DK142304B - Apparat til at blande og udsprøjte et fluidum. - Google Patents

Description

i 142304 i

Den foreliggende opfindelse angår et apparat af den i krav l's indledning anførte art.

Der kendes forskellige apparater for dispensering og udsprøjtning af et antal fluida. Fra beskrivelsen til U.S.A. patent 5 3.330.484 kendes et apparat, inden i hvilket fluida, der skal sprøjtes, blandes umiddelbart før udskydningen af blandingen af fluida gennem en hensigtsmæssig fluidumssprøjtespids eller -dyse. Fra beskrivelsen til U.S.A. patent 3.399.834 kendes et andet apparat, hvor fluidaene blandes ved, at hvert 10 af fluidaene udsprøjtes individuelt, og hvor de udsprøjtede fluida derpå blandes uden for apparatet på en sådan måde, at blandingen effektueres. Begge de ovenfor nævnte apparater er blevet benyttet til at blande og udsprøjte fluida, såsom plaststoffer af polyesterharpiksarten. Polyesterharpiks be-15 nyttes hyppigt til tilvejebringelse af en belægning, hvor formstoffet dannes ved på hensigtsmæssig måde at blande en katalysator, såsom methylethylketonperoxid med et harpiks-agtigt materiale, såsom en polyesterharpiks. Ved fremstillingen af formstofmaterialer forstærket med fiberglas kræ-2Q ver flere processer også endvidere dannelsen og udsprøjtning af en blanding af harpiksholdige plastmaterialer og katalysatorer, Harpiksen og katalysatoren kan blandes i et sprøjteapparat og derpå sprøjtes ind på en form eller en del eller blandes uden for sprøjteapparatet og derpå sprøjtes på 25 formen eller delen. Ved betjening af apparatet er det vigtigt, at katalysatoren blandes på tilfredsstillende måde med harpiksen, da der ellers kan forekomme uønskede resultater, såsom en ujævn hærdning af harpiksen. Det er endvidere ønskeligt at holde den af apparatet for udsprøjtning benyttede 30 luftmængde så lav som mulig, da brug af store mængder af luft under betjeningen af apparatet nemt kan medføre dannelsen af en uønsket mængde af dampe.

Det har vist sig, at de kendte blandings- og sprøjteapparater enten ikke på tilfredsstillende måde blander harpiks-35 0g katalysatorstofferne, eller forbruger store mængder luft til blanding og forstøvning af fluidaene til en hensigts- 142304 2 mæssig sprøjtesky. Således kendes fra beskrivelsen til U.S.A. patent 1.331.376 en olie/luftblander for oliebrændere og af den indledningsvist omtalte art. Det her viste apparat har imidlertid den mangel, at luftforbruget er stort, og at så-5 ~fremt et apparat af denne type skulle anvendes som et blan dings- og sprøjteapparat, ville selve blandingen af luft - uden katalysator - og fluidum ikke være tilstrækkelig effektiv, når harpiksstoffer og katalysator båret af luftstrømmen skal blandes fuldstændig før udsprøjtning fra en 1Q sprøjtedyse. Desuden har dette apparat specielt kurvede fordeler- og forstøverflader, der er vanskelige at fremstille .

Det er den foreliggende opfindelses formål at anvise et apparat, der sikrer en mere effektiv blanding af mindst 15 to fluida, såsom en polyesterharpiks og en katalysator i apparatet forud for udsprøjtningen, idet hver af strømmene af det første fluidum og af det andet fluidum tvinges til at blive blandet på fuldt tilfredsstillende måde, og hvor de enkelte dele er lette af fremstille.

20 Dette formål tilgodeses ved et apparat af den indledningsvist omtalte art og ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte, hvorved man i et afgrænset kammer ved kombinationsvirkningen mellem spredeorganet og blandings-organet opnår blanding af et stort antal delstrømme af det 25 første og det andet fluidum, f.eks. en harpiks, en kataly- såtor/luftblanding, hvilket fremmer en bedre "omrøring" el- ' ler indbyrdes sammenblanding af harpiks med katalysator. Anvendelsen af sådanne delstrømme af de to fluida, som strømmer ud imellem hinanden fra spredeorganet, reducerer mulig-30 heden for uensartet hærdning til et minimum. Denne bedre blanding til forhindring af ujævn hærdning opnås uden stort luftforbrug, der kunne medføre miljøforurening ved dannelse af dampe fra forskellige former for katalysatorer, harpikser og blandinger af disse.

