JP2015517397A - 多成分混合物を製造するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、混合チャンバ（１６）を含む、多成分混合物を製造するための装置に関し、混合チャンバ（１６）はチャンバ壁（１８）に囲まれ、多成分混合物用の出口（１４）を有し、混合チャンバ（１６）に少なくとも２つの成分弁（１５）および少なくとも１つの放水弁（２４）が開口している。本発明の目的は、特に効果的で空間節約的な方法で温度を制御することを可能にすること、特に、混合チャンバを逆洗するために設けられた水ラインを使用して装置を冷却することを可能にすることである。本発明によれば、これは、チャンバ壁に関連付けられかつその中を水が流れることができる温度制御チャネルシステム（１９）に放水弁（２４）が入口側で接続されることにおいて達成される。【選択図】図３

Description

本発明は、混合チャンバを含む、多成分混合物を製造する装置に関し、混合チャンバはチャンバ壁に囲まれ、多成分混合物用の出口を有し、混合チャンバに少なくとも２つの成分弁および少なくとも１つの放水弁が開口している。

そのような装置は、例えば欧州特許出願公開第６４９７１７号明細書から知られ、ポリマー混合物の少なくとも２種類の成分を互いに混合し、それにより反応ポリマー混合物を生成する働きをし、反応ポリマー混合物はその後混合チャンバの出口を介して排出される。そのような多成分ポリマー混合物は、例えば、反応性接着剤、シーリング材料、注封化合物などであり得、混合チャンバ中の成分の混合は、その中に設けられる静的バッフルによって実行できるが、機械的に駆動される攪拌機を混合チャンバの中に設け、成分弁を介して混合チャンバに注入されるポリマー成分を均質に混合することが好ましい。

要求通りにかつ要求されたときに混合チャンバを清浄化することを可能にするために、一般的に限定的な従来技術は、高圧の水を混合チャンバに放出することを提案し、そのため、高圧下の放出水は要求通りにかつ要求されたときに放水弁を介して混合チャンバに注入され、高速で混合チャンバの壁および混合チャンバに収容される機械的攪拌機の撹拌要素にぶつかる水が、それらに堆積された多成分混合物の残留物のこれら成分を解き放つ。これら残留物で汚染された放出水は、出口を介して再び混合チャンバから出て、下流の清浄化プロセスにおいて汚染物質から分離され、その後循環されるか、排水システムに排出される。

多成分混合物またはその成分の反応挙動に特定の影響を有することを可能にするため、混合チャンバを特に冷却すること、および要求される場合および要求されるときは場合により混合チャンバを加熱することも可能である、可能な温度制御方法を提供することが提案されてきた。この主要な問題はできるだけコンパクトである装置の要件である。何故なら、例えばＦｉＰＦＧ法（ｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｐｌａｃｅ ｆｏｒｍｅｄ ｇａｓｋｅｔ：現場施工型形成ガスケット）によって構成要素上にシールを形成するために、混合チャンバを有する混合ヘッドを、限られた空間状況下にこの構成要素に対して移動しなければならないことが多いからである。これに関連する種類の装置の温度を、混合チャンバの壁の外側に配置された冷却スリーブ等によって制御する提案がある。しかしながら、これら提案は、非常に効果的であると証明されておらず、特に、提案はこれまで実行されたにもかかわらず、１つまたは複数の放水弁の領域でさえ、できるだけ均一である混合チャンバの温度の制御を達成することは困難である。

本発明の目的は、最初に記載した種類の装置を、温度制御および混合チャンバに放水することの両方を、特に小型な装置の構造的形態によって可能にする範囲まで発展させることである。

