DE2847504A1 - Polyurethane reagents mixing head - in which mix flows through valve with tapered section but allowing passage of purging piston - Google Patents
Polyurethane reagents mixing head - in which mix flows through valve with tapered section but allowing passage of purging pistonInfo
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Abstract
Description
Mischkopf zum Mischen von wenigstens zwei fließfähigen Mixing head for mixing at least two flowable
Materialkomponenten Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Vermischein von mindestens zwei fließfähigen Materialkomponenten, insbesondere zur IIerstellung von Polyurethanformlingen, mit einer Mischkammer, in die mindestens zwei Eintrittsöffnungen (Düsen) für die Materialkomponenten münden und in der ein Reinigungsstößel axial verscliebbar ist, und mit einem in der Misclkammer vor einer Austrittsöffnung angeordneten Drosselscllieber. Material Components The present invention relates to a mixing head for mixing at least two flowable material components, in particular for the production of polyurethane moldings, with a mixing chamber in which at least two inlet openings (nozzles) for the material components open and in the one Cleaning ram is axially lockable, and with one in the Misclkammer in front of one Outlet opening arranged throttle valve.
Bei einem bekannten Mischkopf (DE-OS 2 612 812 treten die beiden Materialkomponenten über radialgerichtete Düsen in eine zylindrische Mischkammer ein. Zur Beendigung eines Mischtaktes wird der in der Mischkammer axial erschiebbare Reinigungs- stößel in Austrittsrichtung der gemischten Komponenten versc,oben. In dem Auslaßstück des Mischkopfes, dessen freier Querschnitt etwa dem Querschnitt des Reinigungsstößels entspricht, ist ein quer zu der Führungsbohrung des Reinigungsstößels hin- und hervers chiebl)arer Drosselschieber angeordnet, der einen Durchgang bzw. Durchlaß aufweist, dessen Querschnitt mindestens dem Quersclanitt des Reinigungsstößels entspricht.In a known mixing head (DE-OS 2 612 812, the two material components occur into a cylindrical mixing chamber via radially directed nozzles. To end of a mixing cycle, the cleaning agent, which can be moved axially in the mixing chamber, is plunger in the exit direction of the mixed components versc, above. In the outlet piece of the Mixing head, the free cross-section of which is approximately the cross-section of the cleaning plunger corresponds to a back and forth transversely to the guide bore of the cleaning plunger chiebl) arer throttle slide is arranged, which has a passage or passage, whose cross-section corresponds at least to the transverse clanity of the cleaning plunger.
Der Drosselscbieber weist' auf seiner zum Auslaufstück weisenden Seite eine Längsnut auf, so daß der Durchlaß in jeder Stellung des Drosselschiebers die Mischkammer mit dem Auslaufstück bzw. der Austrittsöffnung des Mischkopfes verbindet.The Drosselscbieber points' on its side facing the outlet piece a longitudinal groove so that the passage in every position of the throttle slide Mixing chamber connects to the outlet piece or the outlet opening of the mixing head.
Der quer verschiebbare Drosselschieber ermöglicht die Einstellung des Miscllkammerdruckes durch Änderung des Durchströmquerschnittes zwischen dem Durchgang des Drosselschiebers und der umgebenden Wandung der Führungsbohrung für den Drosselschieber.The diagonally slidable throttle slide enables the setting the waste chamber pressure by changing the flow cross-section between the Passage of the throttle slide and the surrounding wall of the guide hole for the throttle slide.
Der Durchgang des Drosselschiebers ermöglicl,t ferner eine gewisse Nachvermischung. Beim Mischen der Komponenten ist der Drosselschieber geschlossen, d. h. der Drosselschieber gibt nur eine kleine Durchgangsöffnung frei. Dadurch spritzt das Material aus der Mischkammer, in der ein hoher Druck aufgebaut ist, mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in den Durchgang bzw.The passage of the throttle slide also enables a certain amount of pressure Post-mixing. When the components are mixed, the throttle slide is closed, d. H. the throttle slide releases only a small passage opening. This splashes the material from the mixing chamber, in which a high pressure is built up, with high Flow velocity in the passage or
Durchgangsraum, wodurch eine starke Verwirbelung verursacht, aber wegen der Quers chnitts erweiterung die Strömungs ges chwindigkeit sogleich vermindert wird.Passage space, which causes a strong turbulence, but Due to the widening of the cross-section, the flow velocity is immediately reduced will.
Im nachfolgenden Auslaufstück wird die Strömungsgeschwindigkeit weiterhin herabgesetzt, so daß die für ein blasenfreies Formgießen oder Formspritzen erforderliche laminare Strömung des Gemisches entsteht.In the following outlet section, the flow velocity continues reduced, so that the required for a bubble-free molding or injection molding laminar flow of the Mixture is created.
Die bekannte Vorrichtung zeichnet sich durch eine aufwendige Konstruktion aus, bei der insbesondere Dichtungsproblellle auftreten.The known device is characterized by a complex construction in which especially sealing problems occur.
Die Dichtungsprobleme entstehen vor allem im Bereich der genannten Längsnut auf der zum Auslaufstück weisenden Seite des Schiebers, die nach außen durch eine bis zur Bohrung des Auslaufstückes reichende Feder abgedichtet ist.The sealing problems arise primarily in the area of the aforementioned Longitudinal groove on the side of the slide facing the outlet piece that faces outwards is sealed by a spring reaching up to the bore of the outlet piece.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mischkopf zu schaffen, der stich bezüglich des Drosselschiebers durch einfachste, aber - was die Durchmischung, die Einstellbarkeit des Druckes in der Mischkammer sowie die Erzielung einer laminaren Strömung des Gemisches im Auslaßstück des Mischkopfes angeht - dennoch wirkungsvolle Konstruktion auszeichnet, die insbesondere eine leichte und zuverlässige Abdichtung des Drosselschiebers nach außen hin gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a mixing head create, the stab at the throttle slide through the simplest, but - what the mixing, the adjustability of the pressure in the mixing chamber and the Achieving a laminar flow of the mixture in the outlet piece of the mixing head is concerned - but it is characterized by an effective construction, especially a light one and reliable sealing of the throttle slide to the outside guaranteed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Drosselschieber als Drehschieber mit einem Durchgang ausgebildet ist, dessen freier Querschnitt in Richtung der Austrittsöffnung der Mischkammer etwa kontinuierlich zunimmt, wobei der Querschnitt der dem Reinigungsstößel zugewandten Öffnung des Durchganges etwa dem Querschnitt des Reinigungsstößels entspricht.This object is achieved in that the throttle slide is a rotary slide valve is formed with a passage, the free cross section of which in the direction of the outlet opening the mixing chamber increases approximately continuously, the cross section of the cleaning plunger facing opening of the passage corresponds approximately to the cross section of the cleaning plunger.
Durch die Ausbildung eines Drosselschiebers als Drehschieber wird ein gesonderter Zylinder entbehrlich, wie er z. B. bei dem bekannten Mischkopf mit dem quer zum Auslaufstück hin- und zerverschiebbaren Drosselschieber notwendig ist.By designing a throttle valve as a rotary valve a separate cylinder can be dispensed with, as it is, for. B. with the known mixing head the throttle slide that can be moved back and forth across the outlet piece is necessary.
Dadurch verringern sich auch die Dichtungsprobleme, da bei dem erfindungsgemäßen, im Gehäuse des Mischkopfes drehbar gelagerten Drosselschieber zur Abdichtung lediglich zwei 0-Hinge oder dergl. erforderlich sind.This also reduces the sealing problems, since in the inventive, Throttle slide rotatably mounted in the housing of the mixing head for sealing purposes only two 0-hinge or the like are required.
Die kontinuierliche Erweiterung des Querschnittes des Drosselschieberdurchganges macht eine Längsnut etc. - wie sie bei dem bekannten Mischkopf nach der DE-OS 2 612 812 vorgesehen ist -entbehrlich. Dabei ist zu berücksichtigen, daß eine solche Längsnut einen sogenannten " Totraum" bildet, in dem sich sehr leicht Material ansammelt, das noch während des Ausströmungsvorganges bereits auszuhärten beginnt und die Verschiebung des Drosselschiebers behindert. Man spricht hierbei auch von einem sog.The continuous expansion of the cross-section of the throttle slide passage makes a longitudinal groove, etc. - as in the known mixing head according to DE-OS 2 612 812 is not required. It should be noted that such Longitudinal groove forms a so-called "dead space" in which material easily collects, which already begins to harden during the outflow process and the shift the throttle slide obstructed. One speaks here of a so-called.
" Verkleben " des Drosselschiebers."Gluing" the throttle slide.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Durchganges im Drosselschieber entstehen keine von der Strömung nur schlecht erfaßbaren bzw. vollkommen abseits gelegenen " Toträume" . Die Gefahr eines Verklebens ist erheblich vermindert.In the inventive design of the passage in the throttle slide there are none that are difficult to grasp or completely apart from the flow located "dead spaces". The risk of sticking is considerably reduced.
Im übrigen wird durch die kontinuierliche Erweiterung des freien Querschnittes des Schieberdurchganges der Vorteil erzielt, daß der Ausströmungsquerschnitt des Durchgangs in jeder Drosselstellung des Drosselschiebers größer ist als sein Einströmquerschnitt. Dies trägt zur Beruhigung der Strömung erheblich bei.In addition, the continuous expansion of the free cross-section the slide passage the advantage that the outflow cross-section of the Passage in each throttle position of the throttle slide is larger than its inflow cross-section. This contributes significantly to calming the flow.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachstehenden Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der anliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben.Further features and advantages of the present invention are set out in FIGS Subclaims and in the following description of two preferred exemplary embodiments described with reference to the accompanying schematic drawings.
Es zeigen: Fig. 1 einen Teil des erfindungsgemäßen Mischkopfes mit einem Drehschieber in Drosselstellung im Querschnitt, Fig. 2 den Mischkopf nach Fig. 1 mit geöffnetem Drehschieber im Querschnitt, Fig. 3 einen Teil einer zweiten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Mischkopfes mit einem Drehschieber in geöffneter Stellung im Querschnitt, und Fig. 4 den Drehschieber gemäß den Fig. 1 bis 3.Show it: Fig. 1 shows a part of the invention Mixing head with a rotary valve in the throttle position in cross section, Fig. 2 the Mixing head according to FIG. 1 with an open rotary valve in cross section, FIG. 3 shows a part a second embodiment of the mixing head according to the invention with a rotary valve in the open position in cross section, and FIG. 4 shows the rotary valve according to FIGS. 1 to 3.
In den Fig. 1 bis 4 sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In FIGS. 1 to 4, the same parts are given the same reference numerals Mistake.
Der als Ausführungsbeispiel gezeigte Mischkopf 11 dient zum innigen Vermischen von fließenden bzw. strömenden Materialkomponenten. Die beiden Materialkomponenten werden über nicht dargestellte Zuführungsleitungen in den Mischkopf 11 eingeführt, und zwar in eine hier zylindrische Mischkammer 13. Aus dieser Mischkammer 13 strömt der aus den beiden Komponenten bestehende Werkstoff in Richtung des Pfeiles 27 aus.The mixing head 11 shown as an embodiment is used for intimate Mixing of flowing or flowing material components. The two material components are introduced into the mixing head 11 via feed lines (not shown), namely in a cylindrical mixing chamber 13 here. From this mixing chamber 13 flows the material consisting of the two components in the direction of arrow 27.