35 ved det i den kendetegnende del af krav 2 anførte sikrer man 3 142304 ved, at de med indbyrdes afstand anbragte åbninger for kanalen er formet i en konisk endevæg af spredeorganet således, at det første fluidum strømmer hen imod blandingskammerets periferi, så de første fluidumstrømme slår ind mod 5 kammerets sidevæg. Den resulterende turbulens forbedrer sammenblandingen af harpiksen og katalysatoren og reducerer yderligere muligheden for uensartet hærdning. Denne specielle konstruktion styrer endvidere strømmene af det første fluidum således, at de skydes ind på, eller subsidiært ind· rae.1 -10 lem, strømme af det andet fluidum.

Det i krav 3's kendetegnende del anførte styrer strømmen af det andet fluidum i en retning således, at strømmene af det første fluidum, styret som angivet ovenfor, vil slå an mod, eller subsidiært ramme imellem strømmen af det andet 15 fluidum/ hvilket forøger muligheden for turbulent blanding. Dette fremmer også en jævn fordeling af katalysator i harpiks og vice versa.

Ved hjælp af det i krav 4"s kendetegnende del anførte får man en kombination, der ved den første deling af harpiks-20 og katalysatorstrømmene i delstrømme sikrer en grundig blanding af disse parvist udstrømmende delstrømme.

Foretrukne udførelsesforroer af apparatet ifølge opfindelsen beskrives nedenfor under henvisning til tegningen.

På denne viser 25 fig. 1 et sprøjtehoved af en sprøjtepistol med et apparat for blanding og sprøjtning ifølge den foreliggende opfindelse påmonteret, set fra siden, fig, 2 et snit langs linien 2-2 i fig. 1 med detaljer for blandings- og sprøjteapparatet ifølge den foreliggende op-30 findelse, fig. 3 fig. 2 set fra ende langs linien 3-3, og 142304 4 fig. 4 et snit langs linien 4-4 i fig. 2.

I fig. 1 ses den forreste del af legemet af et sprøjteapparat, såsom en sprøjtepistol 10, på hvilken der er fastgjort et sprøjtehoved 11, som har en gevindskåren forreste del 12, 5 der optager en indvendig gevindskåren krave 13. Sprøjtepistolen 10 kan være af enhver hensigtsmæssig art, f.eks. som den, der er vist og beskrevet i US patentskrift nr. 3-330.484. Sprøjtepistoler af denne art er særligt hensigtsmæssige til at udsprøjte forskellige termohærdende formstoffer, kataly-1Q serede klæbemidler, gel-belægninger, flydende skumstoffer osv.

Af fig. 2 ses, at legemet af sprøjtehovedet 11 omfatter et langagtigt midterkammer 2Q med en mindre endedel 21 og en udvidet mellemdel 22, der fortsætter i en gevindskåren del 15 23, en yderligere udvidet mellemdel 24 og en større ydre endedel 25. Et dyselegeme 26 er skruet fast på dets indvendige endedel til den gevindskårne del 23 af kammeret 20.

Dyselegemet 26 har en gevindskåren, indre endedel 27 efterfulgt af en med indskæringer forsynet del 28, en udvidet 20 mellemdel 29 og en yderligere udvidet mellemdel 30, hvorfra legemet så aftager i størrelse i et antal trin, indtil det afsluttes ved enden 31. Dyselegemet 26 omfatter endvidere et gennemgående langagtigt, cylindrisk blandingskammer 32. Blandingskammeret 32 danner en fortsættelse af 25 det cylindriske midterkaromer 20 af legemet af sprøjtehovedet 11.

Den med indskæringer forsynede del 28 af dyselegemet 26 danner et cirkulært fordelingskammer 35 sammen med mellemdelen 24 af sprøjtehovedet 11's legeme. Fordelingskammeret 35 er 30 i forbindelse med det langagtige, cylindriske blandingskammer 32 ved hjælp af et antal med indbyrdes afstand anbragte huller 36, som vist i fig. 4. Den med indskæringer forsynede del 28 kan, som vist, indeholde fire huller 36, der hver har 142304 5 en indbyrdes afstand på ca. 90°. Det må forstås, at der kan anbringes et vilkårligt antal huller 36, blot man opnår de ønskede resultater.