この目的は本発明によって達成され、本発明では、チャンバ壁と関連付けられかつ水が流れることができる温度制御チャネルシステムと入口側で放水弁が接続される。

本発明は、チャンバ壁に関連付けられかつ好ましくはチャンバ壁自体の中に形成された温度制御チャネルシステムが、混合チャンバ内に配置された混合物を冷却（または場合により加熱）する働きをするばかりでなく、同時に、混合チャンバへの放水／清浄化に必要とされる放出水が同じチャネルシステムを介して放水弁に流れ、放水弁が作動されると、放水弁を介して混合チャンバに注入されることができるという特定の利点を有する。このラインシステムを、混合チャンバの温度を制御すること、および放出流体を放水弁に供給することの両方のために二重に使用することは、装置の特に空間節約的な構造の形態を可能にするばかりでなく、温度制御チャネルシステムを通って流れる（冷却）流体が実際に放水弁に作用し、放水弁またはチャンバ壁の周囲領域を所望の温度に設定するために、放水弁の領域でさえ混合チャンバの非常に均一な温度制御を達成することを可能にする。

好ましくは目的とした方法で高圧下にもたらされる、混合チャンバおよびその中に収容された構成要素、特にその中で動作する撹拌装置への放水を可能にするために、温度制御チャネルシステムが高圧水接続部を有することが好ましくは提供される。温度制御チャネルシステムは好ましくは、冷却水または加熱水のための少なくとも１つの流入接続部と少なくとも１つの流出接続部とを有し、その構成を、流出接続部または特に流出接続部が高圧水接続部によって形成されるように設定することが可能である。この場合、冷却水または加熱水は、混合チャンバを清浄化するように意図された放出流体の高圧下に温度制御チャネルシステム中を流れることができ、混合チャンバの清浄化は、放水弁を単に開放することによって、いつでも実際に可能である。しかしながら、エネルギーに関連する理由のため、そのような構成は一般に、混合チャンバに非常に頻繁に、すなわち短い時間間隔で放水しなければならない場合に限り適切である。たいていの場合、流入接続部または流出接続部を、少なくとも１つの逆止弁または遮断弁、または場合により複数の逆止弁または遮断弁によって、高圧水接続部から分離できると好ましい。この場合、混合チャンバの温度を制御するために温度制御チャネルシステムを通って流れる流体は、例えば循環ポンプを用いて、循環の間発生する圧力損失を補償するのに十分であればよい低い正圧によって、圧送される。その後、逆洗に望まれる高い流体圧力は、放水作業の直前に、必要な通りにかつ必要なときに単に蓄積され、冷却または加熱流体を循環することを目的とする冷却回路の構成要素、および冷却回路に、特に実際の混合装置の外側に配置されるさらなる構成要素は、設けられた逆止弁または遮断弁により、高い放水圧力に曝されない。

好ましくは圧縮空気により作動させることができるニードル弁が、放水弁として有効であると証明されている。できるだけ均一に混合チャンバの温度を制御するために、温度制御チャネルシステムが、チャンバ壁内に配置された複数のチャネル部分を有し、その結果、複数のチャネル部が混合チャンバの周囲に分配され、上側から下方へ、または底側から上方へ壁を通って延び、それを通って温度制御流体が、好ましくは上側から下方へ、および底側から上方へ交互に流れる場合に有利であることが証明されている。これに関して、チャンバ壁がカバーによって覆われる端面を有し、端面またはカバーに１つまたは複数の水チャネルが形成され、水チャネルは混合チャンバの周囲にわたって、または周囲の複数の部分にわたって延在し、かつ水チャネルから壁の中の水穴が分岐するように、構成を設定することができる。この場合、水穴は例えば、端面に対して好ましくは鈍角でチャンバ壁の中に延びてもよく、２つ以上の水穴ごとに、端面から離れた端部で互いに接続される。構造上の設計に関して、水穴が端面から離れた端部で１つまたは複数の前チャンバに開口する場合、および少なくとも１つの前チャンバが入口側で少なくとも１つの放水弁に作用する場合も有利である。

既に上で示したように、温度制御チャネルシステムを通って流れる水が、回路中を循環すること、および回路が貯蔵タンク、加熱または冷却装置、および水の循環ポンプを有することが全体的に有利であり、この構成において、１つまたは複数の切換可能な遮断弁および／または１つまたは複数の逆止弁が回路に配置されると好ましく、それにより冷却回路中に配置された構成要素は、混合チャンバを囲む、特にチャンバ壁の中に形成された水チャネルを除いて、高圧接続部から遮断されることができ、その結果、逆洗の間に生じる高い水圧は、冷却または加熱回路の構成要素に作用しない。

