专利名称：聚氨酯注塑设备的气体加载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于液态聚氨酯-组分，特别是用于聚氨酯-注塑设备的加载有填充材料的聚氨酯-组分的气体加载装置。
背景技术：
在已知的这类气体加载装置中，气体借助一个在混合容器中旋转的搅拌器被带入液体组分之中。在此，气体可以通过构成为空心轴的搅拌器轴并通过搅拌桨中的气体通道被加入到液体组分中。在另一种实施形式中，气体可被导入到一个通向混合容器的组分-管道里，其中，液体组分与气体在混合容器里通过高转速旋转的搅拌器实现强制的混合和加载。在此，混合能量常常不充足，同样填充材料(如增强纤维)通过高速旋转的搅拌器也能够被粉碎。此外还存在如下缺点被混合进的气体的汽泡大小不够小并且不够均匀。另外，可能会出现受不到搅拌器影响的流动路线，在其中不会发生有价值的混合。
发明内容
本发明的目的在于，创造一种用于液态的并加载有填充材料的聚氨酯-组分(如异氰酸盐或多羟基化合物)的气体加载装置，借其在尽可能保护填充材料成分的情况下，气体加载总能够以物理上最大可能的气体组分来实现。
这个目的按本发明通过在权利要求1中所限定的气体加载装置得以实现。
按本发明，基于混合元件的轴向可移动性，它们相对于混合容器里的开口这样定位，即它们或者与开口隔开一定距离，或者在混合容器中形成一个无阻碍的通道，用于通入聚氨酯-组分，由此带有喷入的气体的聚氨酯-组分必须流经这些混合元件。利用这些可移动混合元件的可定位性，在所有运转状况下以及在液态聚氨酯-组分的不同填充程度情况下，该气体加载装置可以以最佳效率运行，因为通过该系统总是可以充分利用由泵产生的最大允许的系统压力(如25巴)以达到最佳的混合效果。在加载有填充材料的聚氨酯-组分的结构粘性，也即按照各自的填充程度、温度以及所使用的聚氨酯-组分(如异氰酸盐或多羟基化合物)中，在此可以充分考虑变化的粘性值。
混合容器优选是圆筒形的，而开口是一个通到储存罐底部中的管子的端部，相对于管子可沿轴向移动的混合元件可插入该管子中。在管子的另一端，有利地设有固定的市场上常见结构类型的混合元件，它们在低的压力损失和低的剪切情况下，得到一种加载有填充材料并配有喷入的气体的聚氨酯-组分的优良的预混合。
在本发明另一优选的构造中，在气体喷射区域设置一个超声触头，它促使喷入的气体分布和均匀化到小的和精细分布的小气泡中。
以下借助一个实施例图结合附图详细地描述本发明。附图中图1a为按现有技术的混合容器的一种实施形式；图1b为按现有技术的混合容器的另一种实施形式；图2按本发明的气体加载装置的流程图；图3为根据图2的混合容器的放大详细视图，包括固定的混合元件和超声发生装置；以及图4为在图2和3中仅示意示出的一个混合元件的详细视图。
具体实施例方式
在图1a中示出一个未详细示出的聚氨酯注塑设备的气体加载装置的已知的混合容器1，它包括一个通过一台电动机M驱动的带有搅拌桨3的搅拌器2。用于组分K(例如带有填充材料的多羟基化合物或异氰酸盐)的组分输入管4通到该混合容器1中。通过气体输入管5将气体G喷射到组分输入管4内的组分K中。从混合容器1中分接出用于加载有气体的组分K+G的输出管6。
在图1b中示意示出已知混合容器11的另一种实施形式，它包括一个通过一个电动机M驱动的搅拌器12，该搅拌器具有一根空心轴13和设有气体通道的搅拌桨15。一个用于组分K的组分输入管16通到该混合器中。从混合容器11中分接出用于加载有气体的组分K+G的输出管17。气体G从位于组分K液面上方的气体室18通过旋转的搅拌器12空心轴13吸入，并通过设在搅拌桨15内的气体通道14加入到组分K中。