Sprøjtehovedet 11 har en første væskegennemstrømningskanal 5 40, gennem hvilken der tilføres et første fluidum under tryk fra en hensigtsmæssig ledning 41, der på hensigtsmæssig måde er forbundet med kanalen, og som løber ud fra hovedlegemet (ikke vist i fig. 2) af sprøjtepistolen 10. Hvis apparatet til brug for blanding og sprøjtning ifølge den foreliggende 1Q opfindelse skal benyttes til at udsprøjte et termohærdende plastmateriale, benyttes ledningen 41 fortrinsvis til at tilføre et harpiksmateriale under et hensigtsmæssigt tryk til den første væskegennemstrømningskanal 40. Et hensigtsmæssigt harpiksmateriale er en polyesterharpiks.

15 Sprøjtehovedet 11's legeme er udstyret med en anden væske- gennemstrøraningskanal 42, til hvilken der tilføres et andet fluidum under tryk fra en hensigtsmæssig ledning 43, der er forbundet dertil. Dette fluidum kan være en hlanding af luft under tryk og en katalysator. En hensigtsmæssig kata-20 lysator er methylethylketonperoxid. Væskegennemstrømnings-kanalen 42 ender med sin indre ende ved det cirkulære fordelingskammer 35, der er dannet ved hjælp af den med indskæringer forsynede del 28 af dyselegemet 26.

Et spredeorgan 5Q er anbragt ved den indre ende af det 25 langagtige, cylindriske blandingskammer 32 af dyselegemet 26 og delvis i den udvidede mellemdel 22 af kammeret 20 af sprøjtehovedet 11's legeme. Spredeorganet 5Q omfatter en cylindrisk, bageste del 51, der har en udvidet ring 52 ved den indre ende, hvilken ring optages af den udvidede mellem-30 del 22 af kammeret 20. Et hensigtsmæssigt pakningsorgan, såsom en O-ring 53, anbringes omkring den indvendige ende af spredeorganet 50 mellem ringen 52 og enden af den udvidede mellemdel 22 af kammeret 20.

Spredeorganet 50 har en central gennemstrømningsåbning 55, 142304 6 der strækker sig gennem dette fra spredeorganets indvendige til dets udvendige ende. Gennemstrømningsåbningen 55 er ved dens udvendige ende dækket af en endevæg 56, der fortrinsvis er udformet som en konisk formet spids, som vist i 5 fig. 2. Endevæggen 56 er forsynet med et antal med indbyrdes afstand anbragte åbninger 57, der er udformet i endevæggen, således at de i det væsentlige er anbragt vinkelret på den skråtstillede flade af den koniske spids. Det ses, at åbningerne 57 også er anbragt under en given vin-10 kel i forhold til længdeaksen af det langagtige, cylindriske blandingskammer 32 af dyselegemet 26, således at et fluidum, der strømmer gennem den centrale gennemstrømningsåbning 55, træder ud gennem åbningerne 57 rettet hen imod periferien af kammeret 32 som et antal fluidumsstrømme.

15 Spredeorganet 50 omfatter også en ringformet mellemdel 58, der har formindsket diameter i forhold til den bageste del 51, så der dannes et ringformet fordelingskammer 59 til optagelse af fluidum under tryk fra den anden væskegennemstrømningskanal 42 gennem det cirkulære fordelingskammer 20 35 og hullerne 36.

Den del af spredeorganet 50, der ligger mellem den ringformede mellemdel 58 og endevæggen 56, har et antal parallelle, med indbyrdes afstand anbragte kanaler 61, som vist i fig. 4. Det foretrækkes, at hver af kanalerne 61 er på 25 linie med én af endevægsåbningerne 57, Man vil bemærke, at et fluidum, der tilføres under tryk til det ringformede fordelingskammer 59, deles i et antal fluidumstrømme ved hjælp af kanalerne 61 og vil strømme fra kanalerne 61 til det langagtige, cylindriske blandingskammer 32 foran eller 20 udenfor endevæggen 56 af spredeorganet 50,

Det bemærkes, at kanalerne 61 deler det andet fluidum, såsom en blanding af luft og katalysator, i et antal strømme, medens endevægsåbningerne 57 deler det første fluidum, såsom en harpiks, i et antal strømme. Det foretrækkes, at 35 antallet af strømme af blandingen af luft og katalysator 14230/, 7 er lig med antallet af harpiksstrømme. Da strømmene af det første fluidum træder ud gennem åbningerne 57 af endevæg-gen 56 under en given vinkel rettet udefter imod perifer rien af det langagtige, cylindriske blandingskammer 32, 5 vil strømme af det første fluidum nemt blandes med antal" let af strømme af det andet fluidum, der udtømmes gennem kanalerne 61 stødende op til periferien af blandingskammeret 32 og i det væsentlige parallelt med blandingskammeret 32's længdeakse. På denne måde forekommer en væsent-10 lig blanding af de to fluida.

