EP1926550B1 - Dosier- und mischanlage für flüssige zweikomponentensysteme - Google Patents

Dosier- und mischanlage für flüssige zweikomponentensysteme Download PDF

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EP1926550B1
EP1926550B1 EP05791883A EP05791883A EP1926550B1 EP 1926550 B1 EP1926550 B1 EP 1926550B1 EP 05791883 A EP05791883 A EP 05791883A EP 05791883 A EP05791883 A EP 05791883A EP 1926550 B1 EP1926550 B1 EP 1926550B1
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mixing
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mixing components
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Willibald Kirschner
Wolfgang Klimm
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AKEMI chemisch technische Spezialfabrik GmbH
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AKEMI chemisch technische Spezialfabrik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/47—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt
    • B01F23/471—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt using a very viscous liquid and a liquid of low viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/831—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices using one or more pump or other dispensing mechanisms for feeding the flows in predetermined proportion, e.g. one of the pumps being driven by one of the flows
    • B01F35/8311—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices using one or more pump or other dispensing mechanisms for feeding the flows in predetermined proportion, e.g. one of the pumps being driven by one of the flows with means for controlling the motor driving the pumps or the other dispensing mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2305—Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions

Definitions

  • the invention relates to a system for metering and mixing of two liquid mixing components, each stored in a container, each container for dispensing a defined amount of the mixing component is associated with a pump, and for mixing the two defined amounts of the mixing components, a mixer is provided ,
  • the WO 01114441 A1 describes a static mixing tube used to continuously react a compound having active hydrogen atoms, such as a polyol, with a polyisocyanate to form a moisture-curing polyurethane adhesive or other urethane polymer.
  • the US 3,097,764 describes a proportioning system for controlling and regulating the volume flow of at least two liquids for mixing and spraying.
  • the invention has for its object to provide a system of the type mentioned above, which allows optimum metering and mixing of liquid mixing components whose dosing ratio between 1: 1 to 100: 1 and whose viscosity ratio between 1: 1 and 100: 1 can be.
  • the inventive design of the system pulsating flow rates of the two mixing components are reliably prevented even if the metering ratio of the components and their viscosity ratio of 1 different or very large.
  • the system according to the invention it is thus possible not only to accurately meter two liquid mixing components, but also to achieve a homogeneous mixture of the two components not only if their metering ratio and their viscosity ratio is 1, but if the metering ratio in the range between 1: 1 to 100: 1 and their Viskosticiansverflältnis in the range between 1: 1 and 100: 1.
  • the same inlet pressures of the liquid mixing components can be achieved when entering the Mischvorhunt by dimensioning the two supply lines. This applies in particular to systems according to the invention, with which always identical mixing components, i. Mixing components of the same viscosity and the same metering ratio, are processed.
  • the mixer is formed by a static mixer.
  • the starting characteristics of the two pumps are matched to one another.
  • a dispenser In the Mischvorhunt a dispenser is provided.
  • This dispenser can be formed by at least one perforated plate, a sieve, a mesh or the like.
  • the plant according to the invention is suitable for processing comparatively large quantities of two liquid mixing components, wherein an exact metering and a homogeneous mixture of the two mixing components can be ensured.
  • Such two-component mixing systems require a constant ratio of the two mixing components with low tolerances of the metered amounts, wherein a homogeneous mixture of the components is realized even with a high viscosity ratio and high metering ratio of the mixing components.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the system 10 for exact dosing and homogeneous mixing of two liquid mixing components, which are each mounted in a container 12, 14.
  • Each of the two containers 12, 14 is associated with a pump 16, 18, which is provided for dispensing a defined amount of the respective mixing component.
  • a supply line 20 is connected at its one end 22 to the pump 16.
  • a supply line 24 is connected at its one end 26 to the pump 18.
  • the second end 28 of the supply line 20 and the second end 30 of the supply line 24 open into a mixing chamber 32 a - as well as FIG. 2 clearly visible, which adjoins upstream of the static mixer 34 in the flow direction of the two mixing components.
  • a dispenser 36 is provided in the Mischvorhunt 32.
  • the two pumps 16 and 18 ensure a constant volume flow of the same over a large viscosity and pressure range of the two stored in the containers 12 and 14 mixing components. It is important that the two mixing components have the same inlet pressures when entering the mixing prechamber 32 in order to prevent unwanted pulsating flow rates, which would result in deficient doses and inhomogeneous mixtures of the two mixing components.
  • the same inlet pressures of the mixing components are determined upon entry into the Mischvorhunt 32 by appropriate dimensioning of the two supply lines 20 and 24 or the same inlet pressures of the mixing components are set when entering the Mischvorhunt 32 defined in the supply lines throttle means 38.
  • the supply lines 20, 24 may have a shut-off device 40.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Dosieren und Mischen von zwei flüssigen Mischkomponenten, die jeweils in einem Behälter gelagert sind, wobei jedem Behälter zur Ausgabe einer definierten Menge der Mischkomponente eine Pumpe zugeordnet ist, und zum Mischen der beiden definierten Mengen der Mischkomponenten ein Mischer vorgesehen ist.
  • Beim Dosieren und Mischen von flüssigen Mischkomponenten unterschiedlicher Viskosität sind bislang pulsierende Volumenströme oftmals nicht zu vermeiden. Das gilt insbesondere dann, wenn das Viskositätsverhältnis der beiden Mischkomponenten groß ist und beispielsweise 100:1 beträgt. Entsprechend problematisch ist es, wenn die Quantität der höherviskosen Mischkomponente im Vergleich zur Quantität der niedrigviskosen Mischkomponente groß ist.
  • Die EP 1 410 841 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Mischungen aus mindestens zwei Komponenten, wobei die Vorrichtung die Elemente umfasst,
    1. i) Vorratsgefäße für jede einzelne Komponente der herzustellenden Mischung,
