DE9315493U1 - High pressure mixing head with adjustable flow limiter - Google Patents
High pressure mixing head with adjustable flow limiterInfo
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Description
Hochdruck-Mischkopf mit einstellbarem DurchflufibeqrenzerHigh pressure mixing head with adjustable flow restrictor
Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Mischkopf zum Mischen reaktiver chemischer Komponenten, um einen Schaum zu bilden, der kontinuierlich auf einen sich bewegenden Träger gegossen oder ausgegeben wird, zum Beispiel zur Herstellung von Platten oder dergleichen.The invention relates to a high pressure mixing head for mixing reactive chemical components to form a foam which is continuously poured or dispensed onto a moving carrier, for example for the production of panels or the like.
Bei der Herstellung von Platten wird ein schäumendes Polymethylen-Gemisch von dem Mischkopf kontinuierlich auf einen sich bewegenden Träger gegossen und verteilt, wie etwa auf mehrschichtige Papier- oder Kunststoffbahnen oder zwischen Metallbänder, um eine geschichtete Bahn zu bilden, die in Platten zerschnitten wird. Die gegenwärtig verwendeten Schaumstoff-Apparate haben daher einen Mischkopf, der kontinuierlich hin und herbewegt wird, um den Polymethylen-Schaum auf dem sich bewegenden Träger zu verteilen.In the manufacture of sheets, a foaming polymethylene mixture is continuously poured and distributed from the mixing head onto a moving substrate, such as multi-layered paper or plastic webs or between metal belts, to form a layered web which is cut into sheets. The foaming machines currently in use therefore have a mixing head which is continuously reciprocated to distribute the polymethylene foam onto the moving substrate.
Die gegenwärtig verwendeten Mischköpfe, die nach dem Gegenfluß-Injektionsprinzip arbeiten, liefern bei der Herstellung von Platten für viele Rohmaterialien unbefriedigende Ergebnisse, da sie keine genügende Durchmischung schaffen und nicht Platten mit der geforderten Qualität liefern. Weitherin sind die Mischköpfe sperrig und schwer und stellen nicht sicher, daß das Gemisch den Mischkopf mit einem relativ gleichmäßigen Fluß verläßt, um eine regelmäßige Verteilung des Polymethylens während der Plattenherstellung zu gewährleisten. Daher besteht nach wie vor der BedarfThe mixing heads currently in use, which operate on the counterflow injection principle, produce unsatisfactory results in the production of sheets for many raw materials, as they do not create sufficient mixing and do not produce sheets of the required quality. Furthermore, the mixing heads are bulky and heavy and do not ensure that the mixture leaves the mixing head with a relatively uniform flow to ensure a regular distribution of the polymethylene during sheet production. Therefore, there is still a need
nach Hochdruck-Mischköpfen, die eine bessere Mischungsqualität und einen gleichmäßigen Fluß ergeben, sowie der Bedarf nach einem leichten Mischkopf für eine hin- und hergehende Bewegung für die genannten Anwendungen.for high pressure mixing heads that provide better mixing quality and a uniform flow, as well as the need for a lightweight mixing head for a reciprocating motion for the above applications.
DE-A-27 35 534 zeigt einen Hochdruck-Mischkopf mit L-förmiger Mischkammer und Auslaßleitung mit unterschiedlicher Querschnittsfläche und Länge, wobei die Mischkammer ein kleines Volumen hat und sich zu der in rechtem Winkel liegenden Auslaßleitung öffnet. Einlaßdüsen für die Zufuhr von reaktiven chemischen Komponenten sind in der Nähe des Auslaßendes der Mischkammer vorgesehen, das sich zu der Auslaßleitung hin öffnet; ferner sind hin- und hergehende Reinigungskolben mit hydraulischen Stellgliedern verbunden und werden aufeinanderfolgend betätigt, um die Mischkammer und die Auslaßleitung am Ende jeder Mischung zu reinigen.DE-A-27 35 534 shows a high pressure mixing head with an L-shaped mixing chamber and outlet line with different cross-sectional area and length, the mixing chamber having a small volume and opening to the outlet line at right angles. Inlet nozzles for supplying reactive chemical components are provided near the outlet end of the mixing chamber which opens to the outlet line; furthermore, reciprocating cleaning pistons are connected to hydraulic actuators and are operated sequentially to clean the mixing chamber and outlet line at the end of each mix.
