NO824382L - Blandehode for sproeytestoepemaskiner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et blandehode for bruk i en reak-sjons-sprøytestøpemaskin hvor støpeharpiksen består av to eller flere væskeformede komponenter som blandes i blandehodetog deretter sprøytes inn i en form hvor de reagerer til et høyere polymer. En slik maskin er beskrevet i US 4 189 070. Blandehodet omfatter et blandekammer med to eller flere inntak for adskilte væskeformede harpikspomponenter som innføres under trykk fra beholdere med adskilte væsker. Blandehodet aktive-

res intermitterende. De blandede komponenter tappes fra blande-kammeret ved høytrykksstrøm med komponentene som avbrytes ved påvirkningen av et frem og tilbakegående stempel eller støter. Kort før blandingen er detønskelig at komponentene resirku-leres tilbake til tilførselsbeholderen. Især er denne oppfinnelse rettet mot et nytt blandehode for en slik maskin med høy-trykksrekyl og innrettet for refleksjon ved støt.

En av de største problemer ved konstruksjon av blandehoder for refleksjon for reaksjons-spøytestøping er opp-startingsgjennomstrømningen. Dette er kjent som "startforskyvning" (lead-lag) i industrien da en komponentstrøm leder eller forskyver den andre ved innføringen i kammeret. Et annet gjen-nomstrømningsproblem kan være lav startstrømmengde eller Reynoldsk tall og således dårlig blanding. På grunn av at blandehodet i slike maskiner benyttes intermitterende og over en kort periode på fra omtrent 1 til 3 sekunder, kan gjennom-strømningen være en vesentlig del av syklusen. Også en liten del startforskyvning kan forårsake striper og svake partier i ferdige deler.

Den beste måte å eliminere gjennomstrømningseffek-

ter synes å være å resyklere den første del av komponentlad-ningen ved høyt trykk. De fleste maskiner av denne type benytter en eller annen form for høytrykksresyklering. En slik konstruksjon er omtalt i US 3 706 515. Dette patent omhandler to ulike utførelser. Den første av disse oppnår resyklering fra et komponentinntak til et uttak på samme side av blånde-hodets hus gjennom en kanal utformet i sideveggen i blandehodets stempel idet denne kanal er avgrenset på én side av boringens vegg. Den andre utførelse har bypass-kanaler i selve stempellegemet som strekker seg i stemplets lengderet-ning, idet vesentligeparallelt og i avstand innad fra stemplets

ytre vegg.

Tilsvarende blandehoder er omtalt i US 4 082 512,

US 4 099 919 og US 4 180 606.

Den første utførelse i US 4.108 606 angår problemer

ved tetning av væskekomponentene fra hverandre for å hindre blanding. I begge utførelser endrer væskebanene retning. Dette fører til større trykkfall enn ønsket og kan forårsake betydelig slitasje på stemplet. Blandehodet ifølge den foreliggende oppfinnelse er rettet mot å unngå disse problemer.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot et blandehode for en reaksjons-sprøytestøpemaskin som benytter minst to væskeformede komponenter som tilføres under trykk fra et tilførselssystem omfattende en resirkuleringslinje. Blandehodet omfatter et hus med en langstrakt kanal gjennom huset og et stempel anordnet med liten glidepasning i kanalen. Stemplet kan beveges frem og tilbake i kanalen fra en første åpen eller oppstrøms stilling til en annen lukket eller nedstrøms stilling for innsprøyting. Når stemplet befinner seg i sin første åpne stilling fungerer partiet av kanalen nedstrøms fra stemplet som et blandekammer for de reaktive harpikskomponen-ter.

En første inntaksåpning strekker seg gjennom huset

inn i kanalen. En første uttaksåpning strekker seg fra kana-

len gjennom huset oppstrøms fra den første inntaksåpning og

på motsatt side av kanalen. Avhengig av antall komponenter er minst en annen inntaksåpning anordnet gjennom huset inn i kanalen. Minst én andre uttaksåpning er anordnet fra kanalen gjennom huset oppstrøms for den korresponderende inntaksåpning og på motsatt side av kanalen. En første resirkuleringspassasje strekker seg gjennom stemplet og forbinder.de første inntaks- og første uttaksåpninger når stemplet befinner seg i sin andre nedstrøms stilling med minst en andre resirkuleringspassasje og forbinder de andre inntaks- og uttaksåpninger når stemplet befinner seg i sin andre stilling nedstrøms.

