EP0385209A1 - Vorrichtung zum Mischen flüssiger Medien - Google Patents

Abstract

Mischeinrichtung zum Mischen von zwei oder mehreren flüssigen oder zähflüssigen Komponenten, insbeondere Farben oder Lacken, mit einem statischen Mischer (32) und einem Druckkompensator (46) mit langgestrecktem Puffergefäß. Zwischen Mischer und Druckkompensator ist ein 3/2-Wegehahn (38) geschaltet, welcher die Zuleitung von Reinigungsmitteln und gegebenenfalls pulsierender Druckluft in beide Enden des Puffergefäßes, das vorzugsweise aus einem durchsichtigen Kompensatorrohr besteht, ermöglicht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung nach dem Ober­begriff des Anspruchs 1.
• Wie aus dem Prospekt "Maschinen und Geräte für Glasfaser­kunststoffe" der Fa. J. Coudenhove, Wien (1978), Seiten 2, 3, 11, 15, bekannt, werden zum Ausgleich von Druckspitzen bei derartigen Mischeinrichtungen, bei welchen eine gleich­mäßige Förderung des Produktes nicht möglich ist, Druckkom­pensatoren eingesetzt, um auftretende Druckschwankungen auszugleichen. Derartige Druckkompensatoren dämpfen über ein Gas- oder Luftpolster Druckspitzen und überbrücken anderer­seits einen kurzfristigen Druckmangel, so daß eine konti­nuierliche und weitgehend gleichmäßige Materialförderung aufrechterhalten bleibt. Ein solcher kurzfristiger Druckman­gel kann z.B. bei druckluftbetriebenen Kolbenpumpen auftre­ten, wenn diese am Ende des Druckhubes umschalten.
• Vor allem bei der Förderung und beim Mischen von Farben und Lacken mit druckluftbetriebenen Kolben- oder Membranpumpen werden Druckkompensatoren verwendet, um einen weitgehend gleichmäßigen Materialabgang zu gewährleisten. Dieser gleichmäßige Materialabgang ist erforderlich, um die Produk­ te in der Spritzapplikation mit gleicher Schichtstärke aufzutragen.
• Insbesondere bei Mischeinrichtungen für zwei oder mehrere Komponenten oder Medien sind Druckkompensatoren herkömmlicher Bauart meist nicht anwendbar, da sie zwar Druckspitzen und Druckmängel kurzfristig kompensieren, jedoch bei längeren Betriebspausen in Kauf genommen werden muß, daß durch chemische Reaktion eine Aushärtung der Komponenten erfolgt, wodurch eine längere Betriebsunterbrechung notwendig wird. Die gesamte Mischeinrichtung einschließlich Druckkompen­sator muß zerlegt und gereinigt werden, da sie durch ausge­härtetes Material unbrauchbar geworden ist. Auch bei Material­wechsel, z.B. Umstellung auf einen anderen Farbton, ist ein Zerlegen und Reinigen erforderlich, da Materialreste nicht restlos aus dem Druckkompensator gespült werden können.
• Durch die Erfindung soll ermöglicht werden, einen Druck­kompensator in einer Mischeinrichtung der eingangs genann­ten Art so auszubilden und einzusetzen, daß unabhängig von der Art der verwendeten Medien und Farbtöne eine ein­fache Reinigung bei geringem Zeitaufwand, insbesondere ohne Zerlegen der Einrichtung, möglich ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Bei normalem Betrieb werden die beiden oder mehreren zu mischenden Medien dem Einlaß des Mischers, vorzugs­weise eines statischen Wirbelmischers, zugeführt, und das aus dem Auslaß des Mischers austretende vermischte Material wird durch den in seiner ersten Stel­ lung befindlichen 3/2-Wegehahn und den anschließenden Druckkompensator einem an eine Applikationsleitung an­geschlossenen Applikationsgerät, beispielsweise einer Spritzpistole, zugeleitet. Das dem Druckkompensator unter Druck zugeleitete Material kann sich in dem lang­gestreckten Puffergefäß gegen pneumatischen Druck an­sammeln und ist dadurch in der Lage, Druckspitzen und Druckmängel des vom Mischer nachgelieferten Materials kurzfristig auszugleichen. Da ständig neues vermisch­tes Material in den Kompensator nachgeliefert und aus diesem wieder ausgepreßt wird, ist die Verweilzeit des Materials zwischen Mischer und Applikationsgerät in den meisten Fällen kurz genug, um kein Abbinden oder Aushärten des Materials zuzulassen.