本発明のさらなる特徴および利点は以下の記載および図面から明らかになり、以下の記載および図面中、本発明の好ましい実施形態が、例に基づいてより詳細に説明され、示される。

図１は、多成分混合物を製造するための本発明による混合装置を斜視的な表現で示す。 図２は、図１の主題を垂直断面で示す。 図３は、図１および２の主題を線Ｈ−Ｈに沿った水平断面で示す。 図４は、図３の主題を線Ｉ−Ｉに沿った断面で示す。 図５は、図１〜４の装置を通る冷却回路および逆洗回路を説明する流れ図を示す。

図１は、例えばシールを形成するために部品（不図示）に直接適用できる発泡ポリマー混合物を製造するための、多成分混合物、特に互いに化学的に反応し合う２種類のポリマー成分の混合物を製造するための、全体的に１０で示される装置を示す。

このため、装置１０は混合ヘッド１１から実質的に構成され、混合ヘッド１１は、例えばロボットによって取り扱うことができかつ二部式ハウジング１３を有し、二部式ハウジング１３は水平分割面１２に沿って分割され、下側ハウジング部１３ａはカバー１３ｂによって上面で閉じられかつ出口１４および２つの成分弁１５を有し、成分弁１５を介して、混合される成分が、ハウジング１３の内側に形成される混合チャンバ１６に導入される。混合チャンバ１６中で、（ポリマー）成分は、回転可能に駆動される混合部材１７を用いて互いに混合され、混合部材は、軸方向に調整可能な方法で混合チャンバに収容され、このようにして出口１４を周知のように露出または閉鎖することができる。

混合チャンバ１６はハウジング１３のチャンバ壁１８によって全周囲を囲まれ、チャンバ壁１８は温度制御チャネルシステム１９を有し、温度制御チャネルシステム１９を通って、混合ヘッド１１の温度、および結果として混合チャンバ内で混合される成分混合物の温度を制御するために、特にそれを冷却するために、水が流れることができる。この温度制御チャネルシステム１９は、下側ハウジング部１３ａの上側端面２０にフライス加工される、全部で４つの、約４５度の角度にわたり円弧状に延びる水チャネル２１と、下側ハウジング部１３ａの上側端面から鈍角で下側ハウジング部１３ａ中に斜めに穿孔された水穴２２とによって実質的に形成され、図４で最もよく見ることができるように、隣接する水チャネルからそれぞれ下方に分岐する２つの互いに隣接する水穴が、それらの下端で互いに接続する。このため、水穴はそれぞれ、下側ハウジング部の上側端面から離れたそれらの端部で前チャンバ２３に開口している。ハウジング１３の２つの互いに反対の側面に、ニードル弁の形態の放水弁２４が、そこに形成された前チャンバ２３と混合チャンバ１６との間に配置され、それが開放することにより、温度制御チャネルシステム１９と混合チャンバ１６の間で流体接続を確立することが可能になる。

図３および４を一緒に見ることから特に分かるように、特に装置を冷却するために、温度制御チャネルシステムに水を流すことが可能であり、水は最初に、下側ハウジング部１３ａの上側ハウジング縁部に配置された流入接続部２５を経由して第１水チャネル２１ａに入り、この水チャネルから第１水穴２２ａの中に移動し、第１水穴２２ａを下方に流れ、前チャンバ２３の第１に入り、そこから２つの放水弁２４の１つが混合チャンバ１６に向かって分岐する。標準的な温度制御モードにおいて、水はこの第１前チャンバ２３から再び上方に隣の水穴２２ｂを通って流れ、第２水チャネル２１ｂに入り、その他端で水は再び水穴２２ｃの中へと下方へ偏向され、その下端から、水は水穴２２ｄを通って再び上方へ流れ、隣接する第３の水チャネル２２ｃの端部で、水は穴２２ｅを通って隣の前チャンバ２３の中へ再び下方へ流れ、そこから、図４に示される第２の放水弁２４が混合チャンバに向かって分岐する。そこから、水は最後の水穴２２ｆを通ってもう一度上方へ流れ、４つの水チャネルの最後２１ｄの中に移動し、そこから流出接続部２６に入る。

