DE4401560A1

DE4401560A1 - Mixing head for reactive polymers, esp. polyurethane

Info

Publication number: DE4401560A1
Application number: DE19944401560
Authority: DE
Inventors: Norbert Dr Gilbert; Friedemann Dr Stroh; Gerhard Reisinger
Original assignee: Elastogran GmbH
Current assignee: BASF Polyurethanes GmbH
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1995-07-27

Abstract

A mixing head for reactive polymers, esp. PU comprises a mixing chamber with a control and cleaning piston (2) moving from a rear position leaving the inlets open for incoming components to a front position closing off the inlets (3). An output chamber (4) with a cleaning piston (5) is at right angles to the mixing chamber outlet (6). The cleaning piston (5) moves from a rear position behind the mixing chamber outlet (6) to a front position at the outlet end of the output chamber (4). The mixing chamber is in a cylindrical shell which moves in the bore of the mixing chamber housing. A post mixing chamber (8) with a cross-section larger than that of the main mixing chamber is created in the mixing position between the mixing chamber outlet (6) at the end face of the cylindrical shell (9) and the cleaning piston (5). During operation the cleaning piston (5) moves into a forward position with the end face between the lower edge of the mixing chamber outlet (6) and the lower edge of the bore carrying the cylindrical shell (9). Backward movement of the cylindrical shell (9) creates the post mixing chamber (8) and a throttling gap (10) between the cleaning piston (5) end face and the lower edge of the cylindrical bore.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device according to the preamble of Claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 23 27 269 bekannt. Die durch eine derartige, als Winkelmischkopf bezeichnete Vor richtung erzielbare Mischgüte ist begrenzt. Verbesserungen sind durch zusätzliche Maßnahmen möglich, wie sie beispielsweise der EP-PS 498 227 zu entnehmen sind. Bei dem bekannten Winkelmisch kopf ist in der Auslaufkammer eine Zylinderhülse vorgesehen, die hin- und herverschiebbar angeordnet ist und in der der Räumkolben dicht gleitet. Die Stirnfläche der Hülse bildet im Bereich der Mischkammeraustrittsöffnung eine Drosselstelle, die auf den dort austretenden Gemischstrom zur Verbesserung der Mischqualität ein wirkt. Der durch die Hülse gebildete Ringraum ist mechanisch nur schwer und unvollständig zu reinigen. Außerdem ist mit dem Ein satz einer derartigen Hülse ein großer, hydraulischer Steuerungs aufwand verbunden.Such a device is known from DE-PS 23 27 269. The front of such, referred to as an angle mixing head The direction of mixing quality that can be achieved is limited. Are improvements possible through additional measures, such as the EP-PS 498 227 can be seen. With the well-known angle mix head is provided in the outlet chamber, a cylinder sleeve is arranged to slide back and forth and in which the clearing piston glides tightly. The end face of the sleeve forms in the area of Mixing chamber outlet opening a throttle point on there escaping mixture flow to improve the mixing quality works. The annular space formed by the sleeve is mechanical only difficult and incomplete to clean. Besides, with the one such a sleeve set a large hydraulic control expense connected.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hohen Anforderungen hinsichtlich der Mischgüte gerecht wird und gleichzeitig mecha nisch vollständig gereinigt werden kann.The invention is based on the object of a device of the type mentioned at the outset to create the high requirements in terms of mixing quality and at the same time mecha niche can be completely cleaned.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.This task is fundamentally characterized by the Claim 1 solved.

In den Ansprüchen 2 bis 4 sind vorteilhafte Ausgestaltungen unter Schutz gestellt.In the claims 2 to 4 advantageous embodiments are under Protection.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Vor richtung nach der Erfindung, wobei sich die bewegbaren Teile in einer Ruhe- oder Nicht-Mischstellung befinden; und Figure 1 is a longitudinal section through an embodiment of a device according to the invention, wherein the movable parts are in a rest or non-mixing position. and

Fig. 2 eine Einzelheit des Längsschnittes der Fig. 1 jedoch mit den bewegbaren Teilen in der Arbeits- oder Mischstellung. Fig. 2 shows a detail of the longitudinal section of Fig. 1 but with the movable parts in the working or mixing position.