Et blandingsorgan 63 er placeret i dpt langagtige, cylindriske blandingskammer 32 anbragt med afstand foran endevæggen 56 af spredeorganét 50. Blandingsorganet 63 omfatter en midterstang 64, der omfatter et antal med ind-byrdes afstand anbragte plader 65, som rager ud fra stangen. I den i fig. 2 viste udførelsesform omfatter blandingsorganet 63 tre med indbyrdes afstand anbragte plader 65.

Hver af pladerne 65 har et antal udskårne dele 66. De udskårne dele 66 af hver af pladerne 65 kan være rettet ind 20 efter hinanden til dannelse af et antal kanaler, således at der tilvejebringes en skruelinieformet vej for strømningen af blandingen af fluida, hvilket tjener til at ryste og piske blandingen af fluida, således at de blandes yderligere.

25 En hensigtsmæssig sprøjtespids 70 for fluidum er anbragt på linie med enden af blandingskammeret 32 af dyselegemet 26 og holdes i stilling ved hjælp af en rundtgående flange 60 ved den forreste ende af den gevindskårne krave 13. Sprøjtespidsen 70 for fluidum er forsynet med en central 20 gennemstrømningsåbning 71 til optagelse af blandingen af fluida, der træder ud fra blandingsorganet 63. Som vist i fig. 2 og 3 har sprøjtespidsen 70 ved dens ydre ende et i det væsentlige V-formet hak 72. Den centrale gennemstrømningsåbning 71 i sprøjtespidsen 70 for fluidum ender ved 25 hakket 72 i en skarpkantet, elliptisk munding 73, gennem 8 14230Λ hvilken blandingen af fluida udskydes. Efter at blandingen af fluida er udskudt fra mundingen 73, forstøves blandingen ved samvirke mellem blandingen og den atmosfæriske luft, der omgiver sprøjtespidsen 70. Sprøjtestrålen bestående af 5 den forstøvede blanding af fluida tvinges til at spredes ud i en viftelignende form ved hjælp af hakket 72 og den elliptiske form af mundingen 73 af sprøjtespidsen 70 til brug for påføring på den pågældende flade, der skal belægges.

10 Et hensigtsmæssigt tætningsorgan, såsom en O-ring 75, er anbragt mellem den indre ende af sprøjtespidsen 70 for fluidum og enden af dyselegemet 26. Andre hensigtsmæssige tætningsorganer, såsom O-ringe 76 og 77, er anbragt på mellemdelene 29 og 3Q af dyselegemet 26 til dannelse af en pak-15 ning mellem dyselegemet 26 og sprøjtehovedet 11.

Ved betjening af blande- og sprøjteapparatet ifølge den foreliggende opfindelse tilføres et første fluidum, såsom en polyésterharpiks, under tryk til sprøjtehovedet 11 gennem ledningen 41 til den første væskegennemstrøraningskanal 20 40 ind i det langagtige midterkammer 20 gennem den centrale gennemstrømningsåbning 55 af spredeorganet 50. Polyesterharpiksen træder ud gennem de specielle åbninger 57 i endevæggen 56 som et antal af særskilte strømme under en vinkel; således at de er rettet udefter hen imod periferien 25 af blandingskammeret 32. Det må bemærkes, at strømmene af polyesterharpiks strømmer fra spredeorganet 50 under en given vinkel i forhold til længdeaksen af det kammer, i hvilket spredeorganet er anbragt. Et andet fluidum, såsom en blanding af luft og katalysator under tryk, tilføres til 30 sprøjtehovedet 11 gennem ledningen 43 til den anden væskegennemstrømningskanal 42 og ind i det cirkulære fordelingskammer 35 gennem åbninger 36 ind i det andet fordelingskammer 59, hvorfra den træder ud gennem kanalerne 61 som et antal af adskilte strømme og ind i blandingskammeret 35 32 af dyselegemet 26. Det må bemærkes, at strømmene af blandingen af luft og katalysator strømmer fra spredeorga- 142304 9 net 50 i det væsentlige parallelt med lændeaksen af det kammer, hvori spredeorganet er anbragt. Strømmene af blandingen af luft og katalysator, der træder ud fra kanalerne 61, møder harpiksstrømmene, der træder ud fra åbningerne 5 57, ved et punkt foran i forhold til endevæggen 56, såle des at blandingen af de to fluida lettes.

