen ist, der den momentanen Istwert in einen Dosierpumpenregler eingibt, der durch Ist-Soll-Wert-Vergleich eine Nachregelung der Dosierpumpe durchführt. Hierdurch ist eine automatische Nachstellung der Dosierpumpen möglich. Auch ist es möglich, durch Eingabe von wahlweise unterschiedlichen Sollwerten und Abgleich der Istwerte über den Dosierpumpenregler die Rezeptur von Schuß zu Schuß (Mischung zu Mischung) exakt zuIn the case of devices of the type mentioned at the outset, it is not only the desired constancy and compliance with the formulation ratios that is important possible, but there is an ongoing and precise continuous measurement of the flow rates. This opens up many more possibilities. The device according to the invention can be designed, for example, in such a way that a tachometer is connected to the measuring mechanism, which enters the current actual value into a metering pump controller, which carries out readjustment of the dosing pump by comparing the actual / target value. This is an automatic Adjustment of the dosing pumps possible. It is also possible to enter different setpoints as required and comparison of the actual values via the metering pump controller to exactly match the recipe from shot to shot (mixture to mixture)

809834/0U2809834 / 0U2

verstellen. Die Vorrichtung kann damit an ein integriertes Regel- und Steuersystem, d.h. an einen Prozeßrechner, angeschlossen werden.adjust. The device can thus be connected to an integrated regulation and control system, i.e. to a process computer, be connected.

Grundsätzlich ist es möglich, die Lehre der Erfindung auch auf anderen technischen Gebieten einzusetzen, bei denen entsprechende Probleme bei volumetrischen Meßwerken oder dergl. auftreten.In principle, it is possible to use the teaching of the invention in other technical fields in which corresponding problems with volumetric measuring mechanisms or the like. Occur.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.Further advantages and details of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt ein Schema einer Vorrichtung nach der Erfindung. Es ist lediglich die Förderstrecke von einem Vorratsbehälter 1 zu einer nicht gezeigten Mischkammer für eine Komponente dargestellt. Die Förderung und Regelung der anderen Komponente erfolgt entsprechend.The single figure shows a diagram of a device according to the invention. It's just the conveyor line from a storage container 1 to a mixing chamber, not shown, for a component. The promotion and The other component is regulated accordingly.

Von dem Behälter 1 führt eine Leitung 2 über einen Filter zur Dosierpumpe 4, die regelbar ist. Von der Dosierpumpe 4 führt eine Leitung 5 zu dem volumetrischen Meßwerk 14 und von dort als Leitung 15 zur Mischkammer.A line 2 leads from the container 1 via a filter to the dosing pump 4, which is adjustable. A line 5 leads from the metering pump 4 to the volumetric measuring mechanism 14 and from there as line 15 to the mixing chamber.

Stromauf von dem Meßwerk 14 ist bei 6 eine Abzweigung in Form einer Leitung 7 vorgesehen, die zu einem Druckmesser 8 führt. Entsprechend ist stromabwärts bei 12 eine LeitungUpstream of the measuring mechanism 14, a branch in the form of a line 7 is provided at 6, which leads to a pressure gauge 8 leads. Similarly, there is a line downstream at 12

11 vorgesehen, die zu einem zweiten Druckmesser 13 führt.11 is provided, which leads to a second pressure gauge 13.

Das volumetrische Meßwerk ist mit einem Servomotor Io ausgerüstet, der durch einen Drehmomentenre^ler <i geregelt wird. Der Drehmomentenregler 9 wird durch die Druckmesser 8 und 13 verstellt und zwar derart, daß der Druck bei 6 undThe volumetric measuring mechanism is equipped with a servomotor Io which is regulated by a torque controller will. The torque regulator 9 is adjusted by the pressure gauges 8 and 13 in such a way that the pressure at 6 and

12 gleich gehalten wird.12 is kept the same.

Weiterhin ist das Meßwerk 14 mit ^m-n • r'.-nza'i ι messer ?jrFurthermore, the measuring mechanism 14 with ^ m-n • r '.- nza'i ι knife? Jr

809834/0442809834/0442

Istwertfeststellung versehen. Die Dosierpumpe 4 ist mit einem Dosierpumpenregler 16 ausgerüstet, der durch Ist-Soll -Wert -Vergleich eine Regelung der Dosierpumpe durchführen kann.Provide actual value determination. The metering pump 4 is with equipped with a metering pump controller 16, which controls the metering pump by comparing the actual / target value can.

Die erfindungsgemäße Mengenmessung und Regelung kann also nicht nur benutzt werden, um für konstante Fördermengen zu sorgen und damit die gewünschte Rezepturgenauigkeit sicherzustellen, sondern es ist auch möglich, in der geschilderten Weise eine Verstellung der Dosierpumpe durchzuführen, um so für eine automatische Nachstellung und Veränderung der Rezeptur in einer vorgegebenen gewünschten Weise zu sorgen.The quantity measurement and regulation according to the invention can therefore not only be used for constant delivery quantities to ensure and thus to ensure the desired recipe accuracy, but it is also possible in the described Way to carry out an adjustment of the metering pump in order to allow for an automatic readjustment and change to provide the recipe in a predetermined desired manner.

809834/0U2809834 / 0U2

Claims

1. Device for the production of multi-component plastics, especially polyurethane, with a mixing chamber that separates each component by 1g of a metering pump is supplied, which is followed by a volumetric measuring mechanism, characterized in that the measuring mechanism (14) is equipped with a servomotor (lo) whose torque is measured by pressure measurement upstream and downstream of the Measuring unit is regulated in such a way that the same pressure conditions exist before and after the measuring unit.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a tachometer (17) is connected to the measuring mechanism (14) which enters the current actual value into a metering pump controller (16), which readjusts by comparing the actual value and the setpoint value the dosing pump (4).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the tachometer (16) as a digital or analog pulse generator is trained.

809834/0442809834/0442

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED