DE2907938C2

DE2907938C2 - Hochdruck-Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE2907938C2
Application number: DE2907938A
Authority: DE
Inventors: Carlo Saronno Varese Fiorentini
Original assignee: AFROS Srl CARONNO PERTUSELLA VARESE IT; Afros Caronno Pertusella Varese Srl
Current assignee: Afros SpA
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1982-11-18
Also published as: JPS54163952A; FR2419152A1; IT1109997B; JPS5532526B2; DE7905666U1; FR2419152B1; US4332335A; IT7821022A0; GB2015888A; GB2015888B; DE2907938A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck- jo Mischvorrichtung zum Mischen eines chemisch reagierenden, flüssigen, aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Kunststoffgrmischc , mit einer Eintrittsöffnungen für die Komporenten aufweisenden ersten und einer unmittelbar anschließe; den. winklig dazu verlaufenden zweiten Kammer, wobei beide Kammern jeweils einen durchgehend gleichen Querschnitt haben und mit einem jeweils querschnittsgleichen kolbenförmigen Steuerorgan versehen sind, welches in der ersten Kammer aus einer hinteren, die Komponenten-Eintrittsöffnungen gerade freigebenden Stellung bis zur Einmündung der ersten in die zweite Kammer und in der zweiten Kammer aus einer hinteren, die Einmündung freigebenden Stellung bis in eine die zweite Kammer voll ausfüllende Stellung hin- und herbewegbar ist.

Aus der DE-AS 23 27 269 ist eine Mischvorrichtung dieses Typs bekannt, bei der die erste Kammer als Mischkammer und die zweite Kammer als Beruhigungskanal ausgebildet sind. Die aufgrund des großen Durchmessers der ersten Kammer relativ weit vonein ander und erst rerht im großen Abstand von o\ Mischkammermündung vorgesehenen Komponenten Eintrittsöffnungen ermöglichen es nicht, eine Steuerung der Mischwirkung zu Beginn des Mischvorganges vorzunehmen. Auch können hierdurch die negativen Folgen des sog. Voreil- und/oder Nacheileffektes bei der Zuführung der Komponenten nur schlecht vermieden werden; dies gilt insbesondere dann, wenn die beiden zugeführten Komponenten stark unterschiedliche Viskosität haben. Durch den nachgeschalteten, senkrecht zur Mischkammer verlaufenden Beruhigungskanal wird nicht nur der Weg der Mischung vom Aufeinandertreffen der Komponenten bis zum Formeintritt wesentlich verlängert, sondern es werden auch die Gieß* und Öffnungszeiten aufgrund der relativ langen Bewegungswege beider Steuerorgane unnötig lang gehalten, so daß-diese bekannte Mischvorrichtung für die Herstellung kleiner Formgegenstände ungeeig^

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50 net ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischvorrichtung des eingangs erwähnten Typs zu schaffen, bei welcher das öffnen und Schließen der Komponenten-Eintriitsöffnungen außerordentlich schnell erfolgen kann und bei gleichzeitiger Verbesserung der Mischqualität auch besonders kleine Schüsse vorgenommen werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eintrittsöffnungen für die Komponenten unmittelbar vor der Einmündung der ersten Kammer in die zweite Kammer angeordnet sind und das Volumen der zweiten Kammer wesentlich größer ist, als dasjenige der ersten Kammer.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird aus zwei Gründen eine Verbesserung der Mischqualität erzielt. Erstens verbessert ein kleiner Abstand zwischen den Eintrittsöffnungen der Komponenten (kleiner Durchmesser der ersten Kammer) den »Atomisiereffekt« und daher auch das Ausmaß der Vermischung und die chemische Reaktion zwischen den Komponenten; zweitens erfolgt eine Umlenkung der Strömungsrich tung an einem Punkt in der Nähe der Eintrittsöffnungen der chemischen Komponenten, d. h. also an einer Stelle, an welcher die Komponenten noch eine sehr hohe kinetische Energie und eine große Turbulenz aufweisen. Durch die nur kurze Bewegung des K.urzhubkolbens wird die Möglichkeit geschaffen, die Komponenten-Eintrittsöffnungen schneller zu öffnen und zu schließen, was im Hinblick auf besonders kleine, also z. B. fingerhutgroße Schüsse von gar,: besonderer Bedeutung ist.

Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Nähe des Aufprallbereichs der beiden Komponenten vorgesehene Umlenkung fuhrt darüber hinaus zu einem so starken Abbau der Turbulenzen, daß die Mischvorrichtung auch ohne unmittelbaren Anschluß einer Form zum freien Ausgießen des Mischgutes Verwendung finden kann.

Es ist zwar aus der DE-OS 20 62 959 eine Niederdruck-Mischvorrichtung bekannt. dx.r^n erste Kammer relativ klein ist und deren zweite mit einem Rührorgan versehene Kammer die eigentliche Mischkammer ist.

Diese bekannte Mischvorrichtung ist aber für schnelle und kleine Schüsse vollkommen ungeeignet und kann auch nichi als Mischkopf mit einem freien Ausfluß des Mischgutes verwendet werden.

Abgesehen davon ist eine Reinigung der Mischkammer nicht vorgesehen; vielmehr müßte in die zweite Kammer zu Reinigungszwecken ein Lösungsmittel eingebracht werden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel nachfolgend näher erläutert; es Zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung in einer lotrechten Ebene;

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1 und

F- i g. 3 einen ähnlichen Querschnitt wie in F 1 g. 2. jedoch mit einer anderen Stellung eines Steuerorgans.

Die Mischvorrichtung weist einen Mischkopf 1 mit einer ersten Kammer 2 auf, welche in eine winklig dazu verlaufende zweite Kammer3 mündet.

Unter Berücksichtigung des lotrechten Längsschnil* tes nach F ί g, 1 verläuft die Achse der ersten Kammer 2 senkrecht zur lotrechten Achse der zweiten Kammer 3. Diese beiden Achsen können jedoch auch einen anderen Winkel einschließen.
In der einen Teil der Mischkammer bildenden zweiten

Kammer 3 ist ein Reinigungsdorn in Form einer Kolbenstange 4 hin- und herbeweglich. An der Kolbenstange 4 ist ein Kolben 5 befestigt, der innerhalb eines Zylinders 6 beidseitig beaufschlagt wird.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, kann sich die Kolbenstange 4 aus einer die erste Kammer 2 gerade freigebenden Stellung in eine die zweite Kammer 3 ausfüllende Stellung bewegen.

Sich diametral gegenüberstehend sind in der ersten Kammer 2 öffnungen 7,8 für die Zuleitungen 9,10 von zwei Komponenten vorgesehen. ]ed^ öffnung ist mit einem Nadelventil 11 bzw. 12 für di^ Eintrittsdruckeinstellung der Komponenten in die Kammer 2 versehen.

Der Mischkopf enthält zwei weitere Leitungen 13,14 für die getrennte Rückführung bzw. den Umlauf der Komponenten. Diese Leitungen münden in den rückwärtigen Bereich der ers'.en Kammer 2, in welcher sich eine Kolbenstange 15 hin- und herbewegt, die durch einen Kolben 16 in einem doppelt beaufschlagbaren Zylinder 17 hin- und herbe.vegbar ist Die Kolbenstange 15 kleiner Abmessung kann nur einen kleinen Hub ausführen, da zwischen den Eintrittsölfnungen 7, 8 für die beiden Komponenten und der Münc'ung aer Leitungen 13,14 für den Rücklauf der Komponenten ein geringer Abstand vorgesehen ist Daher kann die Betätigung des Steuerorgans für die erste Kammer 2 außerordentlich schnell erfolgen. Die Beaufschlagung des Kolbens 16 kann durch die Beaufschlagung des Kolbens 5 für die Reinigung der zweiten Kammer 3 gesteuert werden, um die Absperrung oder Öffnung der ersten Kammer 2 zu bewirken. Die Kolbenstange 15 hat die Wirkung eines Schieberventils und ist mit zwei sich gegenüberliegenden Längsnuten 19,20 versehen, deren Länge im wesentlichen dem Abstand zwischen den öffnungen 7, 8 und den Mündungen der Leitungen 13, si 14 entspricht. Die Kolbenstange 15 weist eine dem Querschnitt der zweiten Kammer 3 angepaßte Stirnfläche 2' auf und ist zwischen einer in F i g. 2 und in F i g. 3 dargestellten Stellung hin- und herbewegbar.

Anstelle des gemeinsamen Schieberventils für die to RücklaufleitUiigen der beiden Komponenten kann natürlich auch eine andere Ventilausbildung vorgesehen werden; es ist auch der Einsatz von getrennten Umlaufventilen für jede Leitung möglich.