    2. ii) Mischeinrichtung zum Mischen aller Komponenten der herzustellenden Mischung,
    3. iii) Leitungen für die einzelnen Komponenten, die von jedem einzelnen Vorratsgefäß zu der Mischeinrichtung führen,
    4. iv) in jeder Leitung für jede einzelne Komponente vorgesehene Fördereinrichtungen, deren Förderleistung individuell einstellbar ist, und
    5. v) Steuereinrichtung für die Fördereinrichtungen, womit die Förderleistung jeder Fördereinrichtung unabhängig voneinander geregelt wird, und womit die Förderleistung mindestens einer Fördereinrichtung periodisch zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert und einem vorbestimmten oberen Grenzwert schwankend eingestellt wird.
  • Die WO 01114441 A1 beschreibt ein statisches Mischrohr, das dazu verwendet wird, kontinuierlich eine Verbindung mit aktiven Wasserstoffatomen, wie ein Polyol, mit einem Polyisocyanat umzusetzen, um einen feuchtigkeitshärtenden Polyurethanklebstoff oder ein anderes Urethanpolymer zu bilden.
  • Die US 3,097,764 beschreibt ein Proportioniersystem zur Kontrolle und Regulierung des Volumenflusses von mindestens zwei Flüssigkeiten zum Mischen und Versprühen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine optimale Dosierung und Mischung von flüssigenMischkomponenten ermöglicht, deren Dosierverhältnis zwischen 1:1 bis 100:1 und deren Viskositätsverhältnis zwischen 1:1 und 100:1 betragen kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwei Zuführleitungen vorgesehen sind, die mit ihren ersten Enden an die beiden Pumpen angeschlossen sind und die mit ihren davon entfernten zweiten Enden in eine Mischvorkammer des Mischers einmünden, wobei die beiden Pumpen über einen großen Viskositäts- und Druckbereich der beiden flüssigen Mischkomponenten einen konstanten Volumenstrom der Mischkomponenten sicherstellen und die Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer die gleichen Eingangsdrücke besitzen, wobei die gleichen Eingangsdrücke der Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer (32) durch passende Dimensionierung der beiden Zuführleitungen (20, 24) bestimmt oder durch in den Zufuhrleitungen (20, 24) vorgesehene Drosseleinrichtungen (38) einstellbar sind, der Mischer von einem statischen Mischer (34) gebildet ist, und in der Mischvorkammer (32) ein Dispenser (36) vorgesehen ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Anlage werden pulsierende Volumenströme der beiden Mischkomponenten auch dann zuverlässig verhindert, wenn das Dosierverhältnis der Komponenten und deren Viskositätsverhältnis von 1 verschieden bzw, sehr groß sind. Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist es also möglich, zwei flüssige Mischkomponenten nicht nur exakt zu dosieren, sondern auch eine homogene Mischung der beiden Mischkomponenten nicht nur dann zu erzielen, wenn ihr Dosierverhältnis und ihr Viskositätsverhältnis größenordnungsmäßig bei 1 liegt, sondern wenn das Dosierverhältnis im Bereich zwischen 1:1 bis 100:1 und ihr Viskositätsverflältnis im Bereich zwischen 1:1 und 100:1 beträgt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anlage können die gleichen Eingangsdrücke der flüssigen Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer durch Dimensionierung der beiden Zuführleitungen erreicht werden. Das gilt insbesondere für erfindungsgemäße Anlagen, mit welchen stets gleiche Mischkomponenten, d.h. Mischkomponenten gleicher Viskosität und gleichen Dosierverhältnisses, verarbeitet werden.
  • Desgleichen ist es möglich, dass die gleichen Eingangsdrücke der Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer durch in den Zuführleitungen vorgesehene Drosseleinrichtungen eingestellt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist der Mischer von einem statischen Mischer gebildet.
  • Um eine unerwünschte Rückströmung teilvermischter Mischkomponenten aus der Mischvorkammer in die Zuführleitungen zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, wenn die beiden Zuführleitungen eine Absperrvorrichtung aufweisen.
  • Um eine Überdosierung einer der beiden Mischkomponenten beim Start der erfindungsgemäßen Anlage zu verhindern, werden die Anfahrcharakteristiken der beiden Pumpen aufeinander abgestimmt.
  • In der Mischvorkammer ist ein Dispenser vorgesehen. Dieser Dispenser kann von wenigstens einem Lochblech, einem Sieb, einem Gittemetz o. dgl. gebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße Anlage ist zur Verarbeitung vergleichsweise großer Quantitäten von zwei flüssigen Mischkomponenten geeignet, wobei eine exakte Dosierung und eine homogene Mischung der beiden Mischkomponenten gewährleistbar ist. Derartige Zweikomponenten-Mischsysteme erfordern ein konstantes Verhältnis der beiden Mischkomponenten mit geringen Toleranzen der dosierten Mengen, wobei auch bei großem Viskositätsverhältnis und großem Dosierverhältnis der Mischkomponenten eine homogene Mischung der Komponenten verwirklicht wird.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch verdeutlichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Anlage.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung der Anlage, und
    Figur 2
    eine vergrößerte Darstellung des Details II in Figur 1.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausbildung der Anlage 10 zum exakten Dosieren und homogenen Mischen von zwei flüssigen Mischkomponenten, die jeweils in einem Behälter 12, 14 gelagert sind. Jedem der beiden Behälter 12, 14 ist eine Pumpe 16, 18 zugeordnet, die zur Ausgabe einer definierten Menge der jeweiligen Mischkomponente vorgesehen ist. Eine Zuführleitung 20 ist mit ihrem einen Ende 22 an die Pumpe 16 angeschlossen. Eine Zuführleitung 24 ist mit ihrem einen Ende 26 an die Pumpe 18 angeschlossen. Das zweite Ende 28 der Zuführleitung 20 und das zweite Ende 30 der Zuführleitung 24 münden in eine Mischvarkammer 32 ein - wie auch aus Figur 2 deutlich ersichtlich ist-, die in Strömungsrichtung der beiden Mischkomponenten stromaufwärts an den statischen Mischer 34 angrenzt.
  • In der Mischvorkammer 32 ist ein Dispenser 36 vorgesehen.
  • Die beiden Pumpen 16 und 18 stellen über einen großen Viskositäts- und Druckbereich der beiden in den Behältern 12 und 14 bevorrateten Mischkomponenten einen konstanten Volumenstrom derselben sicher. Von Wichtigkeit ist, dass die beiden Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer 32 die gleichen Eingangsdrücke besitzen, um unerwünschte pulsierende Volumenströme zu verhindern, aus welchen mangelhafte Dosierungen und inhomogene Mischungen der beiden Mischkomponenten resultieren würden. Dabei werden die gleichen Eingangsdrücke der Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer 32 durch passende Dimensionierung der beiden Zuführleitungen 20 und 24 bestimmt oder die gleichen Eingangsdrücke der Mischkomponenten werden beim Eintritt in die Mischvorkammer 32 durch in den Zuführleitungen vorgesehene Drosseleinrichtungen 38 definiert eingestellt. Um Rückströmungen teilvermischter Mischkomponenten aus der Mischvorkammer 32 in die Zuführleitungen 20, 24 zu verhindern, können die Zuführleitungen 20, 24 eine Absperreinrichtung 40 aufweisen.