Obwohl dieser Mischkopf eine qualitativ gute Mischung bei gleichmäßigem Fluß ergibt, bedingt er gleichwohl einen Mischkopfaufbau mit hohem Gewicht, der ungeeignet für Anwendungen ist, die periodisch hin- und hergehende oder oszillierende Bewegungen erfordern.Although this mixing head produces a high quality mix with a consistent flow, it nevertheless requires a heavy mixing head structure that is unsuitable for applications that require periodic reciprocating or oscillating movements.
Ferner ist aus DE-A-26 12 812 ein Mischkopf bekannt, der axial ausgerichtet eine Mischkammer und eine Auslaßleitung aufweist, die mit einem hin- und hergehenden Reinigungskolben, welcher mit einem großen hydraulischen Zylinder verbunden ist, versehen sind, wobei in der Mitte ein Durchflußbegrenzer quer zu der Mischkammer und der Auslaßleitung angeordnet ist und durch eine hydraulische Einrichtung betätigt wird.Furthermore, from DE-A-26 12 812 a mixing head is known which has an axially aligned mixing chamber and an outlet line, which are provided with a reciprocating cleaning piston which is connected to a large hydraulic cylinder, wherein in the middle a flow restrictor is arranged transversely to the mixing chamber and the outlet line and is actuated by a hydraulic device.
Obwohl die Verwendung eines Durchflußbegrenzers oder Drosselelements eine ausreichende Vermischung sicherstellt, bedingt dies einen schweren und sperrigen Mischkopf, der zur Plattenherstellung ungeeignet ist.Although the use of a flow restrictor or throttle element ensures adequate mixing, it requires a heavy and bulky mixing head that is unsuitable for plate production.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochdruck-Mischkopf der obenangegebenen Art mit einem besonders leichten Aufbau und einfacher Konstruktion zu schaffen, der für hin- und hergehende Bewegungen bei der kontinuierlichen Herstellung von Platten und dergleichen geeignet ist.It is therefore an object of the present invention to provide a high-pressure mixing head of the type specified above with a particularly light structure and simple construction, which is suitable for reciprocating movements in the continuous production of plates and the like.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen leichten, hin- und herbewegbaren Mischkopf zu schaffen, der gleichmäßigen Durchfluß und hohe Mischungsqualität gewährleistet.Another object of the invention is to provide a lightweight, reciprocating mixing head that ensures uniform flow and high mixing quality.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Mischkopf zum Mischen von wenigstens zwei chemischen Komponenten, insbesondere zur Herstellung von Schaumstoffen, mit:To solve this problem, a mixing head is used to mix at least two chemical components, in particular for the production of foams, with:
einer Mischkammer, welche Einlaßdüsen für die chemischen Komponenten und eine Auslaßöffnung für das reaktive Gemisch aufweist, wobei sich die Auslaßöffnung zu dem rückwärtigen Ende einer Auslaßleitung öffnet, die in rechtem Winkel zu der Mischkammer angeordnet ist, wobei die Auslaßleitung ein vorderes Ende zum Ausgeben des Gemisches hat;a mixing chamber having inlet nozzles for the chemical components and an outlet opening for the reactive mixture, the outlet opening opening to the rear end of an outlet conduit arranged at right angles to the mixing chamber, the outlet conduit having a front end for discharging the mixture;
