IT202000007363A1

IT202000007363A1 - Metodo ed apparato per la preparazione ed erogazione di una miscela caricata ottenuta dalla miscelazione di componenti chimicamente reattivi almeno uno dei quali contenente un materiale filler.

Info

Publication number: IT202000007363A1
Application number: IT102020000007363A
Authority: IT
Inventors: Marco Volpato; Maurizio Corti; Luca Campi
Original assignee: Afros Spa
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2021-10-07
Also published as: EP3892432B1; EP3892432C0; US20210308906A1; EP3892432A3; CN113492482A; EP3892432A2

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo: ?Metodo ed apparato per la preparazione ed erogazione in una miscela caricata ottenuta dalla miscelazione di componenti chimicamente reattivi almeno uno dei quali contenente un materiale filler?.

SFONDO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un metodo ed un apparato per la miscelazione ed erogazione di componenti chimicamente reattivi, almeno uno dei quali ? caricato o additivato con un materiale ?filler? allo stato solido disperso in forma di scaglie, cialde, di lamine, in forma granulare o di fibra spezzettata o in forma di sfere piene o cave.

In particolare, la miscela ottenuta dalla miscelazione dei suddetti componenti chimicamente reattivi ? una resina reagente di tipo termoindurente ad esempio una resina di tipo poliuretanico, fenolico, epossidico, siliconico o di altro tipo, in particolare dotata di migliorate caratteristiche di resistenza al fuoco e/o dotata anche di ulteriori migliorate e specifiche propriet? meccaniche/chimiche/fisiche derivanti dalla presenza delle parti solide disperse nella matrice di resina.

Tale miscela ? idonea alla produzione per formatura per reazione (ad es. per schiumatura) di svariati prodotti in forma di schiume, semi-compatti o compatti, ad esempio per la generazione di strati di schiuma espansa di isolamento per armadi frigoriferi, porte di armadio frigorifero, di pannelli di isolamento termico, di cuscini braccioli o altre imbottiture, di schermature alla trasmissione del rumore, oppure in forma di elementi compatti, ad esempio di pannelli di rivestimento per edifici civili e industriali, porte e profili per serramenti, per autoveicoli, pezzi per carrozzerie, elementi impregnati per compositi, sagome per arredamento e prodotti di altro genere.

STATO DELL?ARTE

Sono noti da tempo sistemi per la formatura di innumerevoli parti e oggetti tramite miscele polimeriche chimicamente reattive.

I manufatti ottenuti per reazione termoindurente ed eventuale espansione in forma di schiuma possono comprendere armadi-frigorifero, elementi a pannello per l?isolamento termico di edifici, manufatti destinati al settore automotive, infissi, materassi o cuscini, elementi per la riduzione delle vibrazioni e della trasmissione del rumore e molti altri elementi in forma di schiuma o elementi in forma di compatti o semi-compatti. Come facilmente intuibile, la presenza di schiume per l?isolamento termico ed acustico ? oggigiorno ampiamente diffusa e si riscontra in molti contesti e ambienti vissuti quotidianamente ormai da una parte della popolazione mondiale.

Negli ultimi anni si ? ulteriormente rafforzata la tendenza ? accompagnata da corrispondenti disposizioni e/o normative a livello comunitario europeo e mondiale ? a porre estrema attenzione ai temi del risparmio energetico, riduzione dell?impatto ambientale, tutela della salute, del comfort e della sicurezza negli ambienti domestici e luoghi di lavoro, con particolare riguardo all?isolamento acustico e termico, alla riduzione delle emissioni di VOC (?Volatile Organic Compounds?) e alla riduzione del rischio di incendio e della emissione di fumi tossici.

Per fronteggiare le suddette tendenze e necessit? ed in conformit? alle varie direttive e norme attuative emesse in proposito, nella tecnica attuale si fa largo uso delle sopramenzionate schiume polimeriche, spesso combinate con supporti rigidi di altro materiale (per es. plastica o lamiera) grazie alla loro notevoli capacit? di isolamento termico e acustico ed alla funzione di smorzamento e di mutuo incollaggio per pi? componenti.

Vengono utilizzate schiume polimeriche a celle chiuse quando la funzione principale da esse richiesta ? quella strutturale e di isolamento termico.

Si utilizzano invece schiume polimeriche a celle aperte - attraverso cui ? possibile la circolazione d?aria ? quando ? richiesta la produzione di manufatti flessibili, particolarmente indicati per la produzione di materassi, cuscini e altri articoli di arredamento traspiranti e in grado di fornire un comodo appoggio flessibile, e per la produzione di elementi insonorizzanti, smorzanti e termicamente isolanti.

Determinati tipi di schiume poliuretaniche, ottenute dal processo di espansione dovuto al rilascio di gas durante la reazione chimica di due resine reattive liquide, a fine processo di polimerizzazione, risultano dotate delle caratteristiche di leggerezza e flessibilit? richieste per la produzione di sedute, materassi, imbottiture di capi di abbigliamento nonch? come strato insonorizzante ed isolante su mezzi di trasporto per es. all?interno di cruscotti, sotto i cofani, come rivestimento di tappeti del fondo degli abitacoli e di mezzi di trasporto in generale, nonch? come isolanti acustici in parti e apparecchiature di alcuni tipi di elettrodomestici che diversamente emetterebbero pi? rumore e calore in ambienti domestici.

Con specifico riferimento ad elettrodomestici ed automobili, ? attualmente richiesto, in aggiunta alla funzione fonoassorbente, di smorzamento delle vibrazioni e termicamente isolante, anche una propriet? di resistenza al fuoco, di ritardante di fiamma e di contenimento delle emissioni di fumi, per ovvie ragioni di sicurezza nell?utilizzo, ed a seguito di eventi di incendio in edifici particolarmente disastrosi verificatisi negli ultimi anni.

In conseguenza di tali eventi, in Europa, Usa ed Estremo Oriente, vari governi stanno predisponendo legislazioni che impongono l?impiego di materiali con specifiche caratteristiche di resistenza al fuoco e limitanti l?emissione di fumi, e contemporaneamente le autorit? preposte alla tutela della salute stanno emanando disposizioni atte a ridurre le emissioni di composti organici volatili (?VOC?), dannosi e nocivi per l?uomo, contenuti ed emessi da diversi materiali e dalle plastiche destinate agli interni delle case e dei mezzi di trasporto.

Nelle schiume poliuretaniche flessibili possono essere utilizzati, come ritardanti di fiamma, composti liquidi a base di alogeni come bromo (ora bandito) e cloro, a base di fosforo (fosfati liquidi o solidi) oppure ?fillers? (riempitivi solidi) ricavati da rocce o da composti chimici (per esempio carbonati di calcio o magnesio, idrossido di alluminio, ecc.).

Questi composti ritardanti di fiamma presentano limiti applicativi e diverse restrizioni per la pericolosit? delle emissioni volatili, per la pericolosit? ambientale per lo smaltimento a fine vita, per la emissione di fumi tossici in caso di incendio, per il peso e la scarsa idoneit? ad essere impiegati in mezzi di trasporto, o ancora per lo scarso potere ritardante al fuoco.

In tale contesto si sta affermando l?utilizzo della grafite espandibile come filler, grazie alla sua elevata compatibilit? ambientale, alla sua elevata capacit? di inibire la trasmissione di fiamma e grazie alla sua capacit? di inibire la emissione di fumi tossici e al ridotto peso. Inoltre, la grafite espandibile ? compatibile con le propriet? delle schiume.

La grafite ? un composto del carbonio la cui struttura cristallina ? tipicamente configurata a strati, ciascuno strato avendo legami molecolari molto forti al suo interno e legami deboli con gli strati adiacenti.

Con specifici trattamenti, tra i singoli strati di grafite viene formato uno strato di composto solido che fonde e rigonfia a temperature poco superiori ai 200?C. Ne deriva cos? una predisposizione all?espansione in presenza di forte riscaldamento e di fuoco, comportamento per il quale tale materiale ? indicato come ?grafite espandibile?.

In presenza di fiamma, questo tipo di grafite espande a causa della liquefazione e di aumento del volume dello strato separatore fondente, generando la formazione di un reticolo con spessore superficiale composto da una serie sovrapposta di vermicoli di grafite espansa che aumentano ciascuno il proprio volume apparente centinaia di volte.

Le singole lamine di grafite rimangono intatte anche una volta separate dall?effetto di espansione e formano un reticolo fitto che non brucia, non emette fumi e carbonizza sulla superficie della schiuma, formando uno strato che impedisce la diffusione della fiamma.

L?utilizzo della grafite espandibile come materiale filler rappresenta una soluzione economica e molto efficace per realizzare una schiuma resistente al fuoco, con bassa amissione di fumo e con bassa emissione di sostanze VOC.

Per queste propriet?, si assiste, oggigiorno, ad un sempre crescente utilizzo della grafite espandibile come materiale filler per raggiungere il grado necessario di contrasto al fuoco nella schiuma flessibile destinata all?isolamento termo acustico di elettrodomestici e di parti di mezzi di trasporto e a componenti di arredamento interno.

La grafite espandibile ? disponibile in commercio sotto forma di lamine o cialde di dimensioni ridotte e selezionate con vagliatura specifica e di spessore quanto basta per formare i vermicoli di lunghezza sufficiente a formare il reticolo in fase d?espansione; le dimensioni di estensione superficiale sono importanti per ottenere le caratteristiche e gli effetti richiesti dall?espansione. Per caratterizzare il tipo di grafite espandibile si utilizzano quindi un indice di espansione ed una grandezza indicativa della distribuzione statistica delle dimensioni in pianta delle singole cialde.

Poich? il poliuretano ? una resina termoindurente generata per reazione chimica miscelando almeno due resine reattive, la tecnologia attuale prevede di disperdere la grafite in almeno in una delle due resine e successivamente di dosare le resine in rapporto stechiometrico dentro un dispositivo di miscelazione ed erogazione nel quale ha luogo la mutua miscelazione per alta turbolenza; la miscela ottenuta ? poi erogata in uno stampo nel quale, durante la reazione, prende forma la schiuma.

Sono possibili due modalit? di miscelazione e corrispondenti dispositivi di miscelazione comprendenti teste di miscelazione.

Una prima tipologia di miscelazione ? effettuata per agitazione meccanica tramite giranti. Le resine, in questo caso, vengono immesse tramite valvole comandate all?interno di una camera che contiene una girante e intimamente miscelate per effetto della turbolenza indotta dall?azione meccanica e dalla velocit? di rotazione delle predette pale. La camera, di solito circolare, pu? essere a pareti lisce o dotate di pale statoriche. In questo caso, il dispositivo viene generalmente indicato come testa di miscelazione di bassa pressione in quanto l?alimentazione dei componenti reattivi alle valvole di immissione avviene in bassa pressione.

La miscelazione a bassa pressione tramite giranti richiede di effettuare la pulizia della camera di miscelazione ed erogazione dalle resine reagenti con solventi e/o getti d?aria alla fine di ogni erogazione.

Una seconda tipologia di miscelazione ? effettuata invece per alta turbolenza (turbolenza con turbinio molto fine) indotta da getti ad alta energia cinetica originati dalla trasformazione di energia di pressione - generata dagli organi di dosaggio delle singole resine - in energia cinetica dei getti tramite iniettori i cui ugelli iniettano le resine in una camera comune di miscelazione dove si scontrano tra di loro o contro le pareti. In questo caso, il dispositivo viene generalmente indicato con il termine ?testa di miscelazione di alta pressione?.

La miscelazione ad alta pressione permette di effettuare la pulizia delle camere di miscelazione ed erogazione dalle resine reagenti con organi meccanici a scorrimento alla fine di ogni erogazione.

I dispositivi di miscelazione ad alta pressione includono due o pi? serbatoi contenenti le singole resine reattive; da essi le resine sono prelevate da rispettive pompe di dosaggio, ad esempio del tipo a pistoni assiali o radiali, per poi essere inviate, dosate secondo un corretto rapporto stechiometrico, verso la corrispondente testa di miscelazione.

Una nota testa di miscelazione di alta pressione ? composta da un corpo entro cui ? ricavata una camera di miscelazione normalmente di forma cilindrica su cui si affacciano iniettori delle resine disposti lungo assi radiali ortogonali o inclinati rispetto a quello della suddetta camera di miscelazione separati radialmente. Gli iniettori vengono alimentati con le singole resine tramite passaggi di adduzione attraverso il corpo testa, e trasformano l?energia di pressione in energia cinetica dei getti attraverso ugelli la cui ampiezza viene regolata tramite uno spillo di parzializzazione mobile assialmente verso l?ugello medesimo.

L?energia di miscelazione per turbolenza deriva sia dall?energia cinetica di tutti i getti che affluiscono nella camera di miscelazione sia dalla posizione reciproca degli ugelli da cui dipende la posizione e la direzione di scontro dei getti.

Un organo valvolare, noto anche con il termine cassetto-valvolare, ? scorrevole nella camera di miscelazione tramite un pistone idraulico di comando che lo sposta in posizione avanzata (di chiusura) e in posizione arretrata (di apertura).

Sulla superfice del cassetto valvolare sono ricavate delle cave longitudinali che, in posizione avanzata, risultano affacciate frontalmente ai rispettivi iniettori e, posteriormente, ai rispettivi fori di ricircolo per far ricircolare la singola resina verso il corrispondente foro di ricircolo attraverso il quale viene inviata nuovamente verso il proprio serbatoio.

Le teste di miscelazione di alta pressione possono essere di tipo lineare, configurate cio? con la camera di miscelazione disposta coassialmente e/o coincidente con il condotto di erogazione terminale e, in questo caso, il cassetto valvolare svolge anche la funzione di autopulizia e di espulsione dei residui del miscelato dalla testa.

In alternativa, le teste di miscelazione di alta pressione possono essere configurate ad ?L?: in questa configurazione la camera di miscelazione ed il relativo cassetto valvolare si estendono ortogonalmente rispetto al condotto di erogazione e quest?ultimo ? dotato di un ulteriore organo scorrevole, preposto anch?esso all?autopulizia in sequenza operativa al cassetto, vale a dire all?espulsione dei residui di resina reagente alla fine di ogni ciclo di miscelazione ed erogazione.

Mentre le teste di miscelazione di bassa pressione devono essere lavate con un flusso di solvente al termine di ogni ciclo di miscelazione ed erogazione, nelle teste di alta pressione sono i suddetti dispositivi raschianti di autopulizia, azionati idraulicamente, che provvedono alla pulizia ciclica, espellendo i residui di resina al termine di ogni erogazione senza quindi alcun bisogno di solventi di pulizia.

In generale, la grafite espandibile, durante la circolazione nei circuiti, nella sua interazione con le superfici di condotti e nell?attraversamento di varie sezioni di passaggio, ? sottoposta a varie sollecitazioni che portano a fratture delle cialde o lamine della grafite stessa e ad una erosione e abrasione idei rispettivi bordi.

Il danneggiamento della resina ne riduce la resa nella formazione di un eventuale reticolo resistente alla fiamma, il macinato di grafite che ne deriva, annerisce la resina e la presenza di sali e acidi che vengono rilasciati dal danneggiamento degli strati espandibili compromette progressivamente la reattivit? della resina a cui la grafite ? additivata e del composto rendendo critica l?espansione ottimale della schiuma.