Die in der Zeichnung dargestellte Mischvorrichtung besteht aus einer Mischkammer 1, in der ein querschnittsgleicher Steuer- und Reinigungskolben 2 hin- und herbewegbar ist. Der Steuer- und Reinigungskolben weist einen hydraulischen Kolbenabschnitt 14 auf, der durch entsprechende Versorgung der Hydraulikleitungen 24 und 25 bewegt wird. Die Mischkammer ist in einer Zylinderhülse 9 ausgebildet, die in dem Mischkammergehäuse in einer Zylinder bohrung 17 angeordnet und in einem beschränkten Umfang hin- und herbewegbar ist. Der hydraulische Kolbenabschnitt der Zylinder hülse 9 ist mit 19 bezeichnet. Auch zu diesem hydraulischen Kolbenabschnitt 19 führen entsprechende hydraulische Steuer leitungen.The mixing device shown in the drawing consists of a mixing chamber 1 , in which a control and cleaning piston 2 of the same cross section can be moved back and forth. The control and cleaning piston has a hydraulic piston section 14 which is moved by a corresponding supply of the hydraulic lines 24 and 25 . The mixing chamber is formed in a cylinder sleeve 9 , which is arranged in the mixing chamber housing in a cylinder bore 17 and can be moved back and forth to a limited extent. The hydraulic piston section of the cylinder sleeve 9 is designated 19 . Corresponding hydraulic control lines also lead to this hydraulic piston section 19 .

Die zu vermischenden Komponenten werden durch Kanäle 20 und 22 in das Mischkammergehäuse geführt und durch Eintrittsöffnungen 3 in der Zylinderhülse 9 in entsprechender Stellung des Reinigungs- und Steuerkolbens 2 in die Mischkammer 1 geleitet. Auch in der in Fig. 1 dargestellten Nicht-Mischstellung fluchten die Eintritts öffnungen 3 geringfügig mit den Kanälen 20 und 22. In dieser Ruhe- oder Nicht-Mischstellung strömen die Komponenten über die Kanäle 21 und 23 zum Tank zurück. In der Mischstellung, die in Fig. 2 dargestellt ist, überdecken sich die Eintrittsöffnungen 3 mit den entsprechenden Austrittsöffnungen der Kanäle 20 und 22 vollständig.The components to be mixed are guided through channels 20 and 22 into the mixing chamber housing and through inlet openings 3 in the cylinder sleeve 9 in the appropriate position of the cleaning and control piston 2 into the mixing chamber 1 . In the non-mixing position shown in FIG. 1, the inlet openings 3 are slightly aligned with the channels 20 and 22 . In this rest or non-mixed position, the components flow back to the tank via channels 21 and 23 . In the mixed position, which is shown in FIG. 2, the inlet openings 3 completely overlap with the corresponding outlet openings of the channels 20 and 22 .

An die Mischkammeraustrittsöffnung 6 schließt sich rechtwinklig ein Auslaufkammergehäuse 18 an, in dem die Auslaufkammer 4 ausge bildet ist. In der Auslaufkammer 4 ist ein querschnittsgleicher Räumkolben 5 mit Hilfe eines hydraulischen Kolbenabschnittes 16 hin- und herbewegbar. Der hydraulische Kolbenabschnitt 16 ist ge gen einen verstellbaren Anschlag 15 fahrbar.At the mixing chamber outlet opening 6 , an outlet chamber housing 18 connects at right angles, in which the outlet chamber 4 is formed. A clearing piston 5 of the same cross section can be moved back and forth in the outlet chamber 4 with the aid of a hydraulic piston section 16 . The hydraulic piston section 16 is ge movable an adjustable stop 15 .