在这些已知的气体加载装置中存在这些缺点搅拌器2和12的混合能量不足够用于物理上最大可能的气体加载；高速旋转的搅拌器将填充材料(增强纤维)粉碎并要求昂贵的密封装置。此外，动态的搅拌器相当强烈地加热聚氨酯-组分(如异氰酸盐或多羟基化合物)。
下面描述按本发明的气体加载装置图2示出带有一个填充有聚氨酯-组分K的储存罐20的气体加载装置的流程图，在该储存罐内缓慢旋转的搅拌器21的作用是，使在聚氨酯-组分中所含的填充材料不沉淀。组分输入管道22从储存罐20底部通过一个带有频率调节的电动机的泵23通到按本发明的混合器24中，该混合器在图3中详细示出。下面将对照此图更深入地加以阐述。
返回管25从混合器24经由一个用于测量气体加载程度的测量装置26通到储存罐20。该测量装置26的测量数据输入计算机27。
在组分输入管22中设置一个测压点28，由该测压点将输进混合器24的组分的压力测量数据传输到计算机27中。另外，从气体输入管29中测得的压力测量数据也输入计算机27。
由计算机27来控制下面的执行元件。
通过控制线30控制横向作用的伺服电动机(未示出)，用于调整可移动的混合元件31；并通过控制线32控制开/关-执行元件33，用于通过气体输入管29输入气体。另外，由计算机27通过控制线34控制用于泵23的频率调节的电动机，并通过控制线35控制超声触头(Ultraschallsonotrode)36。在计算机27与一个设置在气体输入管29中的用于测量气体压力数据和气体流量数据的装置37之间有另一控制连接。
图3示出按照图2的混合器24的放大视图。该混合器24包括一个圆筒形的混合容器38，在该混合容器中装有沿混合容器38轴线的方向可往复移动的混合元件39。用于往复移动的驱动电动机设在混合容器38的外面。从混合容器38中分接出组分-返回管25。在混合容器38底部连接一个通入混合容器38中的管子40，这些混合元件39可以移入和移出该管子的开口41。在可移动的混合元件39的实线所示位置，这些混合元件与开口41隔开一定距离，并形成一个用于聚氨酯-组分从管子40进入到混合容器38中的自由穿越通道。在混合元件39的虚线所示位置，这些混合元件就插入到管子40中，使得聚氨酯-组分就必须流经这些混合元件。在此，流动阻力通过混合元件39的插入深度而改变。在管子40的另一端设置有固定的混合元件42。可沿轴向移动的混合元件39和固定的混合元件42只是示意地被示出。它们可以有相同的构造并可以对应于市场上常见的结构形式，如图4以透视图中示出一个带有不同地设置的导流面和涡流面的混合元件。在图3中所示实施例中管子40由一外壳包围。管子40基本上也可由外壳单独构成。在管子40底端通入用于组分K的组分输入管道22，同样还有气体输入管29的气体喷嘴43。另外，在组分K和气体G的汇合区域设有超声触头36。
在混合器24运行中，通过组分输入管道22导入到管子40底端的聚氨酯-组分K，通过气体喷嘴43加载气体G，气体以小气泡形式分布聚氨酯-组分中。通过超声触头36还能改善这种分布。加载有气体的聚氨酯-组分K+G流经固定的混合元件42。
在聚氨酯注塑设备刚被起动的运转阶段中，在带有固定的混合元件的静止的混合器中，从储存罐20和组分输入管道22输入的组分还不具有所需要的运行温度。在冷状态中聚氨酯注塑设备不能够通过这种混合器启动，因为结构粘性的聚氨酯-组分(异氰酸盐或多羟基化合物)的粘度是很高的，并且该设备将要超过最大许可的运行压力。