Altri tipi di materiali filler che vengono dispersi nelle resine reattive e che svolgono funzioni specifiche anche diverse da quelle della grafite espandibile presentano lo stesso problema di risultare facilmente danneggiabili nei processi di miscelazione ed erogazione in analogia a quanto appena descritto nei confronti della grafite espandibile.

Un primo esempio di questi altri materiali sono le microsfere di vetro cave utilizzate per conferire al manufatto in schiuma poliuretanica caricata una certa resistenza alla pressione. Tale materiale ? ad esempio usato per rivestire tubi o altri manufatti che devono lavorare immersi in acqua a bassa media profondit?.

Un altro esempio di materiale filler ? quello delle microsfere di plastica cave o compatte; esse vengono utilizzate per conferire al manufatto in poliuretano caricato lavorabilit? alle macchine utensili e in particolare per produrre pannelli che, mutuamente incollati, permettono di realizzare modelli sostituendo in questa funzione il legno.

Altri materiali filler porosi o in lamine come la montmorillonite, la argilla sfogliabile e il grafene, sono utilizzati per aumentare le propriet? meccaniche, l?impermeabilit? delle schiume o di manufatti anche compatti in poliuretano.

Questi ulteriori materiali filler sopra menzionati presentano, al pari della grafite espandibile vista sopra, analoghe problematiche di danneggiamento progressivo durante il ricircolo la miscelazione ed erogazione, con particolare riferimento al fatto che sono facilmente danneggiabili all?interno dei dispositivi di miscelazione sopra menzionati e particolarmente durante il ricircolo di alta pressione attraverso gli iniettori.

Alla luce di quanto esposto, si ravvisano pertanto ampi margini di miglioramento per gli attuali sistemi di ricircolo, miscelazione ed erogazione che utilizzano due o pi? resine da miscelare, almeno una delle quali contenente un materiale ?filler?.

SCOPI DELL?INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione ? di migliorare gli attuali sistemi per ricircolo, miscelazione ed erogazione con resine reattive caricate.

In particolare, uno scopo dell?invenzione ? di fornire una soluzione in grado di minimizzare il rischio di danneggiamento, durante il processo di stampaggio per reazione, con materiali ?filler? caratterizzati da fragilit? per rottura, disgregazione o usura delle singole particelle dispersi all?interno delle resine da miscelare.

Pi? precisamente, ma in via non limitativa, si intende fornire un sistema che non danneggi le cialde di grafite espandibile durante l?utilizzo in discontinuo nelle testa di miscelazione in alta pressione per la produzione in serie di oggetti.

Uno scopo dell?invenzione, ? quindi di fornire una soluzione che consenta di ottenere schiume caricate qualitativamente migliori.

BREVE DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE

Gli scopi sopra enunciati sono conseguibili mediante un metodo nonch? un apparato per la preparazione, ricircolo ed erogazione di una miscela secondo quanto definito nelle allegate rivendicazioni.

Grazie al metodo ed apparato secondo l?invenzione, si riduce notevolmente il danneggiamento del materiale filler disperso nelle resine e l?accumularsi di detto danneggiamento, ci? si traduce in una pi? elevata qualit? e in migliori performances degli oggetti e manufatti ottenuti per stampaggio per reazione ed in particolare per schiumatura per reazione.

Con particolare riferimento allo stampaggio per reazione e alla schiumatura con grafite espandibile, si riduce notevolmente l?usura ed erosione che quest?ultima subisce nel processo di miscelazione ad alta pressione in particolare minimizzando e contrastando il danneggiamento che la grafite subisce durante la fase di ricircolo in alta pressione, durante la circolazione attraverso gli iniettori, le cave del cassetto, le pompe di dosaggio e i condotti in generale.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Il metodo e l?apparato secondo la presente invenzione verranno maggiormente descritti con riferimento ai disegni allegati che mostrano alcune forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:

La Figura 1 ? uno schema di una prima versione dell?apparato secondo l?invenzione; La Figura 2 ? una vista ingrandita di una porzione dell?apparato di Figura 1;

La Figura 2A ? un ulteriore ingrandimento di una porzione di Figura 1, in cui sono visibili parte di una sezione di testa di miscelazione, e una parte di circuito fluidico che comprende un dispositivo a iniettore di alimentazione e intercettazione per un componente caricato, ed una valvola di intercettazione e deviazione per deviare il flusso di quest?ultimo componente verso un circuito ricircolo, precisamente di re-immissione in serbatoio;

La Figura 3 ? uno schema di una seconda versione dell?apparato secondo l?invenzione;

La Figura 3A mostra un iniettore normalmente utilizzato per l?iniezione di un componente chimico;

La Figura 3A? ? un ingrandimento di una porzione di Figura 3A;

La Figura 3B mostra un dispositivo-iniettore (dispositivo di intercettazione ed alimentazione) incluso nell?apparato secondo la presente invenzione;

La Figura 3C mostra un dispositivo valvolare di deviazione (dispositivo sezionatore) incluso nell?apparato secondo l?invenzione;

Le Figure 3D e 3E mostrano una ulteriore forma realizzativa del dispositivo valvolare di deviazione (dispositivo sezionatore) in due diverse posizioni operative;

La Figura 4 mostra pi? in dettaglio mezzi di dosaggio e pompaggio per l?almeno secondo componente polimerico contenete il filler, aventi una diversa versione di meccanismo di azionamento;

La Figura 5 ? una porzione ingrandita dell?apparato in Figura 3, in cui sono meglio visibili una parte in sezione di testa ad ?L?, un divisore di flusso per un primo componente polimerico, un dispositivo a iniettore di alimentazione e intercettazione ed un dispositivo a valvola di intercettazione e deviazione per un almeno secondo componente contenente un filler;

La Figura 6A mostra pi? in dettaglio in sezione parti di un dispositivo di miscelazione in cui sono visibili una testa di miscelazione, un cassetto valvolare, ed un organo di pulizia scorrevole lungo un condotto per l?erogazione della miscela;

La Figura 6B ? un dettaglio ingrandito che mostra parte del cassetto valvolare in cui sono ben visibili cave longitudinali per il ricircolo dei componenti polimerici e i fori di iniezione in camera di miscelazione;

La Figura 7 mostra un dispositivo a valvola di intercettazione e deviazione del circuito fluidico dell?apparato dotata di un sensore di verifica apertura;

Le Figure da 8A a 8D mostrano diverse versioni di apparato, corrispondenti a diverse possibili configurazioni di numero e disposizione di organi per l?iniezione/alimentazione dei componenti polimerici e per il ricircolo all?interno della testa di miscelazione;

La Figura 9 ? un grafico dell?andamento (non ottimizzato) della pressione a cui sono sottoposti un primo componente (linea doppia) ed un secondo componente caricato con filler in una linea di mandata composta da tubazioni rigide e/o flessibili di tipo rigido ovvero molto poco elasticanti, in funzione dello stato operativo della valvola di deviazione, del dispositivo di intercettazione-alimentazione, e del cassetto valvolare di miscelazione;

La Figura 10 ? un grafico dell?andamento (non ottimizzato) della pressione come quello in Figura 9 ma con la linea di mandata pi? elasticante rispetto al caso di Figura 9, dovuto a maggiori dimensioni e/o alla presenza di gas disperso nel componente chimico;

La Figura 11 ? un altro grafico analogo ai precedenti ma che reca l?andamento della pressione ottimizzato mediante regolazione ottimizzata della sequenza di controllo.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE

Con riferimento alle figure 1, 2, 2A, viene descritta una prima versione di apparato 1 secondo l?invenzione, configurato per preparare ed erogare una miscela reagente per la formatura per reazione di oggetti o manufatti, tale miscela essendo ottenuta dalla miscelazione ad alta pressione di almeno un primo componente A chimicamente reattivo con almeno un secondo B componente chimicamente reattivo contenente un materiale filler.

In particolare, il materiale filler a cui si fa riferimento nel seguito, ma non in via limitativa, ? grafite di tipo espandibile, in scaglie o lamine, utilizzata per fornire alla miscela polimerica una propriet? antifiamma, o ritardante di fiamma.

Tuttavia, l?apparato 1 ed il metodo secondo l?invenzione si prestano ad essere utilizzati con successo anche con l?adozione di microsfere di vetro cave, microsfere di plastica cave o compatte, montmorillonite, argilla sfogliabile, grafene e altri filler caratterizzati da fragilit? per rottura, disgregazione o usura delle singole particelle.

L?apparato 1 comprende un dispositivo 2 di miscelazione ad alta pressione ed un?unit? CU di comando e controllo preposta al monitoraggio, azionamento e controllo di varie parti incluse nell?apparato 1.

L?unit? di controllo CU, in particolare, comprende un PLC o altro tipo di unit? di controllo programmabile.

I collegamenti operativi di comando e rilevazione afferenti alla unit? CU di controllo alle varie parti dell?apparato 1 sono indicati dai riferimenti CU1, CU2...CUn, mostrati nelle Figure 1 e 3.

Per semplicit? d?esposizione, nel seguito, per indicare che ciascuna singola componente dell?apparato 1 ? operativamente collegata all?unit? di controllo e comando si utilizzer?, per quest?ultima, in generale il riferimento CU.

Il dispositivo 2 di miscelazione ? dotato di una testa 3 di miscelazione nella quale ? ricavata una camera 4 per la miscelazione dei componenti A e B.

Il primo componente A polimerico reattivo viene prelevato da un rispettivo serbatoio 7A, tramite una o pi? pompe 18, 18?, azionate da uno o pi? rispettivi motori Ma, il cui funzionamento ? regolato dall?unit? CU di controllo.

Il dosaggio del componente B viene controllato e sincronizzato da specifiche sezioni (ad esempio CU4, CU6, CU7, CU8) facenti parte della unit? CU di comando e controllo. Il controllo del dosaggio ? regolato in anello chiuso rilevando i valori di portata tramite un trasduttore di portata ad esempio di tipo volumetrico o di tipo massico.

Analogamente il dosaggio del componente A ? controllato e sincronizzato da specifiche linee di controllo.

Il componente A polimerico, in particolare, comprende isocianato oppure un induritore, mentre il componente B polimerico ? poliolo oppure una resina che polimerizza se miscelata con l?induritore (come per es di tipo poliestere oppure epossidico) contenente disperso al suo interno il filler per es di grafite espandibile.

Il getto di poliolo B con grafite (o altro filler) pu? avere una viscosit? apparente molto pi? alta rispetto all?altro componente A della miscelazione: questa incrementata viscosit? apparente ? dovuta alla presenza di una certa quantit? di filler disperso necessaria per ottenere le caratteristiche desiderate. Pertanto, il getto di questo componente ? caratterizzato da un numero di Reynolds del getto molto pi? ridotto, risultando cos? meno turbolento e di difficile dispersione per minore turbolenza propria nell?altro componente reattivo.

Per tale motivo, in una versione, si preferisce incrementare l?efficienza di miscelazione aumentando l?energia e la turbolenza di miscelazione specifica nel volume di miscelazione. Per raggiungere tale scopo si procede, ad esempio, mediante una ripartizione della portata dell?isocianato o dell?induritore in due getti, in modo tale da fornire la medesima portata al netto dell?efficienza della specifica pompa, e delle perdite di carico a valle di ciascun elemento del ripartitore ai due iniettori.

Ci? si consegue tramite un divisore 19 di flusso di tipo meccanico.

Si utilizza ad esempio una camera 4 di miscelazione nella quale si affacciano tre punti di iniezione, uno per il poliolo B con grafite e altri due per l?isocianato ripartito equamente tramite un dispositivo divisore di flusso. In questo modo si aumenta l?efficienza di miscelazione dal momento che, in un singolo getto, parte della turbolenza viene inutilizzata in quanto il singolo componente del getto stesso viene rimescolato in zone della camera 4 di miscelazione dove non ? ancora combinato con il componente B.

In una prima versione di apparato 1 (mostrata in Figura 1) ? previsto un circuito di prelievo del componente A polimerico avente una sola pompa dosatrice 18 ed ? previsto il predetto divisore 19 di flusso che provvede a ripartire in due il flusso cos? da alimentare due rispettivi iniettori 12 accoppiati alla testa 3 di miscelazione.

Il divisore 19 di flusso, in una possibile forma realizzativa, pu? essere costituito da componenti realizzati con ingranaggi accoppiati o altri tipi di erogatori di flusso accoppiati rigidamente.

Secondo un?altra versione, la configurazione prevede un unico iniettore 12 per il primo componente A polimerico, quindi un?unica pompa dosatrice 18 e nessun divisore 19 di flusso.

Secondo un?ulteriore versione, mostrata nella Figura 3, l?apparato 1 comprende due distinte pompe dosatrici 18 e 18? ciascuna disposta per alimentare, tramite una dedicata linea di adduzione, un rispettivo iniettore 12. In questo caso, le due pompe possono fornire portate diverse e pressioni diverse che consentono di ottimizzare la suddivisione dell?energia cinetica nella funzione di impingement apportata dai due getti.

La pompa/e 18, 18? ?/sono controllata/e dall?unit? CU di controllo.

L?apparato 1 comprende mezzi di pompaggio e dosaggio 8 configurati per prelevare, dal rispettivo serbatoio 7B, una certa quantit? dell?almeno secondo componente B chimicamente reattivo contenente il materiale filler da inviare ad una linea di mandata LD.

La linea ? composta da condotti rigidi, ovvero molto poco elasticanti, di dimensioni tali da non superare la velocit? di 8 mt/sec e da una tubazione flessibile dimensionata per il non superamento di una velocit? pari 12 mt/sec per il flusso del componente polimerico.

Il serbatoio 7B ? di tipo pressurizzabile ed ? dotato di una camicia alimentata con liquido di termostatazione per mantenere il secondo componente B polimerico ad una temperatura ottimale per il processo.

All?interno del serbatoio 7B ? montata una girante mobile comandata da un motoriduttore per esempio di tipo a pala raschiante adatto a mantenere il secondo componente B polimerico e le particelle solide del filler mutuamente amalgamati uniformemente e la loro sedimentazione sul fondo del serbatoio 7B stesso.

Pi? in dettaglio, i mezzi di pompaggio 8 comprendono un cilindro di dosaggio e pompaggio che include un pistone 8? mobile in una prima direzione D1 per riempire la camera 46 del cilindro 8 prelevando il secondo B componente dal rispettivo serbatoio 7B. Il pistone 8? ? inoltre mobile in una seconda direzione D2 (opposta alla prima direzione D1), per pressurizzare il secondo componente B presente nella stessa linea di mandata LD ed inviarlo, opportunamente dosato, verso il dispositivo di ricircolo o di miscelazione, dopo aver chiuso l?aspirazione tramite la valvola 9.

Il cilindro di dosaggio e pompaggio comprende superfici indurite e/o rivestite di cromo entro cui scorre il suddetto pistone 8? raschiante.