Oppfinnelsen er vist på tegningen hvor tilsvarende deler har samme henvisningstall og hvor figur 1 viser skjema-tisk et reaksjons-sprøytestøpesystem med blandehode ifølge den foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et lengdesnitt gjennom blandehodet med stemplet i sin åpne eller oppstrøms blande- stilling, figur 3 viser et tilsvarende lengdesnitt med stemplet i sin lukkede eller nedstrøms sprøyte- og resirkulerings-stilling, figur 4 viser et forstørret delsnitt med refleksjons-blandingen av komponentene og figur 5 viser et tverrsnitt langs linjen 5-5 på figur 3 og i..pilenes retning.

Reaksjonssprøytesystemet som prinsipielt er vist på figur. 1 omfatter to tilførselsbeholdere 10 og 11 for reasjons-væsker A og B. Avhengig av de spesielle reaktanser kan til-førselsbeholderne ha varmeelementer, omrørere o.l. og fortrinns--vis anordninger for forbindelse til en nitrogenkilde eller annen inertgass under trykk. Reaktansen A sirkuleres ved hjelp av pumpen 12 gjennom strømningslinen 13 med ventilen 14 til inntaket 15 i blandethodet 16. Når blandehodets stempel 17 befinner seg i nedstrøms stilling som vist, sirkulerer væske-komponenten A gjennom blandehodet som det beskrives mer detal-jert i det etterfølgende, og transporteres ut gjennom åpnin-

gen 18 via strømningslinen 19 tilbake til beholderen 10. Sam-tidig sirkuleres komponenten B ved hjelp av pumpen 20 gjennom strømningslinen 21 med ventilen 22 til inntaksåpningen 23 i blandehodet 16. Komponenten B sirkuleres gjennom blandehodet ut gjennom uttaksåpningen 24 og strømningslinen 25 og retur-nerer til beholderen 11.

Blandehodets 16 detaljer er vist på figur 2-5. Blandehodets legeme omfatter en langstrakt kanal 26 i hvilken stemplet 17 er anordnet med en glidepasning for frem og tilbakegående bevegelse mellom en første åpen eller oppstrøms-stilling vist på figur 2 og en annen lukket eller nedstrøms stilling vist på figur 3. Når stemplet befinner seg i sin første stilling vil dette parti av kanalen 26 oppstrøms fra stemplet fungere som et refleksjonsblandekammer, slik det best er vist på figur 4, idet komponentstrålene slår mot enden av stemplet 17.

Komponentinntaksåpningene 15 og 23 trenger inn i huset og gjennomtrenger kanalen 26, fortrinnsvis med en spiss vinkel mellom omtrent 45° og 6 0° i forhold til blandehodets lengde-akse, for således å bringe komponentene til å slå mot stemplets 17 nedstrøms side. Uttaksåpningene 18 og 24 er fortrinnsvis anordnet i vinklene mellom omtrent 135° og 120° og er adskilt oppstrøms fra inntaksåpningene for således å flukte med inn taksåpningene, som vist på figur 1. Rettlinjet flukting er ikke vesentlig, men det er ønskelig å minimere endringer i væskestrømbanenes retninger.

En strømningspassasje 27 for resyklering strekker seg gjennom stemplet 17 for å forbinde inntaksåpningen 15 med uttaksåpningen 18 når stemplet befinner seg i sin nedstrøms stilling vist på figur 3, for å resyklere komponenten A. En ytterligere resykleringspassasje 28 strekker seg gjennom stemplet 17 for å forbinde inntaksåpningen 23 med utt.aksåpningen 24 når stemplet befinner seg i sin nedstrøms stilling for å resyklere komponenten B.

Slik det best er vist på figur 5 ligger strømningsba-nen dannet av inntaksåpningen 15, resykleringspassasjen 27 og uttaksåpningen 18 fortrinnsvis i ett plan og strømningsbanen dannet av inntaksåpningen 23, resykleringspassasjen 28 og uttaksåpningen 24 ligger i et annet parallelt plan. Som vist er disse plan adskilt fra hverandre på motsatte sider av .stemplets langsgående akse for således å hindre enhver gjennom-skjæring av strømningsbanene og blanding av komponentene under resirkuleringen. Denne forskyvning av inntaksåpningene 15 og 23 frembringer en hvirveleffekt. Når det foreligger lavt trykk som i en lukket form gir dette den samme blandingseffekt for noe lavere trykkfall i forhold til direkte støt av komponent-strømmene i blandingskammeret. Selv om strømningsbanene hen-siktsmessig er vist og beskrevet i parallelle plan er det underforstått at.dette ikke er nødvendig så lenge strømnings-banene ikke krysser hverandre.Hvirveleffekten kan reduseres ved å alternere inntaksåpningenes flukting.