Vor Durchführung eines Mischvorganges, d. h. eines Schusses, be findet sich der Räumkolben 5 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Die Komponenten rezirkulieren durch die Leitungen 22, 23 und 20, 21.Before carrying out a mixing process, ie a shot, the clearing piston 5 is in the position shown in FIG. 1. The components recirculate through lines 22 , 23 and 20 , 21 .

Der Steuer und Reinigungskolben 2 wird dann durch entsprechende Steuerung der hydraulischen Flüssigkeit in den Leitungen 24 und 25 zurück in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt. Gleichzeitig hiermit erfolgt die Bewegung der Zylinderhülse 9 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Der Räumkolben 5 hat bereits die für die Mischung gewünschte Stellung eingenommen.The control and cleaning piston 2 is then moved back into the position shown in FIG. 2 by appropriate control of the hydraulic fluid in the lines 24 and 25 . Simultaneously with this, the cylinder sleeve 9 moves from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2. The clearing piston 5 has already assumed the position desired for the mixture.

Die Komponenten treten durch die Eintrittsöffnungen 3 in die Mischkammer 1 ein, gelangen in die Nachmischkammer 8, die zwischen der Stirnfläche der Hülse 9 an der Mischkammeraustritts öffnung 6 und der angrenzenden Mantelfläche des Räumkolbens 5, dessen der Austrittsöffnung 7 zugekehrte Stirnfläche mit 14 be zeichnet ist, gebildet wurde. Aus dieser Nachmischkammer tritt das Gemisch durch den Spalt 10 in die Auslaufkammer 4 ein. Die Austrittsöffnung der Auslaufkammer 4 ist mit 7 bezeichnet. An der Austrittsöffnung befindet sich in Fig. 1 noch eine Verlängerung, die in einigen Anwendungsfällen zur Beruhigung wünschenswert sein kann.The components enter through the inlet openings 3 in the mixing chamber 1 , get into the post-mixing chamber 8 , the opening 6 between the end face of the sleeve 9 at the mixing chamber outlet and the adjacent lateral surface of the clearing piston 5 , the end face facing the outlet opening 7 is marked with 14 be , was formed. From this post-mixing chamber, the mixture enters the outlet chamber 4 through the gap 10 . The outlet opening of the outlet chamber 4 is designated 7 . At the outlet opening there is an extension in FIG. 1, which may be desirable for calming down in some applications.

Wenn ein Mischvorgang oder Schuß beendet werden soll, werden zuerst durch entsprechende Ansteuerung der hydraulischen Lei tungen 24 und 25 die Zylinderhülse 9 und der Steuer- und Reini gungskolben 2 zurück in die in Fig. 1 gezeigte Stellung bewegt.If a mixing process or shot is to be ended, the cylinder sleeve 9 and the control and cleaning piston 2 are first moved back into the position shown in FIG. 1 by appropriate control of the hydraulic lines 24 and 25 .

Hierdurch wird der Mischvorgang unterbrochen. Der Räumkolben 5 wird dann durch Zurückfahren des Anschlages 15 vollständig zurück bis an die obere Deckfläche des hydraulischen Zylinders bewegt, in dem der hydraulische Kolbenabschnitt 16 hin- und herbewegbar ist. Aus dieser hintersten Stellung wird der Räumkolben 5 dann nach vorne geschoben, um die Auslaufkammer 4 vollständig zu reinigen. Hierbei bewegt er sich an der Stirnfläche der Zylinder hülse 9 und des Steuer- und Reinigungskolbens 2 vorbei und rei nigt ebenfalls diese Flächen ab. Im Anschluß daran kann der Räumkolben 5 dann zurück in die in Fig. 1 gezeigte Stellung be wegt werden.This will interrupt the mixing process. The clearing piston 5 is then moved completely back to the upper cover surface of the hydraulic cylinder by moving the stop 15 back, in which the hydraulic piston section 16 can be moved back and forth. The clearing piston 5 is then pushed forward from this rearmost position in order to completely clean the outlet chamber 4 . Here he moves past the end face of the cylinder sleeve 9 and the control and cleaning piston 2 and also cleans these surfaces. Following this, the clearing piston 5 can then be moved back into the position shown in FIG. 1.