• Vor dem Abbinden oder Aushärten des Materials, insbe­sondere bei Arbeitsunterbrechungen oder Materialwech­sel, ist eine einfache und rasche Reinigungsmöglichkeit ohne Zerlegen der Einrichtung dadurch möglich, daß zu­nächst statt der zu mischenden Komponenten Reinigungs­mittel, erforderlichenfalls mit pulsierender Druckluft vermischt, in den Einlaß des Mischers eingeleitet und über den in seiner ersten Stellung befindlichen 3/2-­Wegehahn in den Druckkompensator und von diesem über die Applikationsleitung dem Applikationsgerät zuge­führt wird, aus welchem Material und Reinigungsmittel abgespritzt werden. Dadurch kann bereits ein großer Teil der Materialrückstände aus der Einrichtung ausge­spült werden.
• Anschließend wird der 3/2-Wegehahn in seine zweite Stellung umgeschaltet, wodurch das weiterhin zugeführ­te Reinigungsmittel, gegebenenfalls mit pulsierender Druckluft, über die Reinigungsleitung in das dem Auf­nahmeende des Druckkompensators entgegengesetzte Ende des Puffergefäßes eingeleitet wird. Dadurch werden die Innenwände des gesamten langgestreckten Puffergefäßes ebenfalls gut gereinigt. Diese Vorgänge können durch mehrmaliges Umschalten des 3/2-Wegehahns beliebig oft wiederholt werden. Anschließend kann gewünschtenfalls noch nach dem Abschalten der Reinigungsmittelzufuhr das Reinigungsmittel über eine längere Zeit im Innern aller Teile der Mischeinrichtung stehengelassen werden, um letzte Reste des Materials aufzulösen und später auszu­spülen.
• Gemäß Anspruch 2 sind das Mischrohr des Mischers sowie das als Kompensationsrohr ausgebildete Puffergefäß des Druckkompensators durchsichtig, so daß sowohl der Misch­vorgang als auch der Reinigungsvorgang jeweils optisch genau beobachtet werden können.
• Um die Reinigungswirkung zu verstärken kann gemäß An­spruch 3 pulsierende Druckluft zusammen mit dem Reini­gungsmittel eingeleitet werden.
• Besonders zweckmäßig ist gemäß Anspruch 4 die Ausstattung des Kompensatorrohrs mit einem Standrohr, durch welches das gemischte Material in das Kompensatorrohr eingeleitet wird.
• Beim Druckausgleich sinkt der Materialspiegel unter die Auslaßöffnung des Standrohrs. Neues vermischtes Material fließt nach, so daß durch die so gelenkte Strömung ein laufender Materialaustausch innerhalb des Druckkompensa­tors stattfindet. Dadurch können Druckschwankungen nicht nur durch das sich im Kompensatorrohr aufbauende Druck­luftpolster, sondern auch durch das Gewicht des im Kom­pensatorrohr sich ansammelnden und aus dessen unterem Aufnahmeende austretenden Materials kompensiert werden.
• Um die Reinigungswirkung beim Einleiten des Reinigungs­mittels in das obere Ende des Kompensatorrohrs noch zu verbessern, kann gemäß Anspruch 5 eine Sprüheinrichtung und zusätzlich gemäß Anspruch 6 ein Leitschaufelkranz vorgesehen werden.