Il pistone 8? ? connesso a, ed ? azionabile da, un organo di comando idraulico 16, 22 come meglio mostrato in Figura 2.

In particolare, l?organo idraulico 16 comprende uno stantuffo/pistone 22 mobile all?interno di una camera di cilindro 23, che viene alimentata, a due opposte estremit?, da un circuito idraulico 24. Il circuito idraulico 24 include una servo-valvola 26 ed ? connesso ad un?unit? idraulica HU1 dotata di pompa 25 azionata da un motore Mb, e operativamente collegato all?unit? CU di controllo.

L?organo idraulico 16 ? dotato di un trasduttore 27 di posizione dello stantuffo 22, operativamente collegato all?unit? CU di controllo, che rileva la posizione dello stantuffo 22 e quindi del pistone 8? di dosaggio e pompaggio del secondo componente polimerico B a cui ? rigidamente collegato. Analogamente sulla linea di mandata LD ? installato un trasduttore di pressione 49 che rileva e trasmette alla unit? CU la pressione del componente B nella linea di mandata verso il dispositivo di ricircolo e di miscelazione.

Per l?organo idraulico 16 ? previsto quindi un controllo in anello chiuso con retroazione che, con l?ausilio del trasduttore 27 di posizione e azionando opportunamente la servo-valvola 26, comanda e controlla continuamente la posizione e la velocit? del pistone 8? di dosaggio e pompaggio nonch? la pressione che esso induce sul componente B lungo la linea LD.

In un?altra versione dell?apparato 1, con riferimento alla figura 4, il pistone 8? del cilindro di dosaggio e pompaggio ? azionato da un organo 17 a comando elettrico.

L?organo 17 elettrico comprende un meccanismo 28 con vite di comando e relativa chiocciola del tipo a ricircolo di sfere (o una vite a rulli) mosso da un motore elettrico 29 e relativo riduttore o altro organo di trasmissione. In questa configurazione, la posizione e velocit? del pistone 8? del cilindro di dosaggio sono controllate dalla unit? Cu in anello chiuso con retroazione con l?ausilio di un trasduttore 30 rotativo installato sul motore elettrico 29 oppure con l?ausilio di un trasduttore di tipo lineare installato parallelamente alla vite di comando per rilevarne la traslazione.

Normalmente la portata del componente B polimerico viene controllata indirettamente tramite la misura del movimento del pistone 8? e rilevando quindi la riduzione del volume del componente B nella camera 46 durante la corsa di quest?ultimo nel corrispondente cilindro; in alternativa ? possibile installare e misurare la portata direttamente tramite un trasduttore di portata massico lungo la linea LD di mandata verso la testa 3 di ricircolo e miscelazione.

L?apparato 1 comprende una valvola 9 di sezionamento comandata dal ciclo automatico per interrompere la comunicazione di fluido tra il cilindro 8 di dosaggio e pompaggio ed il serbatoio 7B del secondo B componente polimerico quando la camera 46 del cilindro ? riempita a sufficienza per comandare l?inversione di moto.

La valvola di intercettazione pu? essere costituita da una normale valvola da commercio oppure, come mostrato pi? in dettaglio in Figura 7, la valvola 9 di sezionamento pu? avere la medesima configurazione della valvola 11 di deviazione descritta pi? avanti.

L?apparato 1 comprende un circuito CR di re-immissione configurato per reimmettere il secondo componente B polimerico caricato, in condizioni di circolazione in bassa pressione, nel rispettivo serbatoio 7B non passando attraverso il cassetto 5 della testa 3 di miscelazione. A tale scopo, ? prevista una valvola 11 di deviazione, posta direttamente sul corpo della testa 3 oppure posta in posizione separata subito a monte di essa in prossimit? della testa 3 di miscelazione lungo la linea LD di mandata del flusso dal cilindro 8 verso la testa 3 di miscelazione. La valvola 11 di deviazione ? configurata per deviare la circolazione del secondo componente B dalla linea di mandata LD verso il circuito CR di re-immissione.

La valvola 11 di deviazione, del tipo a due vie, quando ? aperta, scarica la portata proveniente dalla linea LD verso il circuito di ritorno al serbatoio 7B e permette una ricircolazione a bassa pressione della portata del componente caricato. La valvola 11 di deviazione pu? essere comandata pneumaticamente elettricamente oppure idraulicamente.

La valvola 11 di deviazione, grazie alla specifica configurazione strutturale e funzionale, risulta veloce ed affidabile, ? poco ingombrante e pertanto pu? essere applicata alla testa 3 di miscelazione o installata a fianco di quest?ultima.

La valvola 11 di deviazione pu? anche essere configurata a tre vie in modo da assolvere le seguenti funzioni: la funzione di chiusura del flusso verso il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione, la funzione di apertura verso il circuito di re-immissione CR al serbatoio 7B, la funzione di chiusura verso il circuito di re-immissione CR e apertura verso il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione alla testa 3 di miscelazione .

Anche il circuito di dosaggio del componente reattivo A ? provvisto di una valvola 9A di ricircolo o re-immissione verso il serbatoio 7A per il ricircolo in bassa pressione per ragioni di risparmio di energia e di condizionamento termico.

L?apparato comprende inoltre scambiatori di calore 20A, 20B a fascio tubiero attraverso i quali i rispettivi componenti A, B polimerici vengono fatti fluire prima della reimmissione nei rispettivi serbatoi 7A, 7B di stoccaggio, per essere sottoposti ad una fase di condizionamento termico.

Come mostrato in forma schematica in Figura 2A, e meglio visibile in Fig 7, la valvola 11 di deviazione comprende un corpo-valvola 38 cavo, composto da due parti: una parte 38A operativa ed una parte 38B di azionamento, aventi rispettive cavit? mutuamente separate. La parte 38A operativa ? altamente resistente all?abrasione. All?interno del corpovalvola 38 ? mobile un elemento-otturatore 39, azionato idraulicamente, disposto per abilitare/impedire il passaggio del secondo componente B polimerico contenete il filler proveniente dal serbatoio 7B verso il circuito Cr di re-immissione al serbatoio.

E? previsto un sensore 35 di posizione, operativamente collegato all?unit? CU di controllo, che rileva la posizione del pistone-otturatore 34 e quindi lo stato operativo di apertura o chiusura della valvola 11 di deviazione o by pass.

Quando la valvola 11 di deviazione viene applicata direttamente sul corpo della testa, la parte a cartuccia da inserire nel rispettivo alloggiamento ? rappresentato nella fig 2A come un elemento a cartuccia 43 che funge da raccordo con la linea LD di mandata.

Nella parte di corpo 38A ? ricavata un?apertura 40 di immissione, atta a ricevere il secondo componente B polimerico fluente lungo la linea LD di mandata, e delle aperture radiali 41 di uscita, atte a consentire al secondo componente B di fluire all?interno di una camera di convogliamento 42 anulare definita nell?elemento a cartuccia 43.

La camera di convogliamento 42 anulare ha la funzione di convogliare il flusso del secondo componente B verso il circuito CR di re-immissione.

L?elemento-otturatore 39 sopra menzionato, incluso nella valvola 11 di deviazione ha una porzione 39A operativa oblunga, (a forma di spina), conformata per chiudere ed aprire completamente l?apertura 40 di immissione avente dimensione tale da evitare di parzializzare il flusso del secondo componente B, ed una porzione 39B di azionamento che - tramite un circuito 50 di azionamento, idraulico o pneumatico ? ? atto allo spostamento in avanti e indietro dell?elemento-otturatore 39 stesso.

Anche l?elemento-otturatore 39 analogamente alla parte 38A operativa, ? costituita da composti o leghe altamente resistenti all?abrasione.

Tale valvola 11 ? composta nella parte di chiusura ad es. da uno spina e ugello 40 in materiale resistente all?abrasione e l?apertura 40 di immissione ? dimensionata con sezioni di passaggio tali da mantenere una perdita di carico e una velocit? ridotta ed evitare la fratturazione/danneggiamento/usura della grafite.

Da adeguate prove sperimentali si ? constatato che per evitare un danneggiamento alla grafite espandibile, l?apertura 40 di immissione deve essere dimensionata in modo da mantenere la velocit? media di attraversamento al di sotto di 12 mt/sec.; a tal proposito, ? stato ad esempio condotto un test di prova con portata pari a 225 g/sec ed una dimensione dell?apertura 40 di immissione pari a 8 mm e velocit? media del flusso pari 4,5 mt/sec.

In particolare, l?apertura d?immissione 40 ha una sezione (area) pari o superiore ad almeno il doppio della sezione (area) dell?ugello 14 di alimentazione.

La porzione 39A operativa oblunga ? scorrevole attraverso una parete trasversale 52 (o elemento a bussola) che provvede a guidarla opportunamente a tenuta, mantenendola in corretta posizione.

Come gi? detto, alla valvola 11 di deviazione pu? essere accoppiato il sensore di posizione 35 operativamente connesso all?unit? CU di controllo per monitorare costantemente in tempo reale la precisa posizione dell?elemento-otturatore 39.

Lungo il circuito di mandata ? installata una valvola di sicurezza per sovrappressione, non mostrata, che, se necessario, induce la resina a ricircolare lungo il circuito di reimmissione CR.

L?apparato 1 comprende, a valle lungo la linea di mandata LD, in derivazione rispetto alla linea di reimmissione Cr, un dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione configurato per consentire/impedire l?alimentazione del secondo componente B additivato con filler verso il ricircolo nel cassetto 5 di miscelazione della testa 3 del dispositivo 2 di miscelazione. Come emerger? nel seguito, la configurazione geometrica e funzionale del dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione ? tale da ridurre il pi? possibile il danneggiamento al filler contenuto nel secondo componente B polimerico fino ad azzerarlo per la circolazione entro il cassetto di miscelazione.

Come meglio mostrato nella Figura 2A, il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione ? realizzato preferibilmente come elemento a cartuccia per poter essere applicato alla propria sede ricavata nel corpo testa o in una blocchetto alloggiato in prossimit? del corpo testa; nulla vieta per? di ricavare la sede direttamente nel corpo testa. La configurazione a cartuccia comprende un corpo cavo 13 su cui ? ricavato un ugello 14 di alimentazione e al cui interno ? alloggiato e mobile in modo reciprocabile un elementootturatore 15 a forma di spina avente un diametro maggiore dello stesso ugello 14 di alimentazione.

L?elemento-otturatore 15, in via esemplificativa ma non limitativa, ? mobile all?interno del corpo cavo 13 tramite una parte 36 di azionamento idraulico, opportunamente comandato dall?unit? CU di controllo, tramite una valvola idraulica che, in una versione base, lo aziona in posizione di chiusura o di apertura completa.

Il corpo cavo 13 ? composto da una prima parte 13A operativa e da una seconda parte 13B di azionamento, aventi rispettive cavit? mutuamente separate.

Alla prima parte 13A operativa ? esternamente applicato un distributore anulare 44 che riceve il secondo componente B polimerico proveniente dalla linea LD di mandata per immetterlo nella cavit? interna alla stessa prima parte 13A operativa, dalla quale il secondo componente B polimerico successivamente pu? attraversare l?ugello 14 di alimentazione ed accedere alla camera 4 di miscelazione.

Il passaggio dell?almeno secondo componente B polimerico dal distributore anulare 44 alla cavit? della prima parte 13A operativa avviene attraverso opportune aperture 45 radiali praticate nella parete dello prima parte 13A operativa stessa.

L?elemento-otturatore 15 comprende una porzione 15A operativa oblunga, conformata per chiudere ed aprire completamente l?ugello 14, ed una porzione 15B di azionamento che tramite - un circuito 60 di azionamento, idraulico o pneumatico ? ? atto a spostare in avanti e indietro l?elemento-otturatore 15.

La porzione 15A operativa oblunga ? scorrevole attraverso una parete trasversale 62 che provvede a guidarla opportunamente a tenuta e mantenerla in corretta posizione.

Come mostrato nelle figg. 1, 2, 2A, 3, 5, il dispositivo 10 di intercettazione a cartuccia, in una forma preferita, definisce l?iniettore che immette direttamente il componente B nella camera 4 di miscelazione della testa 3 di alta pressione.

In questo caso, l?ugello 14 di alimentazione ha una sezione di passaggio calibrata per ottenere la pressione richiesta per la miscelazione alle condizioni di portata idonee per la schiumatura dell?oggetto. In particolare, la dimensione minima dell?ugello 14 deve essere non minore della dimensione massima della singola cialda di grafite, affinch? tutta la grafite non sia ostacolata nel passaggio verso la camera 4 di miscelazione.

In particolare, l?ugello 14 ha, preferibilmente, un diametro pari ad almeno una volta e mezza la massima dimensione delle cialde di grafite documentate dal fornitore o rilevate tramite un?operazione di setacciatura differenziale.

Grazie alla specifica configurazione, il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione opera diversamente rispetto ad un comune iniettore.

Per meglio mettere in luce i vantaggiosi effetti tecnici associati alla particolare configurazione strutturale e funzionale del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione secondo l?invenzione, vengono di seguito esposti sinteticamente alcuni concetti mettendo anche a confronto tra loro diverse configurazioni di dispositivi di iniezione.

Nelle Figure 3A e 3A? ? mostrato un normale iniettore 112 (ad esempio del tipo utilizzato per l?immissione del componente A nella camera 4 di miscelazione). Nella Figure 3A ? visibile la molla 113 di controllo che abilita l?inizio dell?apertura del relativo ugello 116 soltanto quando la risultante assiale della pressione di mandata determinata dal passaggio attraverso la sezione ristretta che il componente fluido esercita sullo spillo/spina 114 supera la forza di precarico della molla 113 stessa.

Il grado di apertura dell?iniettore 112 subito a monte dell?ugello 116 ? determinato nella posizione di equilibrio tra pressione del fluido e forza opposta dalla molla 113. In tale posizione di equilibrio viene a definirsi una sezione S ristretta di passaggio (mostrata in tratteggio in Figura 3A?) di forma tronco-conica, lungo la quale il salto di pressione segue la legge del passaggio in parete sottile (per foro in parete sottile si intende un ugello in cui la lunghezza del foro ? inferiore al suo diametro D, preferibilmente inferiore a 0,7x D).

La sezione S ristretta di passaggio risulta quindi definita tra la punta (spigolo dell?estremit? cilindrica) 115 dello spillo/spina 114 ed il foro 116 (ugello) con cui esso si accoppia. Lo spillo/spina pu? assumere posizioni assiali variabili dipendente dall?equilibrio tra pressione e forza-molla oppure da un pre-settaggio manuale dello spillo/spina 114.

La pressione diminuisce con l?aumento del passaggio secondo la relazione seguente:

da cui si ricava:

Dove:

? ? una costante

Vm ? la media della velocit? attraverso la sezione ristretta

Q= portata del fluido (m<3>/sec)

? = densit? del fluido (Kg/m<3>)

S = sezione di passaggio (m<2>)

Perci?, ad un aumento della sezione segue una diminuzione del salto di pressione con legge quadratica. La posizione dello spillo 114 relativa all?ugello deve essere settata oppure si setta in ragione del precarico della molla in modo da determinare la sezione S ristretta lungo detta restrizione tronco conica definita tra la punta 115 dello spillo/spina 114 ed il foro 116, come visibile in Fig 3A?.