根据本发明与此相反，在启动阶段中，可移动的混合元件39(在图3中以实线表示)可这样调整，即，在开口41与混合元件39之间留有一个自由通道，用于通过加载有气体的聚氨酯-组分K+G。由此，该设备在启动阶段中已经利用由泵23产生的最大运行压力(如25bar)运转起来。随着聚氨酯-组分逐渐变热，这些可移动混合元件39可以接近开口41并继续插入管子40中。这个过程通过在图2中示出的、但没有进一步描述的包括计算机27的调整回路来调控，由此，在预定一个由泵23产生的允许的运行压力时，这个系统能够考虑聚氨酯-组分的不同特性及粘度值。与聚氨酯-组分(异氰酸盐或多羟基化合物)的温度或类型无关，或者与聚氨酯-塑料组分的装满程度无关，气体加载系统总能够以最佳效率运行，其中，混合元件39和42作为静止的混合器起作用，与高速旋转的搅拌器2和12(图1a和1b)相反，它们只需要低廉的制造和维修费用，并且也不会引起聚氨酯-塑料组分中的填充材料(增强纤维)的损坏。在此，混合元件39的移动性只涉及很缓慢的横向调节运动。
附图标记清单1混合器 27计算机2搅拌器 28测压点3搅拌桨 29气体输入管4组分输入管 30控制线(用于可移动搅拌器的5气体输入管伺服电动机)6输出管 31可移动的混合元件11混合器 32控制线(用于气体开/关-12搅拌器 执行元件)13空心轴 33开/关-执行元件14气体通道 34控制线(用于泵23)15搅拌桨 35控制线(用于超声触头36)16组分输入管 36超声触头17输出管 37用于测量气体压力18气体室 和流量的装置20储气罐 38圆筒形的混合容器21搅拌器 39混合元件22组分输入管 40管子23泵 41开口24混合器 42固定的混合元件25返回管 43气体喷嘴26测量装置
权利要求
1.用于液态的聚氨酯-组分，特别是用于聚氨酯-注塑设备的加载有填充材料的聚氨酯-组分的气体加载装置，包括一个混合容器，在该混合容器中内设置有可移动的混合元件，并且液态的聚氨酯-组分连同通过一个喷嘴输入的气体一起被导入该混合容器中，其特征在于，所述可移动的混合元件(39)在混合容器(38)中对齐排列，并且可沿轴向相对于混合容器(38)中的一个开口(41)调整地设置，聚氨酯-组分连同通过一个喷嘴输入的气体可通过该开口(41)被导入。
2.按照权利要求1所述的气体加载装置，其特征在于，所述混合容器(38)是圆筒形的，所述开口(41)是一根通入混合容器(38)中的管子(40)的端部，所述可移动的混合元件(39)可插入该管子(40)中；而在管子(40)的另一端液态的聚氨酯-组分(K)被导入并且气体(G)通过一个喷嘴(43)被注入，其中，液态的聚氨酯-组分(K)在注入气体后被引导通过一个或多个固定的混合元件(42)。
3.按照权利要求1和2之一所述的气体加载装置，其特征在于，在气体(G)喷入液态的聚氨酯-组分(K)中的区域内设置一个超声触头(36)。
全文摘要
本发明涉及一种用于聚氨酯注塑设备的加载有填充材料的液态聚氨酯－组分的气体加载装置。根据本发明，可移动的混合元件设置在混合容器内部，并且使输入混合容器中的聚氨酯－组分与喷进聚氨酯－组分中的气体相互混合。本发明的任务在于，能够实现混合但涉及与生产有关的低复杂程度以及谨慎的处理，从而能够对液态聚氨酯－组分加载气体，以便总是接着实现气体物理上的最大可能比例，而无须超过气体加载装置中的最大许可运行压力。为此目的，混合容器中的可移动混合元件布置成使它们对齐排列并且可沿轴向相对于混合容器中的一个开口调整地设置，聚氨酯－组分连同通过一个喷嘴输入的气体可通过该开口被导入。
文档编号B29B7/74GK1568247SQ02820353
公开日2005年1月19日 申请日期2002年11月13日 优先权日2001年11月24日
发明者斯特凡·埃尔利歇尔 申请人:卡劳斯-马菲塑料工业股份公司