水回路は図５でより詳細に示されている。混合ヘッドの温度を制御する、特に冷却する働きをする冷却水が、水収集タンク２７から取水され、その後、最初に冷却器２８を通って流れることがわかる。冷却器２８の中で水は冷却され、その後、循環ポンプ２９から逆止弁３０を経由して流入接続部２５に移動し、続いて上に記載されるように混合ヘッド１１内の温度制御チャネルシステム１９を通って流れる。流出接続部２６の下流の冷却水回路に設けられるのは切換可能な遮断弁３１であり、それは冷却モードにおいて開放され、この状態で、流出接続部２６から来る冷却水が遮断弁３１に流され、その後、水は水収集タンク２７に戻る。

流出接続部２６と遮断弁３１との間に接続されるＴ継手を介して流出接続部２６にフランジ取付けされるのは高圧水ライン３２であり、これを介して、高圧ポンプユニット３３によって利用可能にされる放出水を、混合チャンバ１６およびその中に配置される撹拌部材１７を清浄化するために適用することができる。逆洗のため、最初に遮断弁３１は、冷却水回路を流出接続部２６と水収集タンク２７との間で中断するために、圧縮された空気を用いて予備制御弁３４を介して作動される。高圧ポンプユニット３３が、混合チャンバの清浄化用の放出水を、流出接続部で、結果として実際に実質的に温度制御チャネルシステム１９全体において逆止弁３０まで所望の高圧で利用可能な状態に維持する間、２つの放水弁２４は圧縮空気により第２予備制御弁３５によって開放され、その結果、温度制御チャネルシステム中の高圧下の放出水が、放水弁２４を介して混合チャンバに注入される。それにより放出水は、混合チャンバ中の撹拌要素および混合チャンバ壁に非常に高速でぶつかり、そして既に反応して表出したまたは部分的に反応して表出したポリマー混合物の形態の汚染物質を、撹拌要素および混合チャンバ壁から剥がし落す。その後、汚染された放出水は、放水作業中開放される出口１４を介して排出することができ、次に周知の方法で収集され清浄化される。高圧下の放出水は、逆止弁３０によって流入接続部を介して漏れることを自動的に防止され、それにより水は循環ポンプおよび冷却器を通って逆流することを防止される。

高圧ポンプユニット３３を停止することによって放水作業が終了されると、高圧水ライン中の残留圧力が低下できるように、放水弁は短時間開放した状態に維持される。放水弁２４が閉鎖された後、流出接続部と水収集タンクとの間の遮断弁３１は再び開放し、混合ヘッドを所望の動作温度に維持するために、冷却水を再び循環ポンプによって温度制御チャネルシステムを通して圧送することができる。

混合ヘッド１１内のチャンバ壁１８中の水チャネルシステムは混合チャンバ１６をまさに囲んでいるので、本発明が、特に空間節約的かつ効率的な方法で、装置の所望の温度制御を実現することだけでなく、混合チャンバおよびその中に収容された撹拌部材を清浄化するために高圧の水を確実に放水することにも成功したことは明らかである。

本発明は示され記載される例示的実施形態に制限されず、むしろ本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正または追加の形態が考えられる。例えば、ある他の種類の冷却水の導水は、例えば、混合ヘッドが水平に２回分割され、中間部を有し、それが好ましくは混合チャンバの高さを超えて延び、その中に、軸方向に延びかつ上部および底部でそれぞれ共有される分配および収集チャネルの中に延びる水穴が、チャンバ壁の中に配置されると考えられる。この実施形態の場合、水穴の全てはその後同じ方向に流され、その結果、冷却水は混合ヘッドの全周囲にわたり常に実質的に同じ温度であり、かつ混合ヘッドから再び排出され外部熱交換器に搬送される前、水穴を通る比較的短い経路においてわずかに加熱されるだけである。ちょうど２つの放水弁の代わりに、３つ以上の放水弁を使用することもでき、これらは混合ヘッドの周囲に均一に分配されるように都合よくは配置される。