Poich? Vm = Q/S, negli iniettori normali, si produce un fenomeno di forte usura della grafite o di altro filler proprio nell?attraversamento della suindicata sezione S anulare di passaggio ristretta caratterizzata da due spigoli circolari molto vicini.

La Figura 3B mostra invece il dispositivo-iniettore (dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione) incluso nell?apparato 1 secondo la presente invenzione. Tale dispositivo 10, oltre ad operare da iniettore, funge anche da dispositivo-sezionatore, in grado di lavorare comandato in configurazione tutta chiusa o tutta aperta comandato in configurazione base tramite una semplice valvola idraulica. Tale configurazione ? quella che preserva al meglio le caratteristiche della grafite, evitando di operare una restrizione anulare di passaggio (come invece avviene nell?iniettore di Figura 3A, 3A? a causa dei ravvicinati spigoli circolari tra spillo/spina e ugello) e definendo invece una sezione calibrata di passaggio senza l?elemento centrale di restrizione sull?ugello circolare aperto quanto basta per generare il salto di pressione opportuno. In particolare, il foro di tale ugello 14 calibrato deve garantire un salto di pressione (almeno superiore a 70 bar) alla portata di esercizio del componente B caricato.

L?ugello 14 comprende un foro in parete sottile e la sezione di passaggio ? intera e non parzializzata. L?elemento-otturatore 15 ? monco, si apre completamente ad una distanza che non parzializza l?accesso al foro e si accoppia con l?ugello 14 solo per conseguire la chiusura totale del flusso.

Il diametro dell?ugello, in particolare, ? almeno il 40% maggiore della maggiore dimensione delle lamine o scaglie di grafite espandibile, ed almeno il doppio della dimensione media dei granuli di grafite.

La configurazione sopra descritta del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione risulta essere quella che danneggia meno la grafite, riducendo notevolmente la sollecitazione di ?shearing? idrodinamico a cui la grafite stessa ? soggetta.

La Figura 3C mostra invece il dispositivo sezionatore vero e proprio, vale a dire la valvola 11 di chiusura/deviazione inclusa nell?apparato 1 della presente invenzione. Tale dispositivo ? configurato per operare in configurazione tutta aperta o tutta chiusa, fornendo una sezione di passaggio per il componente B caricato molto ampia ed una superficie di chiusura ad accoppiamento cono maschio su cono femmina .

Le Figure 3D e 3E mostrano invece una ulteriore forma realizzativa del dispositivo sezionatore vero e proprio, vale a dire la valvola 11 di deviazione a movimento assiale in due diverse posizioni operative, vale a dire di apertura e di chiusura rispettivamente. In questa versione, l?elemento otturatore 39, anzich? bloccare il flusso accoppiandosi con l?ugello (apertura 40 d?immissione o apertura 40 di uscita, a seconda della condizione operativa della valvola 11), agisce per chiudere il flusso verso i fori (aperture radiali 41) di immissione o uscita del componente B caricato verso il circuito di ricircolo.

Grazie alla configurazione sopra descritta per il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione e per la valvola 11 di deviazione, la forma della sezione ristretta di entrambe e l?ampia sezione di passaggio per la valvola 11, si riduce notevolmente il rischio di danneggiamento della grafite, si evita quindi che la polvere di grafite espandibile derivante da tale danneggiamento rilasci (nel serbatoio 7A) acidit? e comprometta la reattivit? dei componenti chimici A e B.

In sostanza, grazie alla specifica configurazione strutturale e funzionale dell?apparato 1, ed in particolare dei dispositivi di intercettazione ed alimentazione destinati ad esser attraversati dal componente B caricato, viene notevolmente ridotto l?accumulo di grafite sminuzzata e polverizzata all?interno del circuito di re-immissione (ricircolo) (di seguito descritto) e del serbatoio del componente caricato.

Nelle normali condizioni operative di funzionamento, l?elemento-otturatore 15, di diametro nettamente maggiore rispetto all?ugello 14 calibrato, viene comandato per avanzare e chiudere completamente quest?ultimo, oppure per ritrarsi e aprire completamente lo stesso ugello 14 calibrato di alimentazione senza operare alcuna parzializzazione della sezione di passaggio del flusso. In tal modo, il filler contenuto nell?almeno secondo componente B polimerico, nell?attraversamento della zona interposta tra ugello 14 ed estremit? anteriore dell?elemento-otturatore 15, non ? sottoposto ad elevate sollecitazioni di sfregamento con le pareti e di sfregamento tra le stesse particelle e quindi ad elevato effetto usurante o danneggiamento.

L?elemento-otturatore 15 ? mobile, all?interno del corpo cavo 13, tramite una parte 36 di azionamento (che in via esemplificativa ma non limitativa e di tipo idraulico), opportunamente comandata dall?unit? CU di controllo.

In alternativa, per l?elemento-otturatore 15 pu? essere previsto un meccanismo di azionamento di tipo pneumatico. In ogni caso, l?elemento-otturatore 15 viene azionato per chiudere o aprire l?ugello 14 in tempi molto ridotti, indicativamente minori di 0,3 secondi.

Al dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione pu? essere accoppiato, in una versione dell?apparato pi? sofisticata, un sensore oppure un trasduttore 37 di posizione, operativamente collegato alla unit? CU di controllo, e tramite il quale viene continuamente monitorata la posizione dell?elemento-otturatore 15 che pu? essere anche controllato in posizione in anello chiuso tramite il trasduttore 37 e una servo-valvola 90 di comando idraulico in sostituzione della valvola idraulica base.

Il dispositivo 2 di miscelazione ? dotato di un dispositivo valvolare di intercettazione e ricircolo dei componenti polimerici denominato cassetto 5 di miscelazione, o cassettovalvolare.

Il cassetto 5 valvolare ? comandato idraulicamente per avanzare ed arretrare in modo molto rapido (minore di 0,3 sec). Il cassetto 5 valvolare scorre in un condotto a sezione circolare che corrisponde alla succitata camera 4 di miscelazione. Sulla camera di miscelazione si affacciano in posizioni radiali gli ugelli 47 degli iniettori 12 che immettono il componete A e l?ugello 14 di alimentazione (del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione) per l?almeno un componente B.

Gli ugelli sopra riferiti hanno sezione tale da trasformare l?energia di pressione in energia cinetica dei getti dei componenti che, scontrandosi mutuamente nella camera 4 di miscelazione e scontrandosi contro le pareti della camera 4 stessa, producono la turbolenza necessaria ad effettuare l?intima miscelazione dei componenti reattivi. Il cassetto 5 valvolare di miscelazione ? dotato di cave 6 longitudinali di ricircolo che si affacciano di fronte ai singoli iniettori quando il cassetto 5 stesso ? in posizione avanzata, tali cave 6 longitudinali di ricircolo avendo lo scopo di convogliare i componenti in uscita dagli iniettori all?indietro verso condotti ricavati nel corpo testa in corrispondenza delle cave 6 stesse. Tali condotti ricircolano i rispettivi componenti A e B verso i rispettivi serbatoi 7A, 7B mantenendoli separati.

Sono possibili varie configurazioni/disposizioni degli iniettori 12 e del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione rispetto alla testa 3 di miscelazione. Gli iniettori 12 ed il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione provvedono all?introduzione dei componenti polimerici nella camera 4 di miscelazione attraverso rispettive aperture 79 di immissione (iniezione), ricavate nella testa 3 (Fig. 6B).

Secondo una prima possibile versione schematizzata in Figura 8A, sono previsti due iniettori 12 posti mutuamente diametralmente opposti per l?iniezione del primo componente A polimerico, mentre il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione per il secondo componente B polimerico ? disposto in una posizione angolarmente equidistante dai suddetti due iniettori 12.

In una seconda possibile versione, schematizzata in Figura 8B, ? previsto un primo iniettore 12 posto diametralmente opposto al dispositivo 10 d?intercettazione ed alimentazione ed un secondo iniettore 12 interposto in posizione angolarmente equidistante dal primo iniettore 12 e dal dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione.

In una terza possibile versione, schematizzata in Figura 8C, ? previsto un solo iniettore 12 per l?iniezione del primo componente A polimerico, posizionato diametralmente opposto al dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione dedicato al secondo componente B polimerico contenente il materiale filler.

In una quarta possibile versione, schematizzata in Figura 8D, sono previsti due iniettori 12 per il primo componente A polimerico; i due iniettori 12 ed il dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione sono disposti mutuamente equidistanti angolarmente, vale a dire sono posti angolarmente a 120 gradi uno dall?altro.

Come gi? descritto, nella testa 3 ? alloggiato e mobile scorrevolmente un cassettovalvolare 5 lungo il quale sono ricavate cave 6 longitudinali atte a ricircolare i componenti A, B verso i rispettivi serbatoi 7A, 7B di stoccaggio, attraverso opportune aperture 80 di ricircolo ricavate nella testa 3.

Le cave 6 possono essere dimensionate opportunamente per evitare il danneggiamento della grafite contenuta in uno dei componenti polimerici. Precisamente, le cave 6 sono dimensionate per impedire al componente polimerico caricato con grafite di superare i 30 mt/sec per la velocit? media di ricircolo. Ad esempio, la cava 6 longitudinale pu? avere dimensioni 3,5 x3,5= 12,25 mmq. Con tali dimensioni, ad una portata di circolazione di 225 g/sec corrisponde appunto una velocit? di attraversamento della cava stessa pari a 20 mt/sec.

Come risulter? pi? avanti, si ? scoperto, da accurate e laboriose prove sperimentali, che anche la velocit? di avanzamento delle resine lungo i condotti e passaggi deve soddisfare determinate condizioni per evitare qualsiasi rischio di danneggiamento della grafite espandibile.

Il dispositivo 2 di miscelazione comprende un condotto 21 di erogazione per la miscela risultante.

In questa prima versione di apparato 1, la testa 3 ? di tipo lineare o dritta, vale a dire presenta il condotto 21 di erogazione disposto coassialmente rispetto alla camera 4 di miscelazione. In altre parole, il condotto 21 di erogazione ? allineato alla camera 4 di miscelazione, risultandone pressoch? una continuazione.

Secondo un?altra possibile versione, con riferimento alle Figure 3, 5, 6A, il dispositivo di miscelazione 2 dell?apparato 1 ? dotato di una testa 3 configurata ad ?L?, vale a dire con il condotto 21 di erogazione che si estende ortogonalmente rispetto all?asse lungo il quale si estende la camera 4 di miscelazione.

Come meglio mostrato in Figura 6A, in questa versione di testa 3 di miscelazione ad alta pressione, la camera 4 di miscelazione ed il relativo cassetto 5 valvolare si estendono ortogonalmente rispetto al condotto 21 di erogazione e quest?ultimo ? dotato di un ulteriore organo 70 cilindrico scorrevole (organo di autopulizia), privo di cave longitudinali di ricircolo, preposto all?autopulizia, vale a dire all?espulsione dei residui di resina reagente alla fine di ogni ciclo di miscelazione ed erogazione. L?organo 70 cilindrico scorrevole ? mosso da un cilindro 71 di azionamento (di tipo idraulico o pneumatico o altro equivalente mezzo) posto ad un?estremit? superiore.

Viene ora sinteticamente descritto il funzionamento dell?apparato 1 ed il relativo metodo in condizioni di funzionamento normale non adattato ad evitare il danneggiamento del filler in ricircolazione.

Durante il funzionamento, l?unit? di controllo CU comanda il meccanismo che aziona il cilindro 8 di dosaggio e pompaggio affinch?, aprendo la valvola di intercettazione 9, questo carichi, arretrando, la camera 46 con una certa quantit? di secondo componente B polimerico (resina caricata con grafite o altro filler) prelevata dal serbatoio 7B. La resina con grafite riempie il cilindro 8 in virt? della condizione di pressione in cui esso si trova nel serbatoio 7B.

Terminata la fase di riempimento, il pistone 8? viene fermato dall?unit? Cu in posizione arretrata di caricamento e la valvola 9 di intercettazione viene chiusa.

Per eseguire il dosaggio, il pistone 8? viene comandato ad avanzare in modo controllato (tramite il circuito idraulico oppure tramite il motore riduttore e vite) per eseguire in successione le operazioni di seguito esposte.

In una modalit? operativa di ricircolo di bassa pressione (che pu? essere contemporanea con il ricircolo nel circuito di dosaggio del componente A che per brevit? non viene descritta), viene aperta la valvola 11 di deviazione (re-immissione) ed il pistone 8? ? comandato ad avanzare a velocit? opportunamente impostata per ricircolare il componente B con portate che garantiscano bassa pressione e velocit? di scorrimento basse ma tali comunque da prevenire il depositarsi della grafite o di altro filler lungo i condotti.

In tutte queste fasi, il cassetto 5 di miscelazione ? mantenuto in posizione avanzata di chiusura.

Quando il sistema di comando e controllo attua la sequenza di miscelazione ed erogazione, sia il sistema di dosaggio del componente A sia quello del componente B vengono comandati e controllati in anello chiuso per dosare i componenti A e B nel corretto rapporto stechiometrico.

Le valvole di ricircolo di bassa pressione vengono chiuse e i componenti A e B vengono obbligati a fluire attraverso i rispettivi iniettori installati sulla testa 3 di miscelazione per essere portati alla pressione di settaggio di detti iniettori, generando getti ad alta velocit? ed energia cinetica. I suddetti getti impingono contro le pareti delle cave 6 di ricircolo ricavate longitudinalmente nel cassetto 5 di miscelazione ed i flussi dei componenti A e B vengono ricircolati verso i rispettivi serbatoi 7A e 7B.

La condizione di ricircolo in alta pressione viene mantenuta per il tempo necessario a permettere e garantire l?assestamento e la verifica delle pressioni e delle portate (normalmente due o tre secondi), successivamente il sistema di controllo comanda l?apertura del cassetto 5 di miscelazione attuando la miscelazione dei componenti reattivi e la loro erogazione fintanto che non viene raggiunta la quantit? totale impostata.

Una volta erogata tale quantit? programmata, il cassetto 5 valvolare di miscelazione viene richiuso in posizione avanzata ed i componenti A e B riprendono a ricircolare in alta pressione fintanto che il ricircolo di bassa pressione non viene ripristinato

Le fasi di ricircolo in alta pressione attraverso l?iniettore e la cava 6 del cassetto 5 causano un progressivo danneggiamento del filler e in particolare della grafite espandibile le cui cialde si usurano e si spezzano nel passaggio attraverso l?iniettore e le cave andando ad accumularsi nel serbatoio.

Il movimento del pistone 8? prosegue la sua corsa fino allo svuotamento del cilindro 8 di dosaggio e pompaggio ricircolando il componente B lungo il circuito CR di re-immissione.

Per la ricarica viene attuata l?inversione del movimento del pistone 8? al termine dello svuotamento del rispettivo cilindro 8.

Il movimento del pistone 8? dosatore comprende delle pause in arresto o dei rallentamenti durante le inversioni di moto, in modo da non sottoporre la resina caricata a velocit? dannose all?interno del cilindro 8 di dosaggio e pompaggio.