einem hin- und herbewegbaren Reinigungskörper in der Mischkammer, wobei der Reinigungskörper zwischen einer zurückgezogenen Position, in der die Auslaßöffnung und die Einlaßdüsen geöffnet sind, und einer vorgeschobenen Position bewegbar ist, in der die Auslaßöffnung gegen die Auslaßleitung geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,a reciprocating cleaning body in the mixing chamber, the cleaning body being movable between a retracted position in which the outlet opening and the inlet nozzles are open and an advanced position in which the outlet opening is closed against the outlet line, characterized in that
daß ein einstellbarer Drosselkörper vorgesehen ist, der in axialer
Richtung am rückwärtigen Ende der Auslaßleitung verläuft, wobei der Drosselkörper einen länglichen Schaftabschnitt aufweist,
der manuell einstellbare Schraubmittel zur Einstellung der Stellung des Drosselkörpers in der Auslaßleitung zwischen
zurückgezogenen und vorgeschobenen Positionen, in welchen er die Auslaßöffnung teilweise verschließt, aufweist, um den Durchfluß
von der Mischkammer zu der Auslaßleitung zu begrenzen, und
daß Mittel zum Erzeugen eines Druckluftstrahls zum Reinigen der Auslaßleitung vorhanden sind.that an adjustable throttle body is provided which extends axially at the rear end of the outlet line, the throttle body having an elongated shaft portion which has manually adjustable screw means for adjusting the position of the throttle body in the outlet line between retracted and advanced positions in which it partially closes the outlet opening to limit the flow from the mixing chamber to the outlet line, and
that means are provided for generating a jet of compressed air to clean the outlet line.
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen:Features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description taken together with the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine Querschnittsansicht eines Mischkopfs entlang der Linie 1-1 aus Figur 2 ist;Figure 1 is a cross-sectional view of a mixing head taken along line 1-1 of Figure 2;
Figur 2 eine Querschnittsansicht des Mischkopfs entlang der Linie 2-2 auf Figur 1 ist.Figure 2 is a cross-sectional view of the mixing head taken along line 2-2 of Figure 1.
Der Mischkopf 10 weist eine Mischkammer 11 mit einer Auslaßöffnung 12 auf, die sich in das rückwärtige Ende einer länglichen Auslaßleitung 13 öffnet. Die Leitung 13 weist eine Ausgabe- oder Gießöffnung 14 an ihrem vorderen Ende auf. Wie in Figur 1 dargestellt sind die Auslaßleitung 13 und die Mischkammer 11 im rechten Winkel zueinander angeordnet. Aus den Figuren 1 und 2 wird auch deutlich, daß die Mischkammer 11 im Vergleich zur Auslaßleitung 13 eine kleinere Querschnittsfläche aufweist.The mixing head 10 has a mixing chamber 11 with an outlet opening 12 opening into the rear end of an elongated outlet conduit 13. The conduit 13 has a dispensing or pouring opening 14 at its front end. As shown in Figure 1, the outlet conduit 13 and the mixing chamber 11 are arranged at right angles to each other. It is also clear from Figures 1 and 2 that the mixing chamber 11 has a smaller cross-sectional area compared to the outlet conduit 13.
Da die Mischkammer 11 eine vergleichsweise kleineren Durchmesser und eine geringere Länge im Vergleich mit der Auslaßleitung 13 hat, wobei die Auslaßleitung 13 zum Beispiel eine zweimal so große oder größere Querschnitts fläche wie die Mischkammer 11 hat, bildet die Mischkammer 11 einen Mischraum mit kleinem Volumen, aus dem das Gemisch in turbulentem Strömungszustand austritt und in die Auslaßleitung 13 abgelenkt wird.Since the mixing chamber 11 has a comparatively smaller diameter and a shorter length compared to the outlet line 13, where the outlet line 13 has, for example, a cross-sectional area twice as large or larger than that of the mixing chamber 11, the mixing chamber 11 forms a mixing space with a small volume from which the mixture emerges in a turbulent flow state and is deflected into the outlet line 13.
