DD268908A1

DD268908A1 - DEVICE FOR INTRODUCING SOLIDS INTO LIQUIDS

Info

Publication number: DD268908A1
Application number: DD29364886A
Authority: DD
Inventors: Joachim Herrmann; Peter Herrmann; Steffen Klippert; Horst Vollrath; Otto Richter
Original assignee: Schwarzheide Synthesewerk Veb
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1986-08-14
Publication date: 1989-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einmischen von Feststoffen in Fluessigkeiten, die zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von Kunststoffschaeumen und zur Herstellung von massiven Polyurethanen angewendet wird. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass in der Vorrichtung ein Gemischrohr 2 ringfoermig mit einem Fluidrohr 1 und dieses wiederum mit einem Ueberwurf 3 umgeben ist, wobei sich die Querschnitte fuer Rohr 2 zu Rohr 1 zu Ueberwurf 3 wie 1 zu 1,5 bis 3 zu 3 bis 4 verhalten. Am Ueberwurf 3 ist eine Blende 5 angebracht, die bei Austragswinkeln, bezogen zur Horizontalen, zwischen 20 und 70 befestigt ist. Bei senkrechtem Austrag entfaellt die Blende 5. Der Ueberwurf 3 ist verschiebbar auf Rohr 1 angeordnet und im hinteren Drittel besitzt er umlaufende Bohrungen. Diese Merkmale bewirken, dass die Vorrichtung zum Einbringen von Feststoffen in Fluessigkeiten, aus denen massive oder geschaeumte Polyurethane hergestellt werden, geeignet ist, dass sie ohne Brueckenbildung funktioniert, die nachtraegliche Reinigung nicht erschwert ist, eine gute Feststoffdosierung durch sie ermoeglicht wird, dass ein aeusserst geringer Wartungsaufwand zu verzeichnen ist und kein Verschleiss auftritt.The invention relates to a device for mixing solids in liquids, which is used for the continuous and discontinuous production of plastic foams and for the production of solid polyurethanes. The essential features of the invention are that in the device a mixture pipe 2 ringfoermig with a fluid pipe 1 and this in turn is surrounded with a cap 3, wherein the cross-sections for pipe 2 to 1 tube to 3 such as 1 to 1.5 to 3 to 3 to 4 behavior. At the cap 3, a diaphragm 5 is attached, which is attached at Austragswinkeln, relative to the horizontal, between 20 and 70. In the case of vertical discharge, the diaphragm 5 is omitted. The cap 3 is displaceably arranged on tube 1 and in the rear third it has circumferential bores. These features cause the solids infiltration device in liquids, from which massive or foamed polyurethanes are made, to function without bridge formation, which does not hinder subsequent cleansing, allows good solids metering to cause extreme solids dosing low maintenance is recorded and no wear occurs.

Description

Title of the invention

Vorrichtung zum Einbringen von Feststoffen in FlüssigkeitenDevice for introducing solids into liquids

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einmischen von Feststoffen in Flüssigkeiten, die zur kontinuierlichen und diskontinuierlichen Herstellung von Kunststoffschäumen und zur Herstellung von massiven Polyurethanen angewendet wird.The invention relates to a device for mixing solids in liquids, which is used for the continuous and discontinuous production of plastic foams and for the production of solid polyurethanes.

Characteristic of the known technical solutions

Mit Feststoffen, die Massiv- oder Schaurakunststoffen beziehungsweise daraus geformten Artikeln zugesetzt werden, will man die Eigenschaften dieser Stoffe bezüglich Qualität in bestimmte Richtungen lenken. Solche Feststoffe bewirken je nach ihrer Art im Massiv- oder Schaumkunststoff eine Eigenschaftsniveauverbesserung oder Materialkostensenkung. Zur Eigenschaftsverbesserung werden pulverförmige, fasrige, körnige, plättchenförmige Feststoffe auf Basis von Silicaten, Sulfaten, Carbonaten, Farbpigmenten und Fasern, insbesondere Glasfasern, zugegeben. Materialkostensenkung tritt ein, wenn die Feststoffe gegenüber den Reaktionakomponenter. billiger und minderwertig sind, wie beispielsweise Holzmehl und zerkleinerter Abfallachaumatoff.With solids that are added to solid or Schaurakunststoffen or molded articles, you want to direct the properties of these materials in terms of quality in certain directions. Such solids cause a property level improvement or material cost reduction, depending on their nature in the bulk or foam plastic. To improve the properties, powdery, fibrous, granular, platelet-shaped solids based on silicates, sulfates, carbonates, color pigments and fibers, in particular glass fibers, are added. Material cost reduction occurs when the solids compared to the Reaktionakomponenter. cheaper and inferior, such as wood flour and shredded Abfallachaumatoff.