Una valvola 55 di non ritorno, posta a valle del cilindro 8 di dosaggio e pompaggio (il pi? vicino possibile a quest?ultimo), impedisce il riflusso della resina durante la ricarica (successivo riempimento) del cilindro 8 stesso.

Il movimento di discesa del pistone 8? (monitorato dal trasduttore 27 di posizione) ? costantemente controllato dall?unit? CU di controllo.

Il cilindro 8 viene comandato per dosare a portate inferiori a quella di erogazione (di solito con portata pari al 50% di quella di erogazione: rappresenta la modalit? normale operativa che assicura il minor danneggiamento della grafite). Tuttavia, il cilindro 8 pu? essere comandato per operare direttamente con una portata pari alla portata di erogazione per accorciare i tempi tra un dosaggio e il successivo (rappresenta una possibile modalit? operativa di tipo ?rapido?).

La posizione di fine corsa inferiore ? programmabile e definita controllando l?afflusso di olio nell?organo idraulico di comando, oppure controllando la posizione dello stelo di comando del pistone 8?, o controllando la rotazione della vite o del motore di comando della vite.

Viene descritta di seguito l?operativit? specifica ovvero descritto il funzionamento dell?apparato 1 ed il relativo metodo in modalit? tale da ridurre al minimo l?usura della grafite espandibile o di altro filler durante il ricircolo e per il dosaggio in alta pressione e l?erogazione delle resine miscelate.

La valvola 9 di sezionamento viene aperta ed il pistone 8? ? comandato ad arretrare in modo tale che la resina caricata con grafite riempia il cilindro 8 alla pressione del serbatoio 7B (al netto delle perdite di carico lungo la tubazione).

Raggiunta la posizione di fine corsa superiore in riempimento, il pistone 8? viene fermato, e la pressione del componente B polimerico si stabilizza al valore di pressione del serbatoio 7B. La valvola 9 di sezionamento viene richiusa.

Il moto viene invertito ed il pistone 8? ? comandato ad avanzare a velocit? programmata e controllata.

Contemporaneamente viene comandata il dosaggio in alta pressione del componente A.

Una volta che il cilindro 8 di dosaggio e pompaggio ? pieno, pu? essere eseguita una prima fase di ricircolo (lungo il circuito CR di re-immissione) verso il serbatoio 7B in condizioni di bassa pressione aprendo la valvola 11 di deviazione verso il serbatoio 7B stesso mentre il pistone 8? viene comandato in controllo ad anello chiuso ad avanzare alla velocit? impostata per dosare la portata impostata del componente B.

Il cassetto 5 valvolare ? chiuso avanzato in condizioni di ricircolo ed il dispositivo o iniettore 10 di intercettazione ed alimentazione del componente B alla camera di miscelazione ? chiuso.

Successivamente, prima di operare la fase di miscelazione ed erogazione, la linea di alimentazione alla testa LD viene commutata dalla fase di ricircolo a bassa pressione a quella di messa in pressione, chiudendo la valvola 11 di deviazione rispetto al circuito CR di reimmissione in serbatoio 7B.

Per prevenire qualsiasi danneggiamento della grafite ricircolante per effetto della usura da sfregamento derivante dal ricircolo in alta pressione attraverso il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione e attraverso il cassetto 5 valvolare, si procede mantenendo chiusa la valvola 11 di deviazione ed al contempo mantenendo chiuso anche il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione del secondo componente B polimerico. In tale fase di assenza di circolazione la portata erogata dal movimento del pistone 8? causa la compressione del componente B entro il cilindro 8 e lungo la linea di alimentazione LD.

L?elasticit? del liquido e delle tubazioni e la presenza eventuale di gas disciolto nel componente determinano l?accumulo di una certa portata necessaria per mettere in pressione la linea. Questa fase dura indicativamente poco meno di 3 secondi.

L?unit? CU di controllo comanda il cilindro 8 di dosaggio e pompaggio muovendo il pistone 8? alla velocit? corrispondente alla portata di erogazione, mentre gli appositi sensori/trasduttori di monitoraggio e controllo della pressione rilevano la pressione nella linea LD di mandata. Tale pressione aumenta in modo pressoch? lineare in ragione della comprimibilit? del componente contenuto e della linea di mandata.

Il sistema di controllo rileva la pressione nella linea LD di mandata in continuo con scansioni con frequenza di almeno 100 millisecondi o inferiori (preferibilmente 30 ms o inferiori).

Quando la pressione raggiunge una soglia prossima alla pressione di iniezione prevista del componente B nella camera 4 di miscelazione (superiore al 80% e preferibilmente circa il 90% della pressione di miscelazione per il componente B (per es. 130 bar) l?unit? CU di controllo comanda, per il secondo componente B polimerico, l?apertura completa rapida del dispositivo 10 di intercettazione cos? da operare una fase di ricircolo (attraverso le cave 6 del cassetto 5 valvolare) per un tempo molto ridotto, rispetto alla fase di ricircolo dell?Isocianato.

La parte della grafite o di altro filler che passa attraverso l?ugello del dispositivo di intercettazione ed alimentazione in alta pressione si danneggia per usura da urto e sfregamento e la sola parte che ricircola nelle cave 6 del cassetto 5 valvolare si accumula nel serbatoio e risulta rilasciare particelle o polvere macinata che pu? danneggiare la reattivit? della chimica.

Per operare con il minimo danneggiamento accumulato, il sistema di controllo stima il tempo mancante a raggiungere la pressione di miscelazione impostata per il componente B ed anticipa il comando di apertura del cassetto 5 valvolare (il cui movimento di apertura avviene in un tempo rilevabile dal sistema e normalmente inferiore a 40 millisecondi), tenendo conto dei tempi di ritardo derivanti dalla catena di comando e dal sistema di attuazione dipendente delle inerzie dei sistemi meccanici.

Contemporaneamente, l?unit? CU di controllo ha anche provveduto ad attuare il dosaggio preciso ed il ricircolo (in alta pressione) del primo componente A polimerico (non caricato, e.g. Isocianato) attraverso le rispettive cave 6 del cassetto 5 valvolare.

Secondo questa modalit? operativa, viene avviato il ricircolo di alta pressione attraverso le cave 6 del cassetto 5 valvolare per il tempo (il pi? ridotto possibile, ad es. inferiore a 0,5 sec) necessario a rilevare e garantire di aver raggiunto - nella corrispondente cava 6 di ricircolo nel cassetto 5 valvolare - anche l?adeguata portata del secondo componente B polimerico (poliolo pi? grafite) nell?idoneo rapporto stechiometrico con la portata del primo componente A polimerico (isocianato). Il sistema di controllo comanda quindi l?apertura rapida (in arretramento) del cassetto 5 valvolare garantendo la sincronizzazione meccanica dei flussi delle resine al momento dell?immissione nella camera 4 di miscelazione in modo da evitare l?erogazione di composti in un non corretto rapporto nelle fasi iniziali e finali dell?erogazione.

Con il cassetto 5 valvolare aperto (arretrato) ha inizio la miscelazione dei componenti reattivi e l?erogazione verso lo stampo. La grafite o altro filler soggetto a danneggiamento si abrade o rompe solo in questa fase durante la fase di passaggio dall?iniettore e mentre impinge con il componente A che peraltro evita l?urto control le pareti della camera 4 di miscelazione.

In questo modo anche l?effetto del danneggiamento del filler sulla reattivit? della chimica viene ridotto e pressoch? annullato

Grazie alla suddetta modalit? operativa, la grafite espandibile non subisce pressoch? alcun accumulo di grafite danneggiata in quanto il passaggio di essa attraverso il dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione e attraverso le cave 6 del cassetto valvolare nella fase di re-immissione al serbatoio 7B avviene per un intervallo di tempo ridottissimo.

Grazie alla soluzione secondo l?invenzione, ? quindi possibile minimizzare notevolmente, le percentuali di danneggiamento della grafite ricircolata e ridurre fino a eliminarne del tutto l?accumulo e il relativo effetto di danneggiamento della reattivit? della chimica, preservando l?elevata efficienza della funzione ritardante di fiamma e la reattivit? del composto fondamentale per ottenere le propriet? meccaniche desiderate.

Terminata la miscelazione e l?erogazione, il cassetto 5 valvolare viene avanzato in posizione di chiusura espellendo il miscelato e ricircolando i componenti attraverso le cave 6. Non appena ricevuto il segnale di chiusura del cassetto l?unit? Cu comanda la valvola 11 in apertura, ed il dispositivo 10 di intercettazione-alimentazione in chiusura; il pistone 8? continua la sua corsa di dosaggio controllato della resina caricata che viene inviata al circuito CR di re-immissione per rifluire a velocit? ridotta e ad una bassa pressione verso il serbatoio 7B.

L?azione di dosaggio della resina caricata da parte del pistone 8? viene interrotta ad un posizione di quest?ultimo ben programmata che pu? essere di completa espulsione oppure di inversione al raggiungimento di un certo volume residuo all?interno del cilindro.

In sequenza si procede con un nuovo riempimento del cilindro 8 di dosaggio e pompaggio per poi eseguire le altre fasi sopra descritte.

Normalmente la portata viene misurata tramite la velocit? di movimento del pistone 8? di dosaggio e la riduzione di volume durante la corsa nel corrispondente cilindro; in alternativa ? previsto un trasduttore di portata massico lungo la linea LD di mandata che conduce alla testa 3 di miscelazione.

Viene di seguito descritto il funzionamento dell?apparato 1, facendo particolare riferimento all?andamento delle pressioni per i due componenti polimerici (poliolo con grafite espandibile dispersa e isocianato), per un ciclo di miscelazione ed erogazione e partendo da una condizione operativa in cui il pistone il cilindro 8 viene riempito di componente B. In questa fase, il pistone 8? avanza a velocit? controllata per attuare una fase di dosaggio con re-immissione verso il rispettivo serbatoio in bassa pressione tramite apertura della valvola 9.

Per semplicit? si considerano le portate erogate durante la fase di re-immissione costanti e corrispondenti a quelle di miscelazione. Nella pratica operativa ? conveniente che le portate durante la re-immissione siano inferiori a quelle di miscelazione.

Le pressioni di iniezione del poliolo (caricato con grafite) e dell?isocianato sono indicate rispettivamente con ?PB? e ?PA?.

L?unit? Cu, come per il componente B, attiva anche il dosaggio del componente A nel rapporto stechiometrico impostato e ne comanda lea re-immissione verso il rispettivo serbatoio 7A.

Con riferimento alla Figura 9, ? riportato un grafico dell?andamento (non ottimizzato) della pressione a cui ? sottoposto il componente B caricato con filler in una linea di mandata LD di tipo rigido ovvero molto poco elasticante, in funzione dello stato operativo della valvola 11 di deviazione (linea ?CR?), del dispositivo 10 di intercettazione-alimentazione (linea ?IP?), e del cassetto 5 valvolare di miscelazione (linea ?MS?).

E? altres? rappresentato lo stato delle pressioni dell?isocianato (componente A) e della valvola 9A di ricircolo dell?isocianato (linea ?IR?).

La valvola di ricircolo 9A dell?isocianato viene chiusa all?istante t1 per attivare il ricircolo attraverso il cassetto valvolare 5 e riaperta dopo l?erogazione e la richiusura del cassetto all?istante t8.

Il ciclo del componente B caricato comincia da una condizione in cui il componente B ? alla pressione minima PB-RIC, ? in corso una fase di ricircolo (re-immissione) in bassa pressione lungo il circuito CR di re-immissione che ? in condizione aperta, mentre il cassetto 5 di miscelazione ed il dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione sono in posizione chiusa.

Precisamente, durante l?intervallo di tempo tra un istante ?t0? ed un istante ?t1?, l?isocianato (componente A) viene sottoposto a ricircolo a pressione inizialmente ridotta, e contemporaneamente il poliolo caricato pu? essere sottoposto ad una fase di re-immissione, a bassa pressione, verso il rispettivo serbatoio 7B.

Per tutto l?intervallo di tempo da t0 a t1, il circuito CR di re-immissione ? in condizione aperta, vale a dire ? abilitato a ricircolare in bassa pressione il componente B verso il rispettivo serbatoio 7B. Questa fase ? indicata sul diagramma dal segmento T1. All?istante t2, il circuito CR di re-immissione viene chiuso e mantenuto tale per un certo intervallo di tempo, rappresentato dal segmento T2.

Il dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione (iniettore) dalla condizione iniziale rimane chiuso (segmento V1) fino ad un istante t3 (successivo all?istante t2) al quale viene aperto completamente (segmento V2).

Il cassetto 5 valvolare di miscelazione dalla condizione iniziale rimane chiuso (segmento U1) fino ad un istante t4 (successivo all?istante t3) al quale viene aperto (segmento U2).

All?istante ?t1?, il ricircolo di bassa pressione dell?isocianato viene interrotto, agendo su una corrispondente valvola 9A di intercettazione (grafico ?IR? pi? in alto), la sua pressione aumenta rapidamente e avviene il suo ricircolo di alta pressione attraverso i rispettivi iniettori 48 e cave 6 del cassetto 5 di miscelazione.

Subito dopo, ad un istante t2, ha inizio la fase di rapida pressurizzazione del poliolo caricato (componente B), che avviene in condizioni di stazionariet? del fluido: in altre parole, il poliolo ? stazionario, non circolante, grazie alla chiusura della valvola 11 di deviazione, che interrompe la re-immissione verso il serbatoio 7B e alla gi? avvenuta chiusura sia del dispositivo o iniettore 10 di intercettazione ed alimentazione (grafico CR) che quindi impedisce il flusso verso l?ugello 14 di immissione alla corrispondente cava di ricircolo 6 del cassetto 5. Il poliolo caricato, quindi, subisce un rapido aumento di pressione fino al valore PB in condizioni statiche, vale a dire in assenza di circolazione.

Ad un successivo istante ?t3?, (grafico indicato con ?IP?), raggiunta una pressione prossima a quella di miscelazione, viene comandata l?apertura completa del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione (o iniettore) che consente al poliolo caricato di accedere al ricircolo attraverso l?ugello 14 calibrato dell?iniettore e le cave 6 del cassetto di miscelazione 5 valvolare posto in posizione avanzata, ed anche il poliolo caricato viene assoggettato ad un ricircolo attraverso il cassetto 5 valvolare (in maniera ritardata rispetto all?isocianato il cui ricircolo ? gi? in corso) per raggiungere rapidamente la pressione PB di miscelazione (mentre l?isocianato ha gi? raggiunto la pressione PA di miscelazione durante il ricircolo in alta pressione anticipato rispetto al poliolo).

Il ricircolo del poliolo caricato attraverso le cave 6 del cassetto 5 valvolare in alta pressione dura per un tempo molto ridotto ?Tf?, rispetto al corrispondente ricircolo dell?isocianato, ma sufficiente ad esaurire il transitorio di conseguimento della pressione della portata necessarie a realizzare una corretta miscelazione ed erogazione.