Der Mischkammer 13 sind bei dem gezeigten Beispiel Ventilstößel 15 und 16 zugeordnet. Diese sind mit einem sich in Längsrichtung derselben erstreckenden zentrischen Strömungskanal 17 bzw. 18 versehen. Die Strömungskanäle 17, 18 weisen radiale Düsen 23, 24 für die Zuführung der Komponenten in die Mischkammer auf. Die DUsen 23 und 24 sind dabei so gerichtet, daß die eintretenden Materialströme entgegen der Ausströmrichtung gemäß Pfeil 27 führen.In the example shown, the mixing chamber 13 consists of valve tappets 15 and 16 assigned. These are with one extending in the longitudinal direction of the same central flow channel 17 and 18, respectively. The flow channels 17, 18 have radial nozzles 23, 24 for feeding the components into the mixing chamber. the Nozzles 23 and 24 are directed so that the incoming material flows in the opposite direction the outflow direction according to arrow 27.
An der Mischkammer 13 ist ein Reinigungsstößel 25 in Axialrichtung verschiebbar. Dieser begrenzt in zurückgezogener Stellung die Mischkammer 13 in Richtung der einströmenden Komponenten. Nach dem Austrag des Materials wird die Mischkammer 13 durch Verschiebung des Reinigungsstößels 25 in Richtung des Pfeiles 27 gereinigt.On the mixing chamber 13 there is a cleaning plunger 25 in the axial direction movable. In the retracted position, this limits the mixing chamber 13 in Direction of the inflowing components. After the material has been discharged, the Mixing chamber 13 by moving the cleaning plunger 25 in the direction of the arrow 27 cleaned.
An die im Gehäuse 26 des Mischkopfes 11 gebildete Mischkammer 13 schließt sich ein Auslaßstück 19 mit einer Austrittsöffnung 14 an. In diesem ist vor der Austrittsöffnung 14 ein Drehschieber 10 angeordnet, der im Gehäuse 26 des Mischkopfes 11 um eine Achse 29 drehbar gelagert ist. Der Drehschieber 10 weist einen Durchgang 20 auf, dessen freier Querschnitt in Richtung der Austrittsöffnung 14 der Mischkammer etwa kontinuierlich, in den Fig. 1 bis 4 kegelstumpfartig zunimmt. Der Querschnitt der dem Reinigungsstößel 25 zugewandten Öffnung 21 des Durchganges 20 entspricht etwa dem Querschnitt des Reinigungsstößels 25. Dadurch ist es möglich, daß der Reinigungsstößel 25 bis zur Austrittsöffnung 14 des Auslaßstückes 19 verschiebbar ist, wenn der Drehschieber 10 sich in Durchlaßstellung befindet (Fig. 2). Der Kegelwinkel des Durchganges 20 beträgt hier etwa 10°.The mixing chamber 13 formed in the housing 26 of the mixing head 11 closes an outlet piece 19 with an outlet opening 14 adjoins. This is before the Outlet opening 14 a rotary valve 10 is arranged in the housing 26 of the mixing head 11 is rotatably mounted about an axis 29. The rotary valve 10 has a passage 20, whose free cross section in the direction of the outlet opening 14 of the mixing chamber approximately continuously, increasing in the manner of a truncated cone in FIGS. The cross section corresponds to the opening 21 of the passage 20 facing the cleaning plunger 25 approximately the cross section of the cleaning plunger 25. This makes it possible that the cleaning plunger 25 is displaceable to the outlet opening 14 of the outlet piece 19 when the rotary valve 10 is in the open position (Fig. 2). The taper angle of the passage 20 is about 10 ° here.