• Anhand der einzigen Figur, die ein bevorzugtes Ausfüh­rungsbeispiel der Erfindung in seinem schematischen Auf­bau zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.
• Durch nicht näher dargestellte Zuführeinrichtungen wird einem Anschluß 10 eine Komponente A, einem Anschluß 12 ein Reinigungsmittel, gegebenenfalls mit pulsierender Druckluft kombiniert, einem Anschluß 14 eine Komponente B und einem Anschluß 16 ebenfalls Reinigungsmittel und gegebenenfalls pulsierende Druckluft zugeführt. Mittels zweier Umschalthähne 18 bzw. 20 werden entweder die bei­den Aufnahmen 10 und 14 für die Komponenten A und B oder nach Umschalten der beiden Umschalthähne 18 und 20 die beiden Aufnahmen 12 und 16 für das Reinigungsmittel und gegebenenfalls die Druckluft mit Verbindungsleitungen 22 bzw. 24 verbunden, die über Rückschlagventile 26 bzw. 28 mit dem Einlaßkopf 30 eines allgemein mit 32 bezeich­neten statischen Wirbelmischers verbunden sind. Der Ein­laßkopf 30 ist mit einem vertikalen und aus durchsichti­gem Material bestehenden Mischrohr 34 verbunden, dessen unteres Ende über einen Auslaßkopf 36 mit einem 3/2-We­gehahn 38 in Verbindung steht. Das Küken 40 des bei der dargestellten Ausführungsform als Kugelventil ausgebil­deten 3/2-Wegehahns verbindet in einer ersten Stellung das Mischrohr 34 über einen ersten Abschnitt 42 einer Applikationsleitung mit dem unten gelegenen Aufnahme­ende 44 eines allgemein mit 46 bezeichneten Druckkom­pensators. Der Druckkompensator 46 weist ein vertikal stehendes, aus durchsichtigem Material bestehendes Kom­pensatorrohr 48 auf, dessen oben gelegenes Abschlußende 50 durch einen Abschlußteil 52 verschlossen ist, der eine ins Innere des Kompensatorrohrs 48 weisende Ver­teilereinrichtung 54 aufweist. In einer zweiten Stel­lung verbindet das Küken 40 des 3/2-Wegehahns 38 das Mischrohr 34 über eine Reinigungsleitung 56 mit dem Ab­schlußteil 52. Durch die Verteilereinrichtung 54 wird über die Reinigungsleitung 56 in den Abschlußteil 52 zugeführtes Reinigungsmittel auf die Innenwände des Kompensatorrohrs 48 aufgesprüht. Wenn das Reinigungsmit­tel zusätzlich mit pulsierender Druckluft kombiniert ist, ergibt sich hierdurch eine außerordentlich günsti­ge Reinigungswirkung für die Innenwände des Kompensator­rohrs 48. Die Reinigungsleitung 56 ist derart an den 3/2-Wegehahn 38 angeschlossen, daß in einer zweiten Stellung des Kükens 40 das Innere des Mischrohrs 34 mit der Reinigungsleitung 56 in Verbindung steht. Gleichzei­tig mit der Umschaltung des 3/2-Wegehahns erfolgt auch eine Umschaltung der Umschalthähne 18 und 20, so daß in dieser zweiten Stellung des Kükens 40 Reinigungsmittel und gegebenenfalls Druckluft durch die Aufnahmen 12 und 16 eingeleitet wird. Die Verteilereinrichtung 54 weist einen konischen Ringkanal 55 auf, durch den ein beson­ders günstiges Aufprallen von Reinigungsmittel auf die Innenwand des Kompensatorrohrs 48 bewirkt wird. Eine Sprühdüse 57 sprüht zusätzlich Reinigungsmittel und ge­gebenenfalls Druckluft auf die Innenwand.