Reaktive chemische Komponenten für Polyurethanmaterialien werden durch gegenüberliegende Einlaßdüsen 15, 16 und Injektionskammern 17, 18 gegeneinanderstromend in die Mischkammer 11 injiziert, wobei die Einlaßdüsen 15, 16 nahe dem Ausgang 12 in der Mischkammer angeordnet sind.Reactive chemical components for polyurethane materials are injected countercurrently into the mixing chamber 11 through opposing inlet nozzles 15, 16 and injection chambers 17, 18, with the inlet nozzles 15, 16 being arranged near the outlet 12 in the mixing chamber.
Ein Reinigungskörper 19 in Form eines hin- und herbewegbaren Stempels ist mit dem Kolben einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, wie etwa einem doppeltwirkenden Zylinder 20, verbun-A cleaning body 19 in the form of a reciprocating piston is connected to the piston of a hydraulic actuating device, such as a double-acting cylinder 20.
den, um aus der in den Figuren gezeigten zurückgezogenen Position, in der der Reinigungskörper 19 die Einlaßdüsen 15 und 16 zur Einspeisung der reaktiven chemischen Komponenten offen läßt, in eine vorgeschobene Position bewegt zu werden, in der er die Auslaßöffnung 12 in der Wand der Auslaßleitung 13 verschließt. Der Reinigungskörper 19 kann, wie in Figur 2 dargestellt, in vorteilhafter Weise mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten 21, 22 versehen sein, um jede Einlaßdüse 15, 16 mit einer entsprechenden Rückführleitung 23, 24 zum Rezirkulieren der chemischen Komponenten in einem abgeschlossenen System im Fall der geschlossenen Stellung des Mischkopfes zu verbinden.to be moved from the retracted position shown in the figures, in which the cleaning body 19 leaves the inlet nozzles 15 and 16 open for feeding the reactive chemical components, to an advanced position in which it closes the outlet opening 12 in the wall of the outlet line 13. The cleaning body 19 can, as shown in figure 2, advantageously be provided with longitudinal grooves 21, 22 to connect each inlet nozzle 15, 16 to a corresponding return line 23, 24 for recirculating the chemical components in a closed system in the case of the closed position of the mixing head.
Auf Wunsch kann eine Öffnung 25 (siehe Figur 1) in dem Reinigungskörper 19 vorgesehen sein, wobei das rückwärtige Ende der Öffnung 25 mit einer Einlaßöffnung 26 zum Zuführen eines dem reaktiven Gemisch beizumischenden Färbemittels ausgerichtet ist, wenn sich der Reinigungskörper 19 in der zurückgezogenen Stellung befindet.If desired, an opening 25 (see Figure 1) may be provided in the cleaning body 19, the rear end of the opening 25 being aligned with an inlet opening 26 for supplying a colorant to be mixed into the reactive mixture when the cleaning body 19 is in the retracted position.
Gemäß der Erfindung ist der Mischkopf 10 mit einer einstellbaren Drosseleinrichtung 27 am rückwärtigen Ende der Auslaßleitung 13 ausgestattet, um die Auslaßöffnung 12 der Mischkammer 11 teilweise zu verschließen oder zu versperren.According to the invention, the mixing head 10 is equipped with an adjustable throttle device 27 at the rear end of the outlet line 13 in order to partially close or block the outlet opening 12 of the mixing chamber 11.
Insbesondere weist die Drosseleinrichtung 27 einen länglichen Schaft 27' mit dem gleichen Durchmesser wie die Innenwand der Auslaßleitung 13 auf, um an der Innenwand der Auslaßleitung 13 anliegend über einen einstellbaren Hub zu gleiten. Die Drosseleinrichtung weist ferner Schraubmittel 28 zur Einstellung der axialen Stellung des Schaftes 27' in der Auslaßleitung 13 auf, die durch einen vergrößerten Kopf 29 am rückwärtigen Ende des aus dem Mischkopf 10 herausragenden Schaftes 27' manuell zu verstellen sind.In particular, the throttle device 27 has an elongated shaft 27' with the same diameter as the inner wall of the outlet line 13 in order to slide over an adjustable stroke in contact with the inner wall of the outlet line 13. The throttle device also has screw means 28 for adjusting the axial position of the shaft 27' in the outlet line 13, which can be adjusted manually by means of an enlarged head 29 at the rear end of the shaft 27' protruding from the mixing head 10.