Det er viktig at stemplet 17 holdes fluktende for å stemme overens med resykleringspassasjene 27 og. 28 i forhold til inntaks- og uttaksåpningene. En måte stemplet 17 kan hindres i.å rotere er å anordne et langsgående spor 29 i stemplet som virker som en lås for tverrstift 30 anordnet på lege-met på motsatt side av kanalen. Alternativt kan stemplets 17

og kanalens 26 tverrsnitt ha en geometrisk form som ikke er en sirkel.

Bruk av det forbedrede blandehode som beskrevet og

vist forenkler i stor grad høytrykksresirkulering av de væskeformede reaksjonskomponenter. Resirkuleringsstrømmen må ikke

endre retning når den krysser stemplet. Dette eliminerer det uønskede trykkfall og slitasje mot stemplet som oppstår i blandehodet i henhold til US 3 706 515. Der foreligger færre muligheter for at komponentene A og B skal kunne blandes under resykleringen. Resirkuleringens bane på tvers av stemplet er kortere og den korte kretsbane mellom de to strømmer er.større.

Selv om hodet og systemet er beskrevet for bruk av

to reaktive væskeformede komponenter, er det' underforstått at systemet og blandehodekonstruks.jonen kan innrettes for bruk med tre eller flere komponenter. Ytterligere inntaksåpninger, uttaksåpninger og resykleringspassasjer anordnes.etter behov sammen med ytterligere tilførselsbeholdere, strømningsliner etc. Fortrinnsvis er de respektive inntaks- og uttaksåpninger adskilt tilnærmelsesvis ens rundt blandehodekanalens periferi selv om inntaksåpningene om ønsket kan være anordnet på en side av kanalen og uttaksåpningene på den annen side, begge adskilt fra hverandre for å hindre krysning.

Claims (12)

1. Blandehode for en reaksjons-sprøytestøpemaskin som benytter minst to væskeformede komponenter som tilføres under trykk fra et matesystem omfattende en resirkuleringslinje, karakterisert ved at blandehodet omfatter et hus, en langsgående kanal gjennom huset hvor kanalens ned-strøms ende fungerer som en uttaksåpning, et stempel anordnet med glidepasning i kanalen og bevegelig frem og tilbake i kanalen fra en første oppstrøms stilling til en annen.nedstrøms stilling, idet partiet av kanalen nedstrøms for stemplet, når dette befinner seg i oppstrøms stillingen, omfatter et blandekammer, en første inntaksåpning gjennom huset inn i kanalens blandekammerparti, en første uttaksåpning fra kanalen gjennom huset hvor den første uttaksåpning er plassert oppstrøms fra den første inntaksåpning og på den motsatte side av kanalen fra den første inntaksåpning, minst en annen inntaksåpning gjennom huset inn i blandekammerpartiet i kanalen og adskilt fra den første inntaksåpning, minst en annen uttaksåpning fra kanalen gjennom huset hvor den annen uttaksåpning er plassert oppstrøms fra den korresponderende inntaksåpning og generelt på den motsatte side av kanalen i forhold til den korresponderende inntaksåpning, en første sirkuler.ingspassasje gjennom stemplet som forbinder første inntaks- og uttaksåpninger med hverandre når stemplet befinner seg i sin annen stilling, og minst en annen resirkuleringspassasje gjennom stemplet og i avstand fra den første resirkuleringspassasje, idet den annen passasje forbinder den annen inntaksåpning med den annen uttaksåpning når stemplet befinner seg i sin annen stilling.

2. Blandehode ifølge krav 1", karakterisert ved at inntaksåpningene munner ut i kanalen tett ved stemplets nedstrøms ende når stemplet befinner seg i oppstrøms stilling og i vinkler rettet mot stemplet slik at innkommende stråler med væskeformede komponenter slår mot stemplets ende.

