DE3535038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rührvorrichtung für Flüssigmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige in einer Kunststoff-Formungsvorrichtung verwendbare Rührvorrichtung zeigt die PCT-AN WO 82/02 152. Hierbei wird zu vermischendes Flüssigmaterial durch in einem Rücklaufrohr ausgestaltete Düsen in einen Rührbehäl­ ter eingeführt. Der rührbehälterseitige Endabschnitt des Rücklaufrohrs ist nahe der Wandung des Rührbehälters ange­ ordnet. Die Düsen sind derart untereinander angeordnet, daß sie eine horizontale Umlaufströmung längs der Behälterwandung erzeugen.

Um die für die Mischung des Flüssigmaterials wichtige Umlaufströmung längs der gesamten Behälterwand aufrecht zu erhalten, muß das Flüssigmaterial mit einer beträcht­ lichen Strömungsgeschwindigkeit aus den Düsen in den Rühr­ behälter eintreten. Hierdurch entstehen nahe dem in den Rührbehälter ragenden Endabschnitt des Rücklaufrohrs zwangsläufig unruhige Strömungsverhältnisse, die bis an die Oberfläche des im Rührbehälter befindlichen Flüssig­ materials reichen und ein beträchtliches Aufwallen an der Flüssigkeitsoberfläche verursachen, wodurch in erwünschter Weise Luft ins Flüssigmaterial eintritt. Des weiteren herrschen in dem Rührbehälter vergleichsweise ungleichmäßige Strömungsverhältnisse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rührvor­ richtung für Flüssigmaterial zu schaffen, bei der das Einmengen überschüssiger Luft unterdrückt wird und bei der das Flüssigmaterial mittels weitgehend gleichmäßiger Strömungsverhältnisse gut durchgerührt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Rücklauf­ rohrs bzw. des Düsenrohrs ruft das über das Rücklaufrohr und das Düsenrohr in den Rührbehälter strömende Flüssig­ material im Rührbehälter zwei gegenläufige Umlauf­ strömungen in Horizontalrichtung hervor, so daß das Flüssigmaterial gut durchgerührt wird, ohne daß aufgrund von Aufwallen des Flüssigmaterials Luft eingemengt wird.

Die US-PS 34 28 061 zeigt ein Rücklaufrohr für einen Rührbehälter, dessen rührbehälterseitiges Ende als aufgeweitetes Düsenrohr ausgebildet ist. Die im Düsenrohr ausgebildeten Düsen sind in zwei Reihen angeordnet, von denen die eine Flüssigmaterialstrahlen senkrecht auf die Behälterwandung und die andere Flüssigmaterialstrahlen in Richtung auf die Behältermitte richtet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsge­ mäßen Rührvorrichtung;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Düsenrohrs;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Düsenrohrs; und

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Rührbehäl­ ters.