Ad un istante ?t4? viene arretrato il cassetto 5 portandolo nella posizione di erogazione e miscelazione (grafico ?MS?); ha quindi inizio la nuova fase di miscelazione ed erogazione.

Quando l?unit? Cu ha misurato il raggiungimento della quantit? di miscela reagente erogata impostata, in un successivo istante t5 viene comandata la chiusura del cassetto 5 (grafico ?MS?) dando luogo ad una successiva fase di ricircolo dei componenti attraverso le cave 6 del cassetto 5. La fase in cui il cassetto 5 valvolare rimane aperto ? rappresentata dal segmento U2; la fase in cui il cassetto 5 valvolare ritorna ad essere chiuso ? rappresentata dal segmento U3.

Subito dopo, ad un istante t6, viene aperta la valvola 11 di deviazione (quindi il circuito CR) (grafico ?CR?) e viene comandata la chiusura all?istante t7 del dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione (grafico 4, ?IP?). Questa fase ? rappresentata dal segmento T3.

All?istante t7 (successivo di poco all?istante t6), il dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione viene chiuso. Questa fase ? rappresentata dal segmento V3.

La pressione del poliolo caricato scende rapidamente di nuovo alla pressione di reimmissione ?PB-RIC? (bassa pressione in condizioni stazionarie o di re-immissione al serbatoio 7B del poliolo caricato).

Successivamente, all?istante t8, viene comandato anche il ricircolo in bassa pressione dell?isocianato (comp. A).

Ne consegue una fase di transitorio nella quale anche le pressioni dell?isocianato scendono. I componenti ricircolano rispettivamente ai valori ?PA-RIC? (pressione di ricircolo dell?isocianato a bassa pressione) e ?PB-RIC? (pressione di ricircolo del poliolo a bassa pressione).

La rampa ?1 rappresenta l?incremento di pressione nel tempo con la linea LD strozzata.

La seconda rampa ?2 pi? piccola rappresenta l?incremento di pressione nel tempo quando viene aperto il dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione a cui consegue che parte della portata immessa ricircola e la fase di raggiungimento della pressione ? meno ripida.

La terza rampa in discesa rappresenta la perdita di pressione della linea LD derivante dall?apertura della valvola 11 di deviazione (circuito CR) e quasi contemporanea chiusura del dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione. Quest?ultima rampa di discesa pu? essere resa pi? ripida diminuendo, contemporaneamente alla chiusura del cassetto 5 di miscelazione, l?erogazione, per es. a met? portata.

I due componenti A, B polimerici permangono alle pressioni ?PA-RIC? e ?PB-RIC? per tutta la fase di standby.

Successivamente, ha inizio una fase nella quale ? avviato un nuovo ciclo di preparazione all?iniezione ed erogazione.

La figura 10 mostra, l?andamento (non ottimizzato) della pressione del componente B nel caso di linea LD caratterizzata da una elastanza della linea e da una comprimibilit? del componente assai pi? elevate dovuta alla presenza di gas disperso. Vengono utilizzati analoghi segni di riferimento a cui ? stato aggiunto l?apice ??? per distinguere il grafico da quello di figura 9.

Viene omesso il grafico relativo all?isocianato (componente A).

Come si pu? notare, l?andamento ? analogo con qualche differenza ad esempio sulle pendenze ?3 e ?4 che sono minori per effetto della maggiore quantit? di componente che viene accumulata dalla elasticit? e comprimibilit? della linea LD.

L?apparato 1 ? dotato di un sistema di memorizzazione e registrazione delle pressioni, dello stato e dei comandi dei vari organi valvolari operativi (nello specifico il cassetto 5 valvolare, il dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione, la valvola 11 di deviazione), precedentemente descritti, che vengono visualizzati sul monitor del pannello operatore in una forma grafica simile a quanto illustrato nella Fig 9. Tali grafici danno la possibilit? ad operatori opportunamente formati di riprogrammare i tempi di intervento dei suddetti organi valvolari operativi in modo da rendere minimo il tempo di ricircolo del componente B caricato attraverso le cave 6 del cassetto 5 valvolare. In particolare, l?operatore, una volta impostati rapporti portata e quantit? da erogare, verifica che le condizioni di miscelazione siano ottimali e, qualora non fossero ottimali, interviene manualmente per aggiustare i valori di pressione di miscelazione per renderli ottimali. Successivamente viene rilevata e memorizzata, in una prima fase, la pressione del componente B caricato, e viene visualizzato il grafico della suddetta pressione e dei comandi di valvola 11 di deviazione e cassetto 5 di miscelazione similmente a quanto rappresentato nella Fig 9.

Per ridurre il tempo di ricircolo del componente B attraverso la cava 6 del cassetto 5 valvolare, l?operatore pu? rilevare visivamente il tempo TF e impostare (anticipare o posticipare) l?istante t3 di apertura dell?elemento valvolare 10 e l?istante t4 del comando di apertura del cassetto 5 inserendo un valore di ritardo di tali comandi rispetto alla chiusura della valvola 11 di deviazione fino a rendere nullo il segmento caratterizzato dall?angolo ?2, vale a dire portare virtualmente a zero il tempo di ricircolo a del componente B attraverso le cave 6 del summenzionato cassetto 5 valvolare.

L?apparato 1 pu? essere dotato, in aggiunta a quanto gi? descritto per l?unit? CU di controllo, di un sistema adattativo in grado di adattare i tempi di comando di messa in pressione in condizioni stazionarie della linea LD, di comando di apertura del cassetto valvolare 5 di miscelazione e di comando di riapertura della valvola 11 dopo la chiusura del cassetto, per rendere minimo l?accumulo di grafite o altro filler danneggiato nel componente B e di rilevare la comprimibilit? del componente chimico e della linea LD di mandata e anche di rilevare, tramite comparazione, una variazione della comprimibilit?, in particolare dovuta alla presenza di aria o altro gas in emulsione.

La Figura 11 mostra per l?appunto l?andamento della pressione del componente B nel caso ottimizzato mediante software adattativo, nella condizione di linea LD ?rigida? ovvero molto poco elasticante.

Vengono utilizzati analoghi segni di riferimento come nelle figure 9 e 10 ma a cui ? stato aggiunto l?apice ????.

La comprimibilit? del componente e della linea LD pu? essere misurata calcolando il tempo necessario a raggiungere la pressione di miscelazione, utilizzando il rapporto DeltaP/DeltaT (differenza di pressione P su intervallo di tempo T), che, su un diagramma P-T corrisponde alla inclinazione della tangente dell?angolo ?1 nel tratto di salita della pressione tra t2 e t3 a partire dalla chiusura della valvola 11 di deviazione per interrompere la circolazione lungo il circuito CR di re-immissione; il controllore Cu campiona il valore di pressione e riferito al tempo del ciclo di campionamento determina il tempo necessario a raggiungere la pressione di miscelazione successivamente alla chiusura della valvola in base al rapporto Delta P/Delta T.

Il sistema adattativo calcola il tempo necessario per il raggiungimento del valore di pressione impostato per l?apertura del cassetto (per es il 90% della pressione di miscelazione).

Questo tempo, moltiplicato per la portata, corrisponde al volume elasticante Vot necessario per portare il componente B alla condizione di pressione ottimale per aprire il cassetto 5 di miscelazione.

L?unit? CU di controllo tiene, inoltre, in memoria vari dati relativi ai tempi di ritardo nell?azionamento dei vari componenti, inevitabilmente dovuti ai tempi di comando, alle inerzie e ad altri fattori (ad esempio i tempi di ritardo per l?apertura del cassetto 5 valvolare ecc..) e di conseguenza ne avvia i comandi ai corrispondenti azionamenti con adeguati tempi di anticipo.

Il sistema, durante una fase di miscelazione ed erogazione, rileva la pressione della linea LD tramite il trasduttore di pressione 49 e lo memorizza.

L?andamento di tale valore nel tempo viene visualizzato sullo schermo dell?unit? Cu richiamandolo da apposita pagina dove appare come riportato ad esempio nella Fig. 10.

Tale valore viene confrontato con dati memorizzati di pressione in funzione della portata e con il valore (impostato dall?operatore) della dimensione della sezione ristretta dell?ugello 14 di iniezione posto sull?iniettore 10 (dispositivo di intercettazione/alimentazione) che immette il componente B nella camera 4 di miscelazione.

Interpolando con i valori tabellati viene calcolato un valore di pressione predittivo in funzione della portata da erogare per il componente B.

Analogamente, il sistema adattativo misura, durante la fase di messa in pressione e in condizione di stazionariet? come precedentemente definita, l?incremento di pressione in rapporto al tempo. Tale incremento di pressione nel tempo viene memorizzato ed interpolato mediandolo con valori tabulati in funzione della portata.

Questo tempo, moltiplicato per la portata, corrisponde al volume elasticante Vot necessario per portare il componente B alla condizione di pressione stimato come ottimale per aprire il cassetto 5 di miscelazione.

Al raggiungimento di tale valore, il sistema adattativo comanda l?apertura completa del dispositivo valvolare o iniettore 10, rileva il tempo TF necessario per raggiungere la pressione di ricircolo attraverso le cave 6 del cassetto 5 valvolare e rileva il cambiamento di valore incrementale della pressione del componente B. Tale cambiamento deriva dal passaggio della resina attraverso l?iniettore che sottrae portata al volume che si accumula nel comportamento elastico della linea di mandata LD. L?unit? di controllo Cu determina tale cambiamento come differenza tra le tangenti degli angoli ?1 e ? 2 cio? tra i rapporti di incremento della pressione nel tempo con dispositivo 10 di intercettazione ed alimentazione chiuso e dispositivo 10 aperto e determina l?intervallo di tempo con cui deve ritardare il comando di apertura completa del dispositivo 10 per raggiungere il 100% del valore di pressione di miscelazione. L?unit? di controllo Cu confronta tale intervallo col tempo di apertura del cassetto 5 di miscelazione misurato come differenza tra l?istante di comando di apertura e l?arrivo della variazione del segnale del trasduttore di prossimit? installato sul cassetto 5 di miscelazione Tc oppure, in alternativa, somma un valore di tempo preimpostato e memorizzato. Il sistema memorizza tali valori applicando un algoritmo di filtro digitale passa basso di tipo FIR per es. quello della media ponderata oppure di tipo IIR con coefficienti stabili.

L?unit? di controllo Cu, sui valori ricalcolati, esegue la differenza dei valori risultanti TF -Tc.

Quando tale differenza raggiunge un valore minimo preimpostato, l?unit? di controllo Cu utilizza TF come anticipo di tempo nell?emettere il comandi di apertura del dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione o iniettore e TR per il comando di apertura del cassetto 5 per l?erogazione successiva.

L?unit? di controllo Cu utilizza il tempo di apertura del cassetto 5 misurato anche per anticipare di chiusura del cassetto 5 stesso ed anticipare il comando di apertura della valvola 11 per la re-immissione del componente B rispetto al raggiungimento della quantit? precisa da erogare.

Posto Tr il tempo di ritardo rilevato e memorizzato di movimento del cassetto 5, viene determinato l?anticipo del comando come quantit? Mf che sar? erogata successivamente al comando di chiusura come Mf = Qtot x Tr. Questo anticipo di comando serve a erogare esattamente la quantit? impostata dall?operatore.

Con le modalit? descritte il sistema adattativo, se attivato, ? in grado di minimizzare automaticamente l?accumulo di grafite rovinata che viene ricircolata attraverso le cave 6 del cassetto 5 portando tale accumulo virtualmente a zero.

La programmazione dell?unit? Cu prevede anche uno specifico programma secondo cui ? previsto eseguire un ciclo speciale di verifica della dimensione delle particelle che compongono il suddetto materiale filler ed il monitoraggio di un eventuale danneggiamento di quest?ultimo. Il suddetto ciclo speciale di verifica presuppone l?utilizzo di un?apposita configurazione adattata del dispositivo 10, l?ausilio di un trasduttore 37 di posizione ad esempio di tipo potenziometrico o di tipo LVDT applicato alla testata 15B del pistone di comando del dispositivo 10 di intercettazione/alimentazione e l?utilizzo e il comando ad esempio di una servo-valvola 90 di controllo in anello chiuso della posizione dell?elementootturatore o spina 15, oppure di un elemento di posizionamento meccanico di un organo di contrasto della posizione di apertura di detto elemento 15 e prevede le fasi di:

- alimentare il componente B caricato, ad una portata preimpostata, verso il dispositivo 10 d?intercettazione/alimentazione, dopo aver chiuso il circuito Cr di re-immissione,

- posizionare con i rispettivi mezzi idraulici l?elemento-otturatore 15 a spina rispetto all?ugello 14 di alimentazione in modo tale da definire tra di essi una sezione di passaggio anulare controllata per il componente B,

- ridurre gradualmente la distanza tra l?elemento-otturatore 15 a spina e l?ugello 14 di alimentazione e

- monitorare continuamente la pressione del flusso del secondo componente B a monte del dispositivo 10 di intercettazione e alimentazione durante la riduzione della sezione di passaggio e, all?occorrenza di picchi improvvisi di pressione, - rilevare la posizione dell?elemento-otturatore 15 a spina per ricavare la dimensione della sezione di passaggio per il secondo componente B e - confrontare tale dimensione con i dati corrispondenti al materiale filler integro non usurato in modo da determinare, per comparazione, il grado di danneggiamento del materiale filler contenuto nel secondo componente B polimerico.

Il sistema di controllo (unit? CU di controllo) dell?apparato 1 secondo l?invenzione, ? anche in grado di tener conto della variazione di elasticit? del componete e della linea LD per la presenza ad esempio di gas emulsionato, soprattutto quando si opera con serbatoi con livelli di componente basso, oppure per variazioni di temperatura o per modifiche alla composizione della linea LD (per es per l?applicazione di tratti di linea realizzati con tubazioni in guaine flessibile).

Il sistema controlla la derivata della pressione durante la fase di pressurizzazione in condizioni di stazionariet? del componente B vale a dire la pendenza o tangente della rampa di salita della pressione e la compara con la pendenza misurata a serbatoio pieno o in condizioni standard come impostato dall?operatore.

Una diminuzione del valore delta P diviso delta T corrisponde ad una certo aumento della comprimibilit? della linea LD corrispondente ad es ad una quantit? percentuale di gas emulsionato.

Indicando con T0 il tempo necessario a incrementare la pressione di 100 bar, si pu? estrapolare la percentuale di gas emulsionato secondo la seguente formula:

Vgas% = ((Qs x ?t/T0)/ Vtot)- Vels

Dove:

Vgas% = percentuale di gas emulsionato

Qs = (cc/sec) portata di miscelazione in volume

?t20 = (sec) tempo rilevato per incrementare la pressione di 20 bar a partire dalla chiusura della valvola di riciclo

T0 = (sec) tempo interpolato per raggiungere 100 bar di pressione

Vtot = (cc) volume del componente in mandata alla testa (cc)

Vels = percentuale di volume elasticante dovuto alla comprimibilit? del componente in assenza di emulsione.

Il gas emulsionato al componente aumenta la comprimibilit? di quest?ultimo e pu? dar origine ad una cellulazione della schiuma non rispondente alle specifiche, per es. celle piccole e chiuse, oppure generare celle collassate.