In Fig. 1 ist der als Drehschieber 10 ausgebildete Drosselschieber in seiner Drosselstellung dargestellt. In dieser Stellung ist der Einströmquerschnitt des Durchganges kleiner als der Ausströmquerschnitt. Das in der Mischkammer 13 unter Druck stehende Komponentengemisch tritt mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch den relativ engen Einströmquerschnitt in den Durchgang 20, wodurch eine starke Verwirbelung und gute Nachvermischung verursacht wird. In dem Durchgang 20 wird wegen der Quers chnittserweiterung die Strömungs geschwindigkeit aber sogleich vermindert. Das nachvermischte Gemisch tritl dann eben- falls mit relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit aus dem Durchgang 20 in das Auslaßstück 19 aus. Dadurch, daß der Ausströmquerschnitt des Durchganges 20 aufgrund der kegelstumpfartigen Ausbildung etwas größer ist als' der Einströmquerschnitt, ist die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Durchgang 20 ausströmenden Gemisches etwas geringen'als die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Mischkammer 13 in den Durchgang 20 strömenden Gemisches. Dadurch wird die Strömung beruhigt. Eine weitere Beruhigung der Strömung wird in dem Auslaßstück 19 erreicht.In Fig. 1, designed as a rotary slide valve 10 is the throttle slide shown in its throttle position. The inflow cross-section is in this position of the passage smaller than the outflow cross-section. That in the mixing chamber 13 below A mixture of components under pressure passes through at a high flow rate the relatively narrow inflow cross-section into the passage 20, creating a strong turbulence and causing good post-mixing. In the passage 20 is because of the cross However, the widening of the section immediately reduces the flow velocity. The mixed up Mixture then also occurs if with a relatively high flow velocity from the passage 20 into the outlet piece 19 from. Because the outflow cross-section of the passage 20 is slightly larger than ' the inflow cross-section, is the flow velocity of the passage 20 outflowing mixture somewhat lower than the flow rate of the out the mixing chamber 13 in the passage 20 flowing mixture. This creates the flow calmed down. A further calming of the flow is achieved in the outlet piece 19.
Somit wird eine laminare Strömung noch vor der Austrittsöffnung 14 erreicht. Der Durchgang 20 des Drehschiebers 10 ist so ausgebildet, daß keine absoluten " Toträume" entstehen, in denen sich Material anlagern könnte. Jeder Bereich des Durchganges 20 wird mehr oder weniger von der Strömung des Gemisches erfaßt.A laminar flow is thus established even before the outlet opening 14 achieved. The passage 20 of the rotary valve 10 is designed so that no absolute "Dead spaces" arise in which material could accumulate. Each area of the Passage 20 is more or less covered by the flow of the mixture.
Dadurch wird ein Verkleben des Drehschiebers 10 im wesentlichen vermieden.This essentially prevents the rotary slide valve 10 from sticking.
In Fig. 2 sind sowohl die Ventilstößel 15 und 16 als auch der Drehschieber 10 in Durchlaß- bzw. Reinigungsstellung dargestellt.In Fig. 2, both the valve tappets 15 and 16 and the rotary slide valve 10 shown in the passage or cleaning position.
Der Reinigungsstößel 25 kann ungehindert bis zur Austrittsöffnung 14 in Richtung des Pfeiles 27 verschoben werden. Die Ventilstößel 15 und 16 sind dabei mit dem Querschnitt des Reinigungsstößels 25 angepaßten Ausnehmungen 31 und 33 versehen, die in die in Fig. 2 dargestellte Stellung bringbar sind, so daß der volle Querschnitt der Mischkammer 13 freigegeben wird.The cleaning plunger 25 can unhindered up to the outlet opening 14 can be moved in the direction of arrow 27. The valve lifters 15 and 16 are while with the cross-section of the cleaning plunger 25 adapted recesses 31 and 33 provided, which can be brought into the position shown in Fig. 2, so that the full cross section of the mixing chamber 13 is released.
In Fig. 3 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischkammer 13 dargestellt. Dabei weist der an die dem Reinigungsstößel 25 abgewandte Öffnung 22 des Drehschieberdurchganges 20 angrenzende Teil 30 des Auslaßstücks 19 einen freien Querschnitt auf, der etwa dem freien Querschnitt der Öffnung 22 entspricht. Der freie Querschnitt des Auslaßstückes 19 verjüngt sich kontnuierlich,ausgehend von der dem Reinigungsstößel 25 abgewandten Öffnung 22 des Durchganges 20, in Richtung der Austrittsöffnung 14 des Auslaßstückes 19 auf einen Querschnitt, der etwa dem Querschnitt des Reinigungsstößels 25 entspricht.In Fig. 3 is a slightly modified embodiment of the invention Mixing chamber 13 is shown. In this case, the points facing away from the cleaning plunger 25 Part 30 of the outlet piece 19 adjacent to the opening 22 of the rotary valve passage 20 has a free cross section which corresponds approximately to the free cross section of the opening 22. The free cross section of the outlet piece 19 tapers continuously, starting out from the opening 22 of the passage 20 facing away from the cleaning plunger 25, in the direction of the outlet opening 14 of the outlet piece 19 to a cross section which is approximately the Cross section of the cleaning plunger 25 corresponds.