• Das unten gelegene Aufnahmeende 44 des Druckkompensa­tors 46 ist durch einen Aufnahmeteil 58 abgeschlossen, der einerseits über einen Aufnahmekanal 60 mit dem von dem 3/2-Wegehahn 38 kommenden Abschnitt 42 der Applika­tionsleitung und andererseits mit einem Standrohr 62 in Verbindung steht, das nach oben ins Innere des Kompen­satorrohrs 48 ragt, bei der dargestellten Ausführungs­form über etwa ein Drittel der Gesamthöhe des Kompensa­torrohrs. Das durch den Aufnahmekanal 60 eintretende ge­mischte Material steigt im Innern des Standrohrs 62 nach oben und fällt in dem Ringraum zwischen Standrohr 62 und Kompensatorrohr 48 nach unten, um sodann durch einen Aus­laßkanal 64 in den zu einer Spritzpistole 66 führenden Abschnitt 68 der Applikationsleitung ausgepreßt zu wer­den. Je nach dem Druck des vom Mischer 32 zugeführten Materials sammelt sich dieses Material gegen den Druck eines darüberstehenden Luftpolsters bis zu einer von diesem Druck abhängigen Standhöhe an und wird unter der Wirkung dieses Drucks sowie zusätzlich unter der Wir­kung des Eigengewichts der im Kompensatorrohr 48 stehen­den Materialmenge in den Abschnitt 68 der Applikations­leitung gepreßt. Druckspitzen und Druckmängel können so kurzfristig ausgezeichnet kompensiert werden, wobei im Druckkompensator 46 ein ständiger Materialaustausch stattfindet.
• Zur Reinigung der Mischereinrichtung bei Betriebsunter­brechung oder Materialwechsel wird das Küken 40 zunächst in seine erste Stellung gedreht, und es werden die Um­schalthähne 18 und 20 so umgeschaltet, daß Reinigungs­mittel und gegebenenfalls pulsierende Druckluft durch die Aufnahmen 12 und 16 eingeleitet werden können. Durch das einströmende Reinigungsmittel werden zunächst das Mischrohr 34 und die an dasselbe angeschlossenen, vom Material durchströmten Teile gereinigt, wobei das Rei­nigungsmittel durch das Standrohr 62 ins Innere des Druckkompensators eindringt und aus diesem der Spritz­pistole 66 zum Abspritzen der groben Materialreste, bei­spielsweise Farbreste, Lackreste oder dgl., zugeführt wird. Durch Sichtkontrolle am Mischrohr 34 und am Kom­pensatorrohr 48 kann der Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem eine Grobreinigung der Mischeinrichtung durchge­führt ist.
• Anschließend wird das Küken 40 in die zweite Stellung gedreht, so daß das Reinigungsmittel nunmehr über die Reinigungsleitung 56 der Verteilereinrichtung 55 am oberen Ende des Kompensatorrohrs 48 zugeführt wird. Dadurch wird die Innenwand des Kompensatorrohrs 48 gut gereinigt und das Altmaterial wird zusammen mit dem Reinigungsmittel durch die Spritzpistole 66 abge­spritzt.
• Falls noch keine ausreichende Reinigung erzielt ist, kann das Küken 40 nochmals in die erste Stellung um­geschaltet und der entsprechende erste Teil des Rei­nigungsvorganges wiederholt werden. Anschließend kann nach abermaliger Umschaltung des Kükens 40 der zweite Teil des Reinigungsvorgangs wiederholt werden. Dieses Umschalten des 3/2-Wegehahns 38 kann fortgesetzt wer­den, bis durch Sichtkontrolle an den Rohren 34 und 48 eine vollständige Reinigung festgestellt wird.
• Nachdem durch die erwähnte Sichtkontrolle festgestellt wird, daß der Reinigungsvorgang im wesentlichen been­det ist, kann zusätzlich, falls erforderlich, bei ge­schlossener Spritzpistole 66 Reinigungsmittel in alle Teile der Mischeinrichtung eingefüllt und einige Zeit darin stehengelassen werden, bis eine im wesentlichen restlose Reinigung aller Teile erreicht ist. Somit läßt sich eine schnelle und verhältnismäßig einfache Reinigung der Mischeinrichtung ohne Zerlegen derselben auch bei Zwei- und Mehrkomponenten-Materialien trotz der vorteilhaften Verwendung eines entsprechend ausge­bildeten Druckkompensators erzielen.