L?unit? Cu ? provvista di una indicazione della percentuale di gas emulsionato calcolata che viene indicata all?operatore o al sistema di supervisione per verificare la corrispondenza della qualit? dei pezzi prodotti.

Grazie a questa specifica sequenza di fasi operative secondo l?invenzione, vengono con successo conseguiti gli scopi sopra dichiarati. Precisamente, risultano minimizzati i rischi di accumulo del danneggiamento del materiale ?filler? (grafite espandibile o altro filler) dispersi all?interno delle resine da miscelare, ottenendo pertanto dei prodotti per stampaggio a reazione qualitativamente migliori e pi? performanti. Nel caso dell?utilizzo di grafite espandibile, si ottiene costantemente una schiuma con elevata capacit? di ritardo e contenimento di fiamma senza degrado di questa caratteristica.

E? possibile configurare e dimensionare l?apparato 1, e parti di esso, in modo desiderato in funzione delle applicazioni a cui ? destinato.

I materiali, nella misura in cui risultano compatibili con lo specifico uso a cui sono destinati, possono essere scelti opportunamente in funzione dei requisiti richiesti ed in funzione dello stato della tecnica disponibile.

Sono possibili varianti e/o aggiunte a quanto sopra descritto ed illustrato nei disegni allegati, senza per questo fuoriuscire dall?ambito di protezione rivendicato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la preparazione ed erogazione di una miscela ottenuta miscelando almeno un primo (A) componente chimicamente reattivo ed almeno un secondo (B) componente chimicamente reattivo contenente un materiale filler, tramite un dispositivo (2) di miscelazione ad alta pressione comprendente una testa (3) dotata di una camera (4) per la miscelazione dei componenti (A, B), all?interno della quale ? scorrevole un cassetto (5) valvolare dotato di cave (6) di ricircolo longitudinali per ricircolare detti componenti (A, B) verso rispettivi serbatoi (7A, 7B) di stoccaggio, in cui ? previsto ricircolare detto secondo (B) componente contenente detto materiale filler, attraverso dette cave (6) di ricircolo di detto cassetto (5) valvolare, per un tempo comparativamente molto ridotto rispetto ad una fase di ricircolo di detto primo componente (A) attraverso dette cave (6) di ricircolo, cos? da evitare l?accumulo di materiale filler danneggiato in rispettivi circuito di dosaggio, linea di ricircolo e serbatoio (7B).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente le fasi di: - prelevare da un serbatoio (7B), tramite mezzi di pompaggio (8) connessi ad una linea (LD) di mandata del componente (B) verso detta camera (4) di miscelazione, una quantit? di detto almeno secondo componente (B) chimicamente reattivo contenente il materiale filler - impedire, una volta prelevata detta quantit?, che detto secondo componente (B) rifluisca direttamente da detti mezzi (8) di pompaggio al rispettivo serbatoio (7B), - mantenere chiuso, in posizione avanzata di ricircolazione, detto cassetto (5) valvolare, - prelevare da un serbatoio (7A), tramite mezzi di pompaggio, ed inviare verso detta camera di miscelazione (4) una portata di detto primo componente (A) in rapporto di reazione con detto componente (B), - dosare, tramite detti mezzi di pompaggio (8), detto componente (B) ed immetterlo con una portata preimpostata e controllata entro detta linea (LD) di mandata, e - reimmettere detto componente (B) verso il rispettivo serbatoio (7B) re-inviandolo tramite una valvola (11) di deviazione comandata, - impedire l?ingresso di detto secondo componente (B) verso dette cave (6) del cassetto (5) di detta testa (3) di miscelazione, e - successivamente impedire la re-immissione di detto componente (B) verso il rispettivo serbatoio (7B) chiudendo detta valvola (11) di deviazione comandata e - pressurizzare detta linea di mandata (LD) in condizioni di stazionariet? del flusso per sottoporre detto secondo componente (B) polimerico ad un aumento di pressione fino al raggiungimento di un valore di pressione prossimo a quello di iniezione nella camera (4) di miscelazione e, successivamente, - abilitare l?ingresso di detto secondo componente (B) polimerico a detta camera (4) di miscelazione per far ricircolare detto secondo componente (B) attraverso le cave (6) di detto cassetto (5) valvolare con una portata in rapporto di reazione con il componente (A), - far ricircolare detto almeno secondo componente (B) polimerico per un periodo di tempo comparativamente molto ridotto rispetto alla una fase di ricircolo di detto primo componente (A) attraverso detto cassetto valvolare (5) e successivamente - aprire detto cassetto-valvolare (5), arretrandolo, per consentire la miscelazione per collisione ad alta pressione di detti primo (A) e secondo (B) componenti chimicamente reattivi ed erogare la miscela risultante nella quantit? necessaria per realizzare un articolo per stampaggio a reazione, - comandare la chiusura di detto cassetto (5) valvolare in funzione della misurazione della quantit? erogata attuata da un?unit? (CU) di comando e controllo, - successivamente ri-aprire detta valvola di deviazione (11) per la re-immissione del flusso di detto componente (B) verso il rispettivo serbatoio (7B) per realizzare un ricircolo di detto componente (B) a pressione e velocit? del flusso ridotte tali da non danneggiare il filler contenuto in detto componente (B).
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detta valvola di deviazione (11) per la re-immissione ? prevista lungo la linea (LD) di alimentazione del componente (B) ed ? posta subito a monte di, ed in posizione separata da, un corpo di detta testa (3) di miscelazione oppure ? montata direttamente su detto corpo della testa (3) di miscelazione.
4. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui: - la fase di prelievo della quantit? di detto almeno un secondo componente (B) dal rispettivo serbatoio (7B), di tipo pressurizzabile, ? eseguita azionando, in una prima direzione (D1), un pistone (8?) di un cilindro (8) di dosaggio e pompaggio incluso in detti mezzi di pompaggio, - l?interruzione del flusso tra detto cilindro (8) di dosaggio e pompaggio e detto serbatoio (7B) pressurizzabile avviene azionando una valvola (9) di sezionamento per impedire un ritorno del secondo componente (B) direttamente dal cilindro (8) di dosaggio e pompaggio al serbatoio (7B), - la fase di mandata viene comandata in controllo di velocit? e/o di portata e/o di posizione incrementata di detto pistone (8?) secondo una portata preimpostata comandando detto pistone (8?) in una seconda direzione (D2) opposta alla detta prima direzione (D1), ed in cui - l?ingresso del secondo componente (B) verso detta camera (4) di miscelazione viene impedito azionando un dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione che ? configurato per consentire/impedire l?alimentazione e il ricircolo del secondo componente (B) attraverso le cave (6) di detto cassetto-valvolare (5), ed in cui - detto pistone (8?) del cilindro (8) di dosaggio e pompaggio ? mosso ad una velocit? programmata e controllata per avviare dapprima una prima fase di circolazione a bassa pressione in cui almeno parte di detta quantit? di secondo componente (B) chimicamente reattivo ? fatto fluire a bassa pressione e velocit? lungo un circuito (CR) di re-immissione per ritornare nel rispettivo serbatoio (7B) senza accedere alla testa (3), - detta prima fase di circolazione a bassa pressione essendo avviata comandando detta valvola di deviazione (11) posta lungo detta linea di mandata (LD), a monte del dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione di ed in cui, - durante detta prima fase di circolazione a bassa pressione ? previsto mantenere chiuso in posizione avanzata detto cassetto valvolare (5) e detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione per impedire al secondo componente (B) un ricircolo attraverso la rispettiva cava (6) del cassetto (5) nella testa (3) miscelazione, e successivamente ? previsto - chiudere detta valvola di deviazione (11) per incrementare la pressione di detto secondo componente (B) in detta linea (LD) di mandata a detto valore di pressione prossimo a quello di iniezione alla camera (4) di miscelazione, ed - aprire detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione per consentire il ricircolo in alta pressione di detto secondo componente (B) attraverso la rispettiva cava (6) di detto cassetto valvolare (5).
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo componente (A) polimerico viene prelevato dal rispettivo serbatoio (7A) e alimentato tramite un dispositivo (18) di pompaggio e dosaggio nella quantit? e portata riferita al rapporto stechiometrico col componente (B) verso detta testa (3) tramite un dispositivo (19) divisore di flusso oppure tramite due sistemi di pompaggio e dosaggio (18) e (18?) che alimentano due iniettori (12) che trasformano l?energia di pressione in energia dei getti e lo iniettano all?interno della camera di miscelazione (4) ed in cui la fase di ricircolo ad alta pressione di detto primo (A) componente attraverso detto cassetto-valvolare (5) inizia in anticipo rispetto a detto secondo (B) componente e la fase di ricircolo ad alta pressione di detto secondo (B) componente si svolge, per un limitato intervallo di tempo, durante la parte finale della fase di ricircolo ad alta pressione del primo (A) componente.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo componente (A) polimerico pu? essere reimmesso con circolazione in bassa pressione verso il rispettivo serbatoio (7A) durante le fasi di re-immissione in bassa pressione del componente (B) verso il rispettivo serbatoio (7B).
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto configurare detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione o iniettore (10) con un corpo cavo (13) su cui ? ricavato un ugello (14) di alimentazione e iniezione avente sezione ristretta di passaggio calibrata per ottenere la pressione richiesta per la miscelazione con il componente A alle condizioni di portata idonee per la formazione della turbolenza di miscelazione, in cui all?interno di detto corpo cavo (13) ? reciprocabile un elementootturatore (15) a forma di spina avente un diametro estremale maggiore della sezione ristretta dell?ugello (14) e mobile da una prima posizione in cui chiude completamente detto ugello (14) calibrato di alimentazione ad una seconda posizione in cui apre completamente detto ugello (14) di alimentazione liberando a monte dell?ugello una sezione di passaggio superiore a quella dell?ugello medesimo, in cui detto ugello (14) di alimentazione e detto elementootturatore (15) cooperano per abilitare/impedire l?adduzione del secondo componente (B) senza parzializzarne il flusso.
8. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui detto ugello (14) di alimentazione comprende un foro calibrato in parete sottile conformato per operare con una sezione di passaggio intera e non parzializzata, in cui detto elemento-otturatore (15) ha un?estremit? monca e viene comandato in apertura totale ad una distanza che non parzializza l?accesso al suddetto foro liberando una sezione di passaggio superiore almeno del 40% a quella dell?ugello ed ? configurato per accoppiarsi con un ugello (14) calibrato di alimentazione solo per conseguire la chiusura totale del flusso, il diametro di detto ugello (14) calibrato di alimentazione essendo almeno il 40% maggiore della maggiore dimensione delle lamine o scaglie di detto materiale filler, e superiore di almeno l?80% della dimensione media dei granuli di detto materiale filler.
9. Metodo secondo la rivendicazione 4 oppure secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8 quando dipendenti dalla rivendicazione 4, in cui, per prevenire un accumulo di danneggiamento di detto materiale filler, sono previsti la chiusura di detta valvola (11) di deviazione, e l?interruzione della circolazione di detto secondo componente (B) polimerico in detto circuito (CR) di re-immissione, e la chiusura di detto dispositivo o iniettore (10) di intercettazione e alimentazione e di detto cassetto-valvolare (5), per il periodo necessario alla pressurizzazione della linea (LD) di mandata in condizioni di stazionariet? idraulica mentre il pistone (8?) di detto cilindro (8) di dosaggio e pompaggio viene comandato a proseguire la corsa alla velocit? corrispondente alla portata di dosaggio richiesta dalle condizioni di miscelazione degli almeno due componenti (A, B) polimerici.
10. Metodo secondo la rivendicazione 7 oppure 8 oppure secondo la rivendicazione 9 quando dipendente dalla rivendicazione 7 oppure 8, in cui ? previsto avanzare/arretrare idraulicamente o pneumaticamente detto elemento-otturatore (15) a spina per chiudere/aprire completamente l?ugello (14) di alimentazione in un tempo inferiore a 0,20 sec., cos? da ridurre il tempo durante il quale l?avvicinamento di detto elemento-otturatore (15) a spina a detto ugello (14) di alimentazione rischia di danneggiare il materiale per parzializzazione della sezione di passaggio del componente (B).
11. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto pistone (8?) di detto cilindro (8) di dosaggio e pompaggio viene arrestato o rallentato durante le inversioni di moto e durante le azioni di chiusura e apertura di detta valvola (11) di reimmissione e valvola (9) di sezionamento per evitare di sottoporre il componente (B) a velocit? e sfregamenti dannose per il materiale filler in esso contenuto, la posizione e la velocit? di detto pistone (8?) essendo controllati e gestite in anello chiuso in retroazione.
12. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto controllare la posizione e velocit? di detto pistone (8?) tramite un trasduttore (27) di posizione ed una servo-valvola (26) azionata in anello chiuso in retroazione.
13. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto controllare la posizione e velocit? di detto pistone (8?) tramite un trasduttore (30) di posizione rotativo ed un motoriduttore e vite (28) di comando azionate in anello chiuso in retroazione.
14. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui, dopo ogni erogazione di miscela, ? previsto chiudere detto cassetto-valvolare (5) e successivamente, con un ritardo riducibile a zero (tra 0,5 sec e 0 sec) comandare l?apertura di detta valvola (11) di deviazione mentre contemporaneamente, o con un minimo ritardo, viene comandata anche la chiusura completa di detto dispositivo (10) o iniettore di intercettazione e alimentazione e viene diminuita la velocit? di azionamento del pistone (8?) del cilindro-dosatore (8).
15. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui, una volta aperta la valvola di deviazione (11) per la fase di circolazione a bassa pressione del secondo componente (B) lungo i circuiti (LD) di alimentazione e (CR) di re-immissione, il pistone (8?) di detto cilindro-dosatore (8) ? azionato per pompare il secondo componente (B) con una portata inferiore, in particolare pari al 50% della portata di erogazione.
16. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto - rilevare e memorizzare in automatico, durante una fase di miscelazione ed erogazione, la pressione del componente (B) all?interno della linea (LD) di mandata tramite il trasduttore (49) di pressione installato su quest?ultima, - visualizzare, in forma di grafici, detta pressione rilevata in funzione del tempo e gli stati di detti cassetto (5) valvolare, dispositivo (10) di intercettazionealimentazione, valvola (11) di deviazione su uno schermo di visualizzazione associato all?unit? (Cu) di controllo, - rilevare visivamente il tempo TF del segmento contraddistinto da un angolo (?2) che indica un minor incremento nel tempo della pressione del componente (B) una volta aperto il dispositivo (10) di intercettazione ed alimentazione ed - impostare, in anticipo o posticipo, l?istante t3 di apertura del dispositivo (10) di intercettazione-alimentazione e l?istante t4 del comando di apertura del cassetto (5) valvolare inserendo un valore di ritardo di tali comandi rispetto alla chiusura della valvola (11) di deviazione fino a rendere nullo tale segmento portando virtualmente a zero il tempo di ricircolo del componente (B) attraverso le cave (6) del cassetto (5) valvolare.
17. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto eseguire una fase operativa adattativa per ridurre al minimo l?accumulo di usura o danneggiamento del materiale filler che prevede di: - rilevare il tempo necessario per raggiungere un valore settato percentuale della pressione di miscelazione, in condizioni di compressione stazionaria del fluido nella linea LD di mandata e nel cilindro (8) di pompaggio in condizione di chiusura del dispositivo (10) di intercettazione ed alimentazione, della valvola (11) di deviazione e della valvola (9) di sezionamento, - confrontare detto tempo con valori tabulati in funzione delle portate di detto almeno secondo componente (B) sulla linea (LD) di mandata verso la testa (3) di detto apparato di miscelazione, determinando in modo predittivo il tempo necessario per raggiungere una percentuale impostata o rilevata della pressione di detto componente (B) durante la fase di miscelazione, - utilizzare tale tempo previsto per la fase successiva di abilitazione della apertura completa del dispositivo (10) di intercettazione ed alimentazione antecedente l?apertura del cassetto (5) valvolare, - verificare che il valore di pressione ottenuta all?apertura corrisponda a quello rilevato entro la tolleranza impostata e contemporaneamente che la portata sia entro la tolleranza prevista e - comandare l?apertura del cassetto, - controllare la somma delle quantit? totali erogate durante la fase di miscelazione e - comandare, alla fine dell?erogazione, la chiusura di detto cassetto (5) valvolare, - rilevare l?intervallo di tempo tra il comando di chiusura e il segnale del sensore di posizione del cassetto (5) valvolare e - comandare dopo detto intervallo contemporaneamente la chiusura del dispositivo (10) di intercettazione ed immissione, e l?apertura della valvola (11) di deviazione.
18. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ? previsto eseguire una fase operativa adattativa che prevede di: - misurare la comprimibilit? di detto secondo componente (B) sulla linea (LD) di mandata verso la testa (3) di detto apparato di miscelazione, basandosi sul rapporto tra variazione di pressione e l?intervallo di tempo necessario a raggiungere la pressione di miscelazione, - monitorare, tramite comparazione, una variazione della comprimibilit? e quindi delle caratteristiche di detto/i componente/i, per rilevare la presenza di aria o altro gas in emulsione.
19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale filler ? scelto in un gruppo comprendente: grafite espandibile, microsfere di vetro cave, microsfere di plastica cave o compatte, montmorillonite, argilla sfogliabile, grafene.
20. Metodo per verificare la dimensione, e monitorare un eventuale danneggiamento, di particelle che compongono un materiale filler contenuto in un componente (B) chimicamente reattivo destinato ad essere miscelato con un ulteriore componente (A) chimicamente reattivo per la preparazione ed erogazione di una miscela, il metodo prevedendo di eseguire un ciclo speciale di verifica con l?ausilio e l?applicazione di un trasduttore (37) di posizione e l?utilizzo di un controllo di posizione mediante l?utilizzo di una servo-valvola (90) di comando accoppiati ad un dispositivo (10) per l?intercettazione/alimentazione di detto componente (B), in cui detto ciclo speciale di verifica include le fasi di: - alimentare detto componente (B), ad una portata preimpostata, a detto dispositivo (10) d?intercettazione/alimentazione, dopo aver chiuso un circuito (Cr) per la reimmissione verso il rispettivo serbatoio (7B), - posizionare, azionando rispettivi mezzi meccanici o idraulici, un elementootturatore (15) a spina incluso in detto dispositivo (10) d?intercettazione/alimentazione rispetto ad un associato ugello (14) calibrato di alimentazione in modo tale da definire tra di essi una sezione di passaggio anulare controllata per il componente (B), - ridurre gradualmente la distanza tra detto elemento-otturatore (15) a spina e detto ugello (14) di alimentazione e - monitorare continuamente la pressione del flusso di detto secondo componente (B) a monte del dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione durante la riduzione della sezione di passaggio e, all?occorrenza di picchi improvvisi di pressione, - rilevare la posizione di detto elemento-otturatore (15) a spina per ricavare la dimensione della sezione di passaggio per il secondo componente (B) e - confrontare tale dimensione con i dati corrispondenti al materiale filler integro non usurato in modo da determinare, per comparazione, il grado di danneggiamento del materiale filler contenuto nel secondo componente (B) polimerico.
21. Apparato per la preparazione ed erogazione di una miscela, comprendente - un dispositivo (2) di miscelazione ad alta pressione dotato di una testa (3) nella quale ? ricavata una camera (4) per la miscelazione di almeno un primo (A) componente chimicamente reattivo con almeno un secondo (B) componente chimicamente reattivo contenente un materiale filler, - in detta testa (3) essendo alloggiato e mobile scorrevolmente un cassetto-valvolare (5) dotato di cave (6) longitudinali per ricircolare detti componenti (A, B) verso rispettivi serbatoi (7A, 7B) di stoccaggio, - mezzi di pompaggio (8) connessi ad una linea di mandata (LD) e configurati per prelevare, da un rispettivo serbatoio (7B), una quantit? di detto secondo componente (B) chimicamente reattivo contenente il materiale filler e dosare in modo controllato e impostabile detto secondo componente (B) verso detta linea di mandata (LD) alla testa (3) di miscelazione ; - una valvola (9) di sezionamento configurata per interrompere la comunicazione di fluido tra detti mezzi (8) di pompaggio e detto serbatoio (7B), - un dispositivo o iniettore (10) di intercettazione e alimentazione configurato per consentire/impedire l?alimentazione di detto secondo componente (B) verso la camera (4) di miscelazione o la relativa cava (6) di ricircolo ricavata sul cassetto (5) valvolare di dispositivo (2) di miscelazione, - un circuito (CR) di re-immissione configurato per reimmettere detto secondo componente (B), in condizioni di bassa pressione e bassa velocit?, nel rispettivo serbatoio (7B) by-passando la testa (3) di miscelazione, - una valvola (11) di deviazione, posta a monte del dispositivo o iniettore (10) di intercettazione e alimentazione, configurata per deviare la circolazione di detto secondo componente (B) da detta linea (LD) di mandata verso detto circuito (CR) di re-immissione.
22. Apparato secondo la rivendicazione 21, in cui detta valvola (11) di deviazione ? montata direttamente sul corpo di detta testa (3) di miscelazione, in posizione a monte di detto dispositivo o iniettore (10) di intercettazione e alimentazione.
23. Apparato secondo la rivendicazione 21, in cui detta valvola (11) di deviazione ? separata dal corpo di detta testa (3) di miscelazione ed ? prevista lungo detta linea (LD) di mandata in posizione prossima e a monte di detto dispositivo o iniettore (10) di intercettazione e alimentazione.
24. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazione da 21 a 23, in cui detto serbatoio (7B) ? pressurizzabile ed in cui detti mezzi di pompaggio comprendono un cilindro (8) di dosaggio e pompaggio che include un pistone (8?) mobile in una prima direzione (D1) per prelevare detta quantit? di secondo (B) componente da detto serbatoio (7B), ed in una seconda direzione (D2) opposta a detta prima direzione (D1) per inviare in modo programmabile e controllato il secondo componente (B) nella linea di mandata (LD) e/o per pressurizzare il secondo componente (B), i parametri cinematici di detto pistone (8?) essendo controllati tramite mezzi di controllo in anello chiuso in retroazione.
25. Apparato secondo la rivendicazione 24, in cui detto pistone (8?) ? connesso a, ed ? azionabile da, un organo idraulico (16).
26. Apparato secondo la rivendicazione 24 in cui detto pistone (8?) ? connesso a, ed ? azionabile da, un organo elettro meccanico (17).
27. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 26, comprendente inoltre un?unit? di controllo (CU) programmata per azionare detti mezzi di pompaggio (8) ad una velocit? programmata e controllata per avviare dapprima una prima fase di circolazione a bassa pressione in cui almeno parte di detta quantit? di secondo componente (B) chimicamente reattivo ? fatto fluire a bassa pressione lungo detto circuito (CR) di reimmissione per ritornare nel rispettivo serbatoio (7B) attraverso detta valvola di deviazione (11) senza accedere a detto dispositivo (10) di intercettazione/alimentazione, detta unit? di controllo (CU) essendo programmata per mantenere chiuso in posizione avanzata detto cassetto valvolare (5) e detto iniettore o dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione del flusso durante detta prima fase di circolazione a bassa pressione per impedire al secondo componente (B) di fluire verso la camera (4) di miscelazione o di ricircolare lungo la rispettiva cava (6) del cassetto valvolare (5), ed essendo inoltre programmata per successivamente chiudere detta valvola di deviazione (11) per incrementare la pressione di detto secondo componente (B) al valore di pressione prossimo a quello di iniezione alla camera (4) di miscelazione, ed aprire detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione per consentire il ricircolo in alta pressione di detto secondo componente (B) attraverso le cave (6) di detto cassetto valvolare (5) per un periodo di tempo molto ridotto e tendente a zero in concomitanza ad una fase di ricircolo di detto primo componente (A) attraverso detto cassetto valvolare (5) per un tempo comparativamente maggiore, detta fase di ricircolo ad alta pressione di detto primo (A) componente attraverso detto cassetto-valvolare (5) essendo avviata in anticipo rispetto a detto secondo (B) componente.
28. Apparato secondo la rivendicazione 27, in cui detta unit? di controllo (CU) ? programmata per successivamente aprire detto cassetto-valvolare (5) per consentire la miscelazione per collisione ad alta pressione di detti primo (A) e secondo (B) componenti chimicamente reattivi e consentire l?erogazione della miscela risultante per la quantit? programmata necessario a formare un articolo per reazione.
29. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 28, in cui detto dispositivo (2) di miscelazione comprende uno o pi? iniettori (12) atti ad iniettare detto almeno un primo componente (A) polimerico all?interno di detta camera (4) di miscelazione, ed in cui detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione comprende un corpo cavo (13) su cui ? ricavato un ugello (14) di alimentazione avente sezione di passaggio calibrata per ottenere la pressione richiesta per la miscelazione alle condizioni di portata idonee per la formazione per reazione di un articolo, all?interno di detto corpo cavo (13) essendo alloggiato e mobile in modo reciprocabile un elemento-otturatore (15) a forma di spina avente un diametro maggiore di detto ugello (14).
30. Apparato secondo la rivendicazione 29, in cui ? previso un solo iniettore (12) per l?iniezione di detto primo componente (A) polimerico, detto iniettore (12) essendo diametralmente opposto a detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione per detto secondo componente (B) polimerico.
31. Apparato secondo la rivendicazione 29, in cui sono previsti due iniettori (12) posti diametralmente opposti per l?iniezione di detto primo componente (A) polimerico, detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione per detto secondo componente (B) polimerico essendo disposto in una posizione angolarmente compresa tra i due iniettori (12).
32. Apparato secondo la rivendicazione 29, in cui ? previsto un primo iniettore (12) posto diametralmente opposto al dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione ed un secondo iniettore (12) interposto in posizione angolarmente compresa tra detto primo iniettore (12) e da detto dispositivo (10) di intercettazione e alimentazione.
33. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 32, comprendente un?unica pompa (18) per il pompaggio di detto primo componente (A) polimerico.
34. Apparato secondo la rivendicazione 29 oppure 31 oppure 32 in cui ? previsto un organo-divisore (19) di flusso per ripartire il flusso del primo componente polimerico (A) pompato verso i due rispettivi iniettori (12).
35. Apparato secondo la rivendicazione 29 oppure 31 oppure 32, comprendente due distinte pompe (18) per il pompaggio simultaneo, lungo distinti circuiti, del primo componente (A) polimerico verso i due iniettori (12).
36. Apparato secondo la rivendicazione 29, oppure secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 30 a 35 quando dipendenti dalla rivendicazione 29, in cui detto elementootturatore (15) ? mobile da una prima posizione - in cui chiude completamente detto ugello (14) di alimentazione - ad una seconda posizione in cui apre completamente detto ugello (14) di alimentazione, in cui detto ugello (14) di alimentazione e detto elemento-otturatore (15) cooperano per abilitare/impedire l?adduzione di detto secondo componente (B) senza parzializzazione della sezione di passaggio del flusso del componente (B) che alimenta detto ugello.
37. Apparato secondo rivendicazione 29, oppure secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 30 a 36 quando dipendenti dalla rivendicazione 29, comprendente inoltre un trasduttore di posizione (37) ed una servo-valvola disposti per rilevare rispettivamente la posizione di, e regolare la distanza di, detto elemento-otturatore (15) a spina rispetto a detto ugello (14) di alimentazione in modo tale da controllare e rilevare tra di essi una sezione di passaggio anulare per il componente (B) utile per ricavare un grado di danneggiamento del filler sulla base della variazione di pressione rilevata al passaggio di detto secondo (B) componente attraverso la sezione anulare parzializzata di detto ugello (14) di alimentazione.
38. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 37, comprendente inoltre mezzi per la misurazione della comprimibilit? di detto primo componente (A) e/o di detto secondo componente (B) sulla linea (LD) di mandata verso la testa (3) di detto dispositivo (2) di miscelazione, detta misurazione basandosi sul calcolo del rapporto tra variazione di pressione e l?intervallo di tempo necessario a raggiungere la pressione di miscelazione, la variazione della comprimibilit? essendo indicativa della presenza di aria o altro gas in emulsione.
39. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 38, in cui detto dispositivo (2) di miscelazione comprende un condotto (21) di erogazione per la miscela risultante, in cui detta testa (3) ? di tipo lineare con detto condotto (21) di erogazione coassialmente disposto rispetto a detta camera (4) di miscelazione, oppure detta testa (3) ? configurata ad ?L?, con detto condotto (21) di erogazione che si estende ortogonalmente rispetto all?asse lungo il quale si estende detta camera (4) di miscelazione.
40. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 39, comprendente un sistema di rilevamento, memorizzazione e visualizzazione in forma grafica della pressione del componente (B) caricato e degli stati di apertura e chiusura di detti cassetto (5) valvolare di miscelazione, dispositivo o iniettore (10) di intercettazione/alimentazione e valvola (11) di deviazione e di una funzione di settaggio - da parte di un operatore - del tempo di ritardo tra la chiusura di detta valvola (11) di deviazione, l?apertura di detto dispositivo o iniettore (10) di intercettazione/alimentazione e l?apertura di detto cassetto (5) valvolare di miscelazione.
41. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 40, comprendente un sistema di controllo adattativo in grado di adattare i tempi di comando di messa in pressione in condizioni stazionarie di detta linea (LD) di mandata, di comando di apertura di detto cassetto valvolare (5) di miscelazione e di comando di riapertura di detta valvola (11) di deviazione dopo la chiusura del cassetto (5) valvolare per rendere minima la ricircolazione attraverso le cave (6) del cassetto (5) valvolare e minimizzare l?accumulo di grafite o altro filler danneggiato nel componente (B), detto sistema di controllo adattativo essendo configurato per adattare il ritardo tra la chiusura di detta valvola (11) di deviazione e l?apertura di detto dispositivo o iniettore (10) di intercettazione/alimentazione alla comprimibilit? del componente (B) chimico e della linea (LD) di mandata.