Efter at de to strømme i det væsentlige er blandet til én blanding, strømmer hele blandingen gennem den vredne vej, der er tilvejebragt ved hjælp af de med indbyrdes afstand 10 anbragte plader 65 af blandingsorganet 63, hvor blandingen yderligere rodes rundt og blandes. Blandingen udskydes derpå fra den elliptiske munding 73 af sprøjtespidsen 70 for fluida under tryk, hvorved den samvirker med den omgivende atmosfæriske luft på en sådan måde, at den forstøves.

15 Fordelene ved den foreliggende opfindelse skulle klart fremgå af den ovenstående beskrivelse. Ved spredeorganet 50 tilvejebringes et effektivt og enkelt organ til i begyndelsen at holde de to strømme adskilt, indtil de blandes, umiddelbart før de udskydes eller udtømmes fra sprøjtespidsen 70.

20 Blandingsorganet 63 muliggør en yderligere blanding af de to fluida umiddelbart forud for udskydningen fra sprøjtespidsen 70. Hvis en blanding af luft og katalysator benyttes som det ene fluidum, virker den atmosfæriske luft ved denne udformning såvel som en bærer for katalysatoren og kan 25 samtidigt benyttes til at hjælpe med til at bryde strømmen af de to fluida op i et forstøvet sprøjtemønster. Desuden kan sprøjtningen og blandingen gennemføres ved hjælp af et minimalt luftforbrug.

Den blanding, der udskydes fra sprøjtepistolen 10, kan 30 forstøves ved at underkaste blandingen et højt tryk forud for udskydningen ved at benytte luft til at forstøve blandingen eller ved at bruge andre hensigtsmæssige mekaniske organer til at forstøve blandingen.

Det må bemærkes, at idéen for den foreliggende opfindelse

Claims (2)

142304 kan finde anvendelse ved udsprøjtning af de fleste fler-komponentmaterialer omfattende, men ikke begrænset til, polyesterharpikser, epoxyharpikser, urethanharpikser, sili-conegummi. Flerkomponentmaterialet~omdannes i 5 det væsentlige ved rumtemperatur fra en flydende fase til en fast fase ved tilsætning af en hensigtsmæssig katalysator eller et hærdningsmiddel. Folyesterharpikser kan hærdes ved tilsætning af en peroxidkatalysator og en naphthenat-eller anilinaktivator. Epoxier kan hærdes ved tilsætning 1Q af et hensigtsmæssigt amin- eller anhydrid-hærdningsmiddel. Urethaner kan fremstilles ved tilsætning af en hensigtsmæssig isocyanatester til en polyesterharpiks. Silicone-gummi kan opnås ved at tilsætte en hensigtsmæssig tinsæbe til en siliconeelastomer.

1. Fluidums-blandings- og sprøjteapparat (10), som omfatter et legeme (11, 26) med et centralt kammer (20)., der ender i en fluidumsprøjtespids (70), og som har et spredeorgan og en første fluidumgennemstrømningskanal (55) i spredeorganet (50) til at muliggøre gennemstrømning af et 2Q første fluidum under tryk, og som slutter i et antal med indbyrdes afstand anbragte åbninger (57) udformet til at lade det første fluidum strømme ud derfra som et antal strømme, samt endvidere en anden fluidumgennemstrømningsvej i spredeorganet (50), som udgøres af et antal kanaler 25 (61), der strækker sig fra et fordelingskammer (59) dannet . i spredeorganet (50) og udformet til at lade det andet fluidum strømme fra kammeret (59) gennem kanalerne (61) som et antal strømme,kendetegnet ved, at spredeorganet (50) er anbragt i det centrale kammer (20) i le-30 gemet (11, 26), således at der efter spredeorganet dannes et blandingskammer (32), og at et blandingsorgan (63) er anbragt i blandingskammeret mellem spredeorganet (50) og sprøjtespidsen (70), og hvor de med indbyrdes afstand