Claims (2)

  1. Anlage zum genauen Dosieren und homogenen Mischen von zwei flüssigen Mischkomponenten, die jeweils in einem Behälter (12, 14) bevorratet sind, wobei jedem Behälter (12, 14) zur Ausgabe einer definierten Menge der entsprechenden Mischkomponente eine Pumpe (16, 18) zugeordnet ist, und zum homogenen Mischen der beiden definierten Mischkomponentenmengen ein Mischer (34) vorgesehen ist, wobei zwei Zuführleitungen (20, 24) vorgesehen sind, die mit ihren ersten Enden (22, 26) an die Pumpen (16,18) angeschlossen sind, die mit ihren davon entfernten zweiten Enden (28, 30) in eine Mischvorkammer (32) des Mischers (34) einmünden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Pumpen (16, 18) über einen großen Viskositäts- und Druckbereiches der beiden Mischkomponenten einen konstanten Volumenstrom der Mischkomponenten sicherstellen und die Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer (32) die gleichen Eingangsdrücke besitzen, wobei die gleichen Eingangsdrücke der Mischkomponenten beim Eintritt in die Mischvorkammer (32) durch passende Dimensionierung der beiden Zuführleitungen (20, 24) bestimmt oder durch in den Zuführleitungen (20, 24) vorgesehene Drosseleinrichtungen (38) einstellbar sind, dass der Mischer von einem statischen Mischer (34) gebildet ist, und dass in der Mischvorkammer (32) ein Dispenser (36) vorgesehen ist
  2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Zuführleitungen (20, 24) eine Absperreinrichtung (40) aufweisen.
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