本発明の記載が水（放出水または冷却水）に言及する場合は常に、本発明の目的のため、これは必ずしも純水を意味するものではないと理解すべきであり、むしろ、清浄化添加物、または例えば水の表面張力を低減する、湿潤性を改善する、および／または冷却チャネルおよび弁の石灰／水垢の沈積を防止する他の添加物を水に添加することもできる。

Claims (13)

1. 混合チャンバを含む、多成分混合物を製造するための装置であって、前記混合チャンバがチャンバ壁に囲まれ、多成分混合物用の出口を有し、前記混合チャンバに少なくとも２つの成分弁および少なくとも１つの放水弁が開口している装置において、前記放水弁（２４）が、前記チャンバ壁（１８）に関連付けられかつ中を水が流れることができる温度制御チャネルシステム（１９）と入口側で接続することを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記温度制御チャネルシステム（１９）が前記チャンバ壁（１８）の中に形成されることを特徴とする装置。
3. 請求項１または２に記載の装置において、前記温度制御チャネルシステム（１９）が高圧水接続部を有することを特徴とする装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置において、前記温度制御チャネルシステム（１９）が、冷却水または加熱水用の少なくとも１つの流入接続部（２５）と少なくとも１つの流出接続部（２６）とを有することを特徴とする装置。
5. 請求項４に記載の装置において、前記流入接続部（２５）または前記流出接続部（２６）が前記高圧水接続部によって形成されることを特徴とする装置。
6. 請求項４に記載の装置において、前記流入接続部（２５）および／または前記流出接続部（２６）を、少なくとも１つまたは複数の逆止弁または遮断弁（３０、３１）によって前記高圧水接続部から分離することができることを特徴とする装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置において、前記放水弁（２４）が、圧縮空気によって好ましくは作動されるニードル弁として構成されることを特徴とする装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の装置において、前記温度制御チャネルシステム（１９）が複数のチャネル部または穴（２２）を有し、前記複数のチャネル部または穴（２２）は、それらが前記混合チャンバ（１６）の周囲にわたって分配され、かつ上側から下方へ、または底側から上方へ前記壁を通過するように前記チャンバ構成（１８）中に配置されることを特徴とする装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の装置において、前記チャンバ壁（１８）が、カバー（１３ａ）によって覆われる端面を有し、前記端面または前記カバー（１３ａ）に、１つまたは複数の水チャネル（２１）が形成され、前記１つまたは複数の水チャネル（２１）が、前記混合チャンバ（１６）の周囲にわたって、または前記混合チャンバ（１６）の周囲の複数の部分にわたって延在し、前記１つまたは複数の水チャネル（２１）から前記壁（１８）の中の水穴（２２）が分岐することを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置において、前記水穴（２２）が、前記端面に対して好ましくは鈍角で前記チャンバ壁（１８）の中に延び、２つ以上の水穴（２２）ごとに前記端面から離れた端部で互いに接続することを特徴とする装置。
11. 請求項９または１０に記載の装置において、前記水穴（２２）が、前記端面から離れた端部で１つまたは複数の前チャンバ（２３）に開口すること、および少なくとも１つの前チャンバ（２３）が少なくとも１つの放水弁（２４）に入口側で作用することを特徴とする装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載の装置において、前記温度制御チャネルシステム（１９）を通って流れる水が回路を循環すること、および前記回路が貯蔵タンク（２７）、加熱または冷却装置（２８）および前記水の循環ポンプ（２９）を有することを特徴とする装置。
13. 請求項１２に記載の装置において、１つまたは複数の切換可能な遮断弁（３１）および／または１つまたは複数の逆止弁（３０）が前記回路に配置されることを特徴とする装置。

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