• Der Einlaßkopf 30 weist an seiner Oberseite einen nach außen führenden Entspannungskanal 70 auf, der durch eine Berstscheibe 72 abgeschlossen ist. Damit bei zu hohen Druckspitzen eine Zerstörung empfindli­cher Teile der Mischeinrichtung, insbesondere der aus Glas oder dgl. bestehenden Rohre 34 und 48, sicher vermie­den wird, ist die Berstscheibe 72 so eingestellt, daß bei Überschreiten eines vorbestimmten Höchstdruk­kes im Innern der Mischeinrichtung die Berstscheibe zerbricht und Material über einen Schlauch 74 einem nicht gezeigten Auffangbehälter zugeleitet werden kann.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Mischen flüssiger Medien, insbesondere von Farben oder Lacken, mit einem statischen Mischer, mit Zuleitungen für die Medien zu dem Einlaß des Mischers, mit einer Zuführeinrichtung für ein flüssiges Reinigungs­mittel zu dem Einlaß des Mischers, mit einer sich an den Auslaß des Mischers anschließenden Applikationsleitung für die Mischung, mit einem Applikationsgerät, in das die Applikationsleitung mündet, und mit einem Druckkompensa­tor, der in die Applikationsleitung eingeschaltet ist, der ein vertikal stehendes, langgestrecktes Pufferge­fäß mit einem unteren Aufnahmeteil und einem oberen Abschlußteil aufweist, wobei der Mischer über die Appli­kationsleitung mit dem Aufnahmeteil des Druckkompensators verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Appli­kationsleitung (42,68) zwischen dem Mischer (32) und dem Druckkompensator (46) ein 3/2-Wegehahn (38) eingeschaltet ist, daß eine Reinigungsleitung (56) zwischen dem 3/2-­Wegehahn und dem Abschlußteil (52) des Druckkompensators vorgesehen ist, wobei der 3/2-Wegehahn (38) in seiner ersten Stellung die Verbindung des Mischers (32) mit dem Aufnahmeteil (58) des Druckkompensators herstellt und in seiner zweiten Stellung den Mischer (32) über die Reinigungs­ leitung (56) mit dem Abschlußteil (52) des Druckkompen­sators verbindet, und daß am Abschlußteil (52) des Druck­kompensators eine Verteilereinrichtung (54) zum Aufbringen des Reinigungsmittels auf die Innenwand des Puffergefäßes (48) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Mischer ein aus durchsichtigem Material bestehendes Mischrohr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Puffergefäß (48) ein aus durchsichtigem Material bestehendes Kompensatorrohr ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Zuführeinrichtung (12, 16) für Reinigungs­mittel mit einer Einrichtung zur Einleitung von pulsieren­der Druckluft gleichzeitig mit dem Reinigungsmittel kom­biniert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, daß vom Aufnahmeteil (58) ein mit dem vom 3/2-Wege­hahn (38) kommenden Abschnitt (42) der Applikationslei­tung verbundenes, oben offenes Standrohr (62) ins Innere des Kompensatorrohrs(48) nach oben ragt, und daß eine Auslaßöffnung (64) des Kompensatorrohrs (48) am Aufnahme­teil (58) mit dem zum Applikationsgerät (66) führenden Abschnitt (68) der Applikationsleitung in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (54) zum gleichmäßigen Versprühen des Reinigungsmittels auf die Innenwände des Kompensatorrohrs (48) geeignet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Verteilereinrichtung (54) ein Leitschaufelkranz zum Verwirbeln des ausgesprühten Reinigungsmittels um die Längsachse des Kompensatorrohrs (48) angeordnet ist.

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