Der Querschnitt der Nachmischkammer 8 ist größer als derjenige der Mischkammer 1. Das Gemisch kann sich ausdehnen, wodurch die Mischung unterstützt wird. Im Anschluß daran muß das Gemisch durch die durch den Spalt 10 gebildeten Drossel strömen. Hier durch wird wieder im Sinne einer besseren Vermischung auf den Gemischstrom eingewirkt. Da der Querschnitt der Nachmischkammer größer ist als derjenige der Mischkammer, ist die Strömungsge schwindigkeit, mit der das Gemisch dem Spalt 10 zugeführt wird, entsprechend geringer. In der Drossel wird dann ein größerer Ge schwindigkeitsgradient erzeugt, der für eine entsprechend große Scherung sorgt und somit die Mischung verbessert.The cross section of the post-mixing chamber 8 is larger than that of the mixing chamber 1 . The mixture can expand, which supports the mixture. The mixture must then flow through the throttle formed by the gap 10 . This acts on the mixture flow again in the interests of better mixing. Since the cross-section of the post-mixing chamber is larger than that of the mixing chamber, the speed at which the mixture is fed to the gap 10 is correspondingly lower. A greater speed gradient is then generated in the throttle, which ensures a correspondingly high shear and thus improves the mixture.

Der äußere Querschnitt der Zylinderhülse 9 muß nicht kreisrund sein, er kann auch elliptisch oder langlochförmig sein, wobei die längere Achse in Bewegungsrichtung des Räumkolbens 5 zeigt.The outer cross section of the cylinder sleeve 9 does not have to be circular, it can also be elliptical or slot-shaped, the longer axis pointing in the direction of movement of the clearing piston 5 .

Claims

1. Device for mixing chemically reactive plastic components, in particular polyurethane, with a mixing chamber ( 1 ) in which a control and cleaning piston ( 2 ) from an inlet openings ( 3 ) for the components leaving open, rear position into one the Eintrittsöffnun gen occluding forward position is reciprocable, and an angle to the mixing chamber outlet opening (6) with a - preferably perpendicular - subsequent outlet chamber (4), in which a cross-section equal Räumkolben (5) opening between a position behind the mixing chamber outlet (6 ) and a front, at the open end ( 7 ) of the outlet chamber ( 4 ) can be moved back and forth, characterized in that the mixing chamber ( 1 ) is formed in a cylinder sleeve ( 9 ) which is in a cylinder bore ( 17 ) of the mixing Chamber housing can be moved back and forth in such a way that in the mixing position between the mixing chamber outlet opening ( 6 ) on de r face of the cylinder sleeve ( 9 ) and the broaching piston ( 5 ) a post-mixing chamber ( 8 ) is formed, the cross-section of which is larger than that of the mixing chamber ( 1 ), the control being carried out in such a way that in the mixing position the broaching piston ( 5 ) in moves to a position in which its end face ( 13 ) between the lower edge of the mixing chamber outlet opening ( 6 ) and the lower edge of the cylinder sleeve ( 9 ) leading cylinder bore ( 17 ), and then the cylinder sleeve to form the post-mixing chamber ( 8 ) and a gap ( 10 ) between the end face ( 13 ) of the clearing piston ( 5 ) and the lower edge of the cylinder bore ( 17 ) moves back.

2. Device according to claim 1, characterized in that the throttle position of the clearing piston ( 5 ) is adjustable by an adjustable stop ( 15 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder sleeve ( 9 ) has a circular cross-section on the outside.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder sleeve ( 9 ) has an elliptical or long hole-shaped cross section on the outside, the longer axis of the cross-sectional area pointing in the direction of movement of the clearing piston ( 5 ).