Der der Öffnung 22 angrenzende Abschnitt 30 des Auslaßstückes 19 ist also etwa trichterförmig ausgebildet. Der Vorteil dieser trichterförmigen Ausbildung liegt darin, daß beim Reinigen der Mischkammer 13 sowie des Durchganges 20 und des Auslaßstückes 19 ein gutes Abströmen bz¢. Abfließen des Restgemisches aus dem Durchgang 20 gewährleistet ist. Dadurch wird der Reinigungseffekt wesentlich erhöht.The portion 30 of the outlet piece 19 adjoining the opening 22 is thus formed approximately funnel-shaped. The advantage of this funnel-shaped training is that when cleaning the mixing chamber 13 and the passage 20 and the Outlet piece 19 a good outflow bz ¢. The residual mixture flows out of the passage 20 is guaranteed. This significantly increases the cleaning effect.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, wie einfach die Abdichtung des Drehs chiebers 10 im Gehäuse 26 des Mischkopfes 11 gestaltet werden kann.From Fig. 4 it can be seen how easy the sealing of the rotary slide valve 10 can be designed in the housing 26 of the mixing head 11.
Der Drehschieber 10 weist zu beiden Seiten des Durchganges 20 Nuten 34 und 35 auf, in die jeweils ein O-Ring oder dergl. eingelegt werden kann.The rotary valve 10 has grooves on both sides of the passage 20 34 and 35, in each of which an O-ring or the like. Can be inserted.
Die Verdrehung des Drehschiebers 10 erfolgt z. B. über einen Hebel, der mit dem abgeflachten, aus dem Gehäuse 26 des Mischkopfes 11 herausragenden Ende 36 des Drehschiebers 10 verbunden ist. Die Steuerung des Drehschiebers 10 wird mittels einer Steuereinrichtung, die elektrisch, hydraulisch, mechanisch und/oder pneumatisch arbeitet, erreicht. Dabei ermöglicht die nicht dargestellte Steuereinrichtung ein zeitliches Zusammenwirken von Drosselschieber und Reinigungsstößel 25.The rotation of the rotary valve 10 takes place, for. B. via a lever, the end protruding from the housing 26 of the mixing head 11 with the flattened end 36 of the rotary valve 10 is connected. The control of the rotary valve 10 is by means of a control device that is electrical, hydraulic, mechanical and / or pneumatic works, achieved. The control device, not shown, enables a Temporal interaction of throttle slide and cleaning tappet 25.
Insbesondere in Kombination mit den zum Teil in den Querschnitt der Mischkammer 13 eintretenden Ventilstößelrt5, 16, die eine erste Verengung der Mischkammer 13 ergeben, ermöglicht der als Drehschieber 10 ausgebildete Drosselschieber - wodurch eine abermalige Querschnittsverengung und Erweiterung erzielt wird - eine optimale Durchmischung der beiden Materialkomponenten. Das Gemisch wird an drei Stellen, nämlich zwischen den beiden Ventilstößeln 15, 16, im Bereich des Einströmquerschnittes sowie im Bereich des Ausströmquerschnittes des Durchganges 20 beschleunigt und anschließend wieder verzögert.Especially in combination with the partly in the cross section of the Mixing chamber 13 entering Ventilstößelrt5, 16, which is a first constriction of the mixing chamber 13 result, allows the throttle valve designed as a rotary valve 10 - whereby Another narrowing and widening of the cross-section is achieved - one optimal Mixing of the two material components. The mixture is in three places, namely between the two valve tappets 15, 16, in the area of the inflow cross-section as well as accelerated in the area of the outflow cross section of the passage 20 and then delayed again.
Claims (6)
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Family Applications (1)
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