3. Blandehode ifølge krav 1, karakterisert ved at kanalen har sirkelformet tverrsnitt og inntaksåpningenes langsgående akser ligger adskilt fra kanalens og stemplets langsgående akser slik at en hvirvelbevegelse påføres innkommende stråler med væskeformede komponenter.

4. Blandehode ifølge krav 1, karakterisert ved at inntaksåpningene, resirkuleringspassasjene og uttaksåpningene i det vesentlige flukter med hverandre i lengderetningen .

5. Blandehode ifølge krav 1, karakterisert ved at inntaksåpningene er rettet nedstrøms og anordnet i vinkler mellom omkring 45° og 6 0° i forhold til kanalens og stemplets langsgående akse.

6. Blandehode ifølge krav 1, karakterisert ved at det har anordninger for å hindre rotasjon av stemplet i kanalen.

7. Blandehode ifølge krav 1, karakterisert ved at inntaksåpningene er rettet nedstrøms og mellom omtrent 45° og 6 0° i forhold til kanalens og stemplets langsgående akse, at inntaksåpningene munner'■■ .ut:'.i' kanalen nær stemplets nedstrøms ende, at.inntaksåpningene, resirkuleringspassasjene og uttaksåpningene i det vesentlige flukter med hverandre i lengderetningen, at kanalen og stemplet har sirkelformet tverrsnitt og at åpningenes og passasjenes langsgående akser er anordnet i avstand fra kanalens og stemplets langsgående akse.

8. Blandehode ifølge krav 7, karakterisert ved at den har anordninger for å hindre rotasjon av stemplet i kanalen.

9. Blandehode for en reaksjons-sprøytestøpemaskin for bruk av minst to væskeformede komponenter som tilføres under trykk fra et matesystem omfattende en resirkuleringslinje, karakterisert ved at blandehodet omfatter et hus, en langsgående kanal gjennom huset, idet nedstrømsenden av kanalen virker som en uttakspassasje, et stempel anordnet med glidepasning i kanalen og bevegelig frem og tilbake i kanalen fra en første oppstrøms stilling til en annen nedstrøms stilling idet kanalens nedstrøms parti i forhold til stemplet når dette befinner seg i oppstrøms stilling, danner et blandekammer med stråleanslag, en første inntaksåpning gjennom huset inn i blandekammerpartiet i kanalen, en første uttaksåpning fra kanalen gjennom huset, idet den første uttaksåpning er anordnet oppstrøms fra den første inntaksåpning og i det.vesentlige på motsatte sider av kanalen i forhold til den første inntaksåp ning, minst en annen inntaksåpning gjennom huset inn i blandekammerpartiet i kanalen og i avstand fra.den første inntaksåpning, idet begge inntaksåpninger munner ut i kanalen nær stemplets nedstrøms ende når stemplet befinner seg i oppstrøms-stilling og rettet i vinkel mot stemplet slik at innkommende stråler.med væskeformede komponenter slår.mot stemplets ende, minst en annen uttaksåpning fra kanalen gjennom huset hvor den annen uttaksåpning er anordnet oppstrø ms fra den korresponderende inntaksåpning og i det vesentlige på motsatt side av kanalen i forhold til den korresponderende inntaksåpning, en første resirkuleringspassasje gjennom stemplet som forbinder første inntaksåpning med første uttaksåpning når stemplet befinner seg i sin annen stilling, og minst en annen resirkule-ringspassas je gjennom stemplet og i avstand fra den første re-sirkuleringspassas je, idet den annen passasje forbinder den annen inntaksåpning med den annen' uttaksåpning når stemplet befinner seg i sin annen stilling.

10. Blandehode ifølge krav 9, karakterisert ved at kanalen har sirkelformet tverrsnitt og inntaksåpningenes langsgående akser ligger i avstand fra kanalens og stemplets langsgående akse slik at det oppstår en hvirkvelbe-vegelse mot innkommende stråler med væskeformede komponenter.

11. Blandehode ifølge krav 9, karakterisert ved iat inntaksåpningene, resirkuleringspassasjene og uttaksåpningene i det vesentlige flukter med hverandre i lengderetningen.

12. Blandehode ifølge krav 9, karakterisert ved at inntaksåpningene er rettet oppstrøms og anordnet i vinkler mellom omtrent 45° og 60° i forhold til kanalens og stemplets langsgående akse.