Die Fig. 1 zeigt eine Umwälzungs-Rührvorrichtung, mit der Flüssigmaterial wie Polyol oder Isocyanat in einer Kunststoffformungsvorrichtung gerührt wird. Mit 1 ist ein Rührbehälter zum Durchrühren des Flüssigmaterials bezeich­ net, dessen obere Seite mittels eines Deckels 2 abge­ dichtet ist, an dem eine Drehantriebsvorrichtung 3 ange­ bracht ist. Ein an die Drehantriebsvorrichtung 3 ange­ schlossenes Rührwerk 4 hängt nach unten in den Rührbehälter 1 hinein. Mit 5 ist ein Rücklaufrohr bezeichnet, das derart angeschlossen ist, daß das aus einem Einspritzkopf 11 zuge­ führte Flüssigmaterial in den Rührbehälter 1 zurückgelei­ tet wird. Das Rücklaufrohr 5 ist durch den Deckel 2 hin­ durch von oben her in den Rührbehälter 1 eingesetzt, wobei das obere bzw. Kopfende des Rücklaufrohrs 5 mit einem Düsenrohr 6 in Form eines mit einem Boden versehenen bzw. unten abgeschlossenen Zylinders als an das Rücklaufrohr 5 angeschlossenes aufgeweitetes Teil mit einem Innendurch­ messer versehen ist, der größer als derjenige des Rücklauf­ rohrs 5 ist. Das Düsenrohr 6 ist mit einer Vielzahl von Düsen 7 versehen, die in vertikaler Ausrichtung an beiden Seiten des Außenumfangsbereichs des Düsenrohrs 6 gebohrt sind. Die gesamte Öffnungsfläche der Düsen 7 ist so gewählt, daß sie größer als die Quer­ schnittsfläche des Rücklaufrohrs 5 ist, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des über das Rücklaufrohr 5 dem Düsenrohr 6 zugeführten Flüssigmaterials bei dem Ausstoßen über die Düsen 7 nicht erhöht wird. Die Richtungen der in den beiden vertikalen Reihen an den beiden Seiten ausgebildeten Düsen 7 werden so gewählt, daß sie annähernd längs der Innenwand des Rührbehälters 1 verlau­ fen, wobei zum Beispiel ein Winkel zwischen den Düsen 7 an den beiden Seiten in der Horizontalebene zu 90° bis 270° gewählt werden kann, so daß das über die Düsen 7 an den beiden Seiten ausgestoßene Flüssigmaterial in beiden Horizontalrichtungen längs der Innenwand des Rührbehälters 1 umläuft, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Das andere Ende des Rücklaufrohrs 5 ist an den Einspritzkopf 11 angeschlossen. Das andere Ende eines an den Bodenbereich des Rührbehälters 1 angeschlossenen Speiserohrs 8 ist mit dem Einlaß einer Pumpe 10 verbunden, deren Auslaß mit dem Einspritzkopf 11 verbunden ist.

Ein Umschaltventil in dem Einspritzkopf 11 wird in Ab­ hängigkeit davon umgestellt, ob das Flüssigmaterial aus der Pumpe 10 zu dem Rücklaufrohr 5 zurückgeleitet wer­ den soll oder in dem Einspritzkopf 11 mit einer anderen Flüssigkeit gemischt und in die Form eingespritzt werden soll. Der obere Teil des Rührbehälters 1 wird mittels eines Luftrohrs 9 mit Druckluft beaufschlagt.

Es wird nun die Funktionsweise der Rührvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben. Das Um­ schaltventil des Einspritzkopfs 11 ist außer für den Ein­ spritzvorgang normalerweise so eingestellt, daß das Flüssigmaterial umgewälzt wird. Das Flüssigmaterial wie Polyol oder Isocynat in dem Rührbehälter 1 wird mittels der Pumpe 10 über das Speiserohr 8 zu dem Rücklaufrohr 5 befördert und über das Düsenrohr 6 in den Rührbehälter 1 zurückgeleitet. Dabei ruft das durch die Düsen 7 des Düsenrohrs 6 ausströmende Flüssigmaterial zwei gegen­ läufige Umlaufströmungen in der Horizontalebene längs der Innenwand des Rührbehälters 1 hervor, so daß das Flüssigmaterial in Verbindung mit der Rührwirkung des drehend angetriebenen Rührwerks 4 gut durchgerührt wird, wodurch die Bestandteile in dem Flüssigmaterial gleichför­ mig verteilt werden. Da der Innendurchmesser des Düsen­ rohrs 6 und die gesamte Öffnungsfläche der Düsen 7 jeweils größer als der Innendurchmesser bzw. die Quer­ schnittsfläche des Rücklaufrohrs 5 gewählt sind, wird während des Ausströmens der Flüssigkeit in den Rührbehäl­ ter 1 die Strömungsgeschwindigkeit an dem Auslaß der Düsen 7 nicht gesteigert. Da ferner die Umlauf­ strömung in dem Rührbehälter 1 nicht in der Vertikalrich­ tung, sondern in der Horizontalrichtung verläuft, ergibt sich kein Aufwallen des Flüssigmaterial an der horizon­ talen Oberfläche, so daß eine übermäßige Aufnahme von Luft in das Flüssigmaterial verhindert wird und der Luftge­ halt in dem Material auf geeignete Weise gesteuert werden kann. Wenn das Ventil in dem Einspritztopf 11 umgestellt wird, gelangt das Flüssigmaterial aus dem Rührbehälter 1 über die Pumpe 10 in den Einspritztopf 11 und wird ver­ mischt mit einem anderen Flüssigmaterial in die Form ein­ gespritzt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zwar in den Rührbehälter 1 das Rührwerk 4 eingebaut, je­ doch kann dieses weggelassen werden, wenn die Flüssigkeit allein durch die Umlaufströmung gut durchgerührt werden kann. Obgleich bei dem Ausführungsbeispiel als aufgewei­ tetes Teil das Düsenrohr 6 an dem Kopfende des Rücklauf­ rohrs angebracht ist, muß das Düsenrohr 6 nicht als gesonder­ tes Teil vorgesehen werden, wenn das Kopfende des Rück­ laufrohrs 5 durch eine entsprechende Bearbeitung zu einem aufgeweiteten Teil geformt wird.