Durch Einstellen der Position der Drosseleinrichtung 27 ist es daher möglich, die Querschnittsfläche des Ausgangs 12 aus derBy adjusting the position of the throttle device 27, it is therefore possible to adjust the cross-sectional area of the outlet 12 from the
Mischkammer 11 zu ändern, woraus eine einstellbare Drosselwirkung und damit eine verbesserte Mischungsqualität bei Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Flusses von Gemisch aus der Auslaßleitung 13 des Mischkopfes resultiert.Mixing chamber 11, resulting in an adjustable throttling effect and thus an improved mixing quality while maintaining a uniform flow of mixture from the outlet line 13 of the mixing head.
Um den Aufbau des Mischkopfes 10 leicht zu halten und geeignet für eine gleichmäßige hin- und hergehende oder oszillierende Bewegungen bei der Herstellung von Polyurethan-Platten und dergleichen sein zu lassen, ist anstelle einer herkömmlichen hin- und herbewegbaren Reinigungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen von Druckluftstößen vorgesehen, um einen Luftstrom am rückwärtigen Ende der Auslaßleitung 13 zu deren Reinigung und zum Reinigen der Auslaßöffnung der Mischkammer 11 zu erzeugen.In order to keep the structure of the mixing head 10 light and suitable for a uniform reciprocating or oscillating movement in the manufacture of polyurethane plates and the like, a device for generating compressed air pulses is provided instead of a conventional reciprocating cleaning device in order to generate an air flow at the rear end of the outlet line 13 for cleaning it and for cleaning the outlet opening of the mixing chamber 11.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Einrichtung zum Erzeugen von Druckluftstrahlen eine längliche Öffnung 30 in der Drosseleinrichtung 27 auf, die sich am vorderen Ende des Schaftes 27' zu der Leitung 13 hin öffnet; ein Rückschlagventil in Form eines Kugelkörpers 31 ist am vorderen Ende der Öffnung 30 vorgesehen, um zu verhindern, daß reaktives Gemisch die Luftstrahlöffnung verstopft. Anstelle oder in Kombination mit der Luftstrahlöffnung 30 in der Drosseleinrichtung 27 kann eine Einrichtung 32 zum Erzeugen eines Druckluftstroms, die mit einem Rückschlagventil versehen ist, gegenüberliegend der Auslaßöffnung 12 der Mischkammer 11 und dieser zugewandt angeordnet sein.In the embodiment shown, the device for generating compressed air jets comprises an elongated opening 30 in the throttle device 27, which opens at the front end of the shaft 27' towards the line 13; a check valve in the form of a spherical body 31 is provided at the front end of the opening 30 to prevent reactive mixture from clogging the air jet opening. Instead of or in combination with the air jet opening 30 in the throttle device 27, a device 32 for generating a compressed air flow, which is provided with a check valve, can be arranged opposite the outlet opening 12 of the mixing chamber 11 and facing it.
Aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird deutlich, daß ein Hochdruck-Mischkopf für reaktive chemische Komponenten geschaffen worden ist, der einen sehr einfachen Aufbau und eine sehr leichte Struktur verglichen mit herkömmlichen Geräten hat, was diesen Kopf besonders geeignet macht für Anwendungen, die oszillierende oder hin- und hergehende Bewegungen erfordern, insbesondere für Anwendungen bei der kontinuierlichen Herstellung von Schaumstoffplatten. Der Kopf erreicht gleichzeitig verbesserte Resultate hinsichtlich eines gleichmäßigen Durchflusses und einer verbesserten Mischungsqualität.From the description and the attached drawings it is clear that a high pressure mixing head for reactive chemical components has been created which has a very simple design and a very light structure compared to conventional devices, which makes this head particularly suitable for applications requiring oscillating or reciprocating movements, in particular for applications in the continuous production of foam boards. The head simultaneously achieves improved results in terms of uniform flow and improved mixing quality.
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