Die Arbeitsweise der Mischvorrichtung ist wie folgt:

Bei der in Fig.2 dargestellten Ausgangsstellung ist die Kolbenstange 15 in ihrer vordersten Stellung und sperrt somit den Zulauf der Komponenten über die Eintrittsöffnungen 7, 8. Diese sind vielmehr über die Längsnuten 19,20 mit den Leitungen 13,14 verbunden, so daß der Umlauf bzw. der Rückfluß freigegeben ist. In dieser Stellung ist die Kolbenstange 4 der zweiten Kammer 3 in der vordersten Stellung.

Die beiden Komponenten werden getrennt unter dem gewünschten Druck so lange in Umlauf gehalten, bis der Mischkopf die gewünschte Betriebstemperatur erreicht hat. Wenn ein Schuß ausgelöst werden soll, wird der Kolben 5 betätigt, um die Kolbenstange 4 (Fig. 1) zurückzuziehen, womit die Mündung der ersten Kammer 2 zur zweiten Kammer 3 freigegeben wird. Wenn der Kolben 5 seine hinterste Lage erreicht hat, wird der Näherungsschalter 18 ausgelöst und das Magnetventil 18' betätigt, welches Druckflüssigkeit zum Zylinder 17 fördert, wodurch die Kolbenstange 15 in die in F i g. 3 gezeigte Stellung zurückgeschoben wird. Da der Übergang von der in Fig.2 ^;.n die in Fig.3 dargestellte Stellung durch eine kurze Bewegung erfolgt, wird die Übergangszeit von einer Stellung in die andere Stellung auf ein Minimi·"! herabgesetzt. Nunmehr werden die flüssigen Komponenten über die Nadelventile 11, 12 in die erste Kammer 2 eingespritzt oder eingedüst, so daß deren Vermischung erfolgt; dann treten diese beiden Komponenten turbulent m die zweite Kammer 3 ein. Aufgrund der Winkelsteilung der beiden Kammern 2, 3 werden die Turbulenzen nach einer kurzen Wegstrecke gedämpft. Dies erfolgt einerseits durch die Umlenkungsströmung und andererseits durch das Aufprallen auf die der Stirnseite 2' der Kolbenstange 15 gegenüberliegende Wand der zweiten Kammer 3. Bald nach dem Eintritt in die zweite Kammer 3 wird die Strömung in dieser Kammer laminar, so daß die Mischung mit der erforderlichen Geschwindigkeit aus der zweiten Kammer 3 austreten kann. Nach Beendigung des Spritzvorgangs wird das Umlaufventil noch einmal betätigt, wodurch eine Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 15 bewirkt wird, um den Zutritt der Komponenten zur ersten Kammer 2 zu unterbrechen und die beiden Komponenten getrennt über die beiden Längsnuten 19,20 den Umlaufleitungen 13, .'1 zuzuführen. Gleichzeitig sorgt die Stirnwand der Kolbenstange 15 für die Reinigung der ersten Kammer. Danach wird der Kolben 5 betätigt, welcher wiederum die als Reinigungsdorn ausgebildete Kolbenstange 4 für die Reinigung der zweiten Kammer 3 nach vorne bewegt: der Mischkkopf bleibt in dieser Stellung bis zum nächsten Mischvorgang.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hochdruck-tviischvorrichtung zum Mischen eines chemisch reagierenden, flüssigen, aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Kunststoffgemisches, mit einer Eintrittsöffnungen für die Komponenten aufweisenden ersten und einer unmittelbar anschließenden, winklig dazu verlaufenden zweiten Kammer, wobei beide Kammern jeweils einen durchgehend gleichen Querschnitt haben und mit einem jeweils querschnittsgleichen kolbenförmigen Steuerorgan versehen sind, welches in der ersten Kammer aus einer hinteren, die Komponenten-Eintrittsöffnungen gerade freigebenden Stellung bis zur Einmündung der ersten in die zweite Kammer und in der zweiten Kammer aus einer hinteren, die Einmündung freigebenden Stellung bis in eine die zweite Kammer voll ausfüllende Stellung hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (7, 8) für die Komponenten unmitu;!bar vor der Einmündung der ersten Kammer (2) in die zweite Kammer (3) angeordnet sind und daß das Volumen der zweiten Kammer (3) wesentlich größer ist als dasjenige der ersten Kammer (2).