In der vorstehend beschriebenen Rühr­ vorrichtung für Flüssigmaterial werden in dem Flüssig­ material im Rührbehälter nicht Umlaufströmungen in Vertikalrichtung, sondern die beiden gegenläufigen Umlaufströmungen in der Horizontalrichtung hervorgerufen, wobei infolge des aufgeweiteten Düsenrohrs das Flüssigmaterial mit einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit in den Rühr­ behälter fließt und dann gerührt wird; dadurch wird an dem Flüssigmaterial an der horizontalen Oberfläche kein Auf­ wallen wie im Falle der Umlaufströmung in der Vertikal­ richtung hervorgerufen, so daß daher eine übermäßige Auf­ nahme von Luft in das Flüssigmaterial verhindert wird und der Luftgehalt im Flüssigmaterial auf geeignete Weise ge­ steuert werden kann. Da darüber hinaus in dem Rührbehäl­ ter die beiden gegenläufigen Umlaufströmungen in der Horizontalrichtung gebildet werden und ein Verrühren durch den Umlauf erfolgt, kann das Durchrühren gut ausgeführt werden, wobei in dem Flüssigmaterial die Bestandteile sehr gleichförmig verteilt werden.

In einer Rührvorrichtung für Flüssigmaterial, die eine Umwälzungs-Vorrichtung mit einem in einen Rührbehälter eingeführten Rücklaufrohr und einem an den Bodenbereich des Rührbehälters angeschlossenen Speiserohr ist, so daß durch das Speiserohr beförderte Flüssigmaterial zu dem Rücklaufrohr zurückgeleitet wird, ist an dem Kopfende des Rücklaufrohrs ein aufgeweitetes Teil mit einem Innendurch­ messer vorgesehen, der größer als derjenige des Rücklauf­ rohrs ist, wobei an beiden Seiten des Außenumfangsbereichs des aufgeweiteten Teils eine Vielzahl von Löchern bzw. Düsen gebohrt ist, deren Gesamtöffnungsdurchmesser größer als die Quer­ schnittsfläche des Rücklaufrohrs ist. In dem Rührbehälter werden zwei gegenläufige Umlaufströmungen in der Horizon­ talrichtung hervorgerufen und das Flüssigmaterial wird über das Speiserohr und das Rücklaufrohr umgewälzt, wo­ durch das Material gut gerührt wird, ohne daß vom Material übermäßig viel Luft aufgenommen wird.

Claims (2)

1. Rührvorrichtung für Flüssigmaterial, mit einem Rührbe­ hälter, der Flüssigmaterial aufnimmt und in seinem Boden­ bereich an ein Speiserohr angeschlossen ist, durch das Flüssigmaterial in ein Rücklaufrohr gefördert wird, das mit seinem rührbehälterseitigen Endabschnitt, der als Düsenrohr gestaltet und an seinem freien Ende geschlossen ist, in den Rührbehälter hineinragt und durch im Düsenrohr vorgesehene Düsen, deren gesamte Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche des Rücklaufrohrs ist, Flüssig­ material in den Rührbehälter ausstößt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innendurchmesser des Düsenrohrs (6) größer als der Innendurchmesser des übrigen Rücklaufrohrs (5) ist und daß die Düsen (7) auf dem Umfang des Düsen­ rohrs (6) derart entgegengesetzt gerichtet sind, daß sie im Außenumfangsbereich des Rührbehälters (1) gegenläufige Umfangsströmungen erzeugen.

2. Rührvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Rührbehälter (1) ein Rührwerk (4) angebracht ist.