In der Industrie werden unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen angewandt um Feststoffe mit einem der Reaktionspartner vorher zu vermischen beziehungsweise direkten dasIn the industry, different methods and devices are used to pre-mix solids with one of the reactants, respectively

Reaktionsgemiach einzubringen. Die zu diesem Zv/eck entwickelten Apparate befriedigen mehr oder weniger die gestellten Forderungen.To bring in reaction mixture. The apparatuses developed for this purpose more or less satisfy the demands made.

Sind die Dichten der einzusetzenden Feststoffe größer beziehungsweise kleiner als die Dachten der zur Reaktion bestimmten Kunststoffkoraponenten, dann tritt bei längerem Stehen nach dem Einmischen ein Absetzen beziehungsweise Aufschwimmen der Feststoffe ein, so daß eine homogene Mischung nur erreicht v/erden kann, wenn die Vormischung einer dauernden Bewegung, beispieleweise mittels Rühren oder Umpumpen, unterworfen ist, wie in DE-OS 3127218 beschrieben. Dieses Einbringen von mechanischer Energie führt aber auch zur weiteren unerwünschten Zerkleinerung von verstärkend wirkenden Zusatzstoffen, beispielsweise Kurzfasern, die dann nicht mehr den gewünschten Effekt im Kunststoff bringen. Diese Kunststoffkomponentenvormischungen werden, wie zum Beispiel im DD-AP 129177 beschrieben, mittels einer Kolbendosiervorrichtung diskontinuierlich über einen speziellen Mischkopf dosiert.If the densities of the solids to be used are greater or smaller than the densities of the plastic coraponents intended for the reaction, settling or floating of the solids occurs after prolonged standing after mixing, so that a homogeneous mixture can only be achieved if the premix of a continuous movement, for example by means of stirring or pumping, is subjected, as described in DE-OS 3127218. However, this introduction of mechanical energy also leads to further undesired comminution of reinforcing additives, such as short fibers, which then no longer bring the desired effect in the plastic. These plastic component premixes are metered, as described for example in DD-AP 129177, discontinuously by means of a piston metering device via a special mixing head.

Ein weiterer Nachteil derartiger Vormischungen besteht darin, daß sich herkömmliche, dem Stand der Technik entsprechende Dosiervorrichtungen, wie Zahnrad-, Axial- und Radialkolbenpumpen, Leitungssysteme und Mischköpfe nach kurzer Gebrauchsdauer durch die abrasive Wirkung der Feststoffe unbrauchbar werden beziehungsweise daß durch die hohe Viskosität derartiger Vormischungen dia Zahnrad-, Axial- und Radialkolbenpumpen nicht eingesetzt werden können.Another disadvantage of such premixes is that conventional, prior art dosing devices such as gear, axial and radial piston pumps, piping and mixing heads become unusable after a short period of use by the abrasive action of the solids or that due to the high viscosity of such premixes Gear, axial and radial piston pumps can not be used.

Ea sind aber auch Vorrichtungen bekannt, die über einen als Ejektor wirkenden Misch- beziehungsweise Spritzkopf den Feststoff ansaugen und somit dem Feaktionsgemisch zuführen (DE-OS 3013237). Nachteil dieser technischen Vorrichtung ist, daß der Feststoff absolut rieselfähig sein muß, keine Brücken im Zuleitungsrohr ausbilden darf und trocken sein muß. In DE-OS 3022415 ist eine Spritzvorrichtung beschrieben, die dem Auftragen von Stoffen dient, wobei einem flüssigen Bindemittel ein körniger Füllstoff zugesetzt wird. Für hochreaktive Kunststoffreaktionspartner ist diese Vorrichtung ebenso wie die imEa but also devices are known which suck on a acting as an ejector mixing or spray head the solid and thus the Feaktionsgemisch perform (DE-OS 3013237). Disadvantage of this technical device is that the solid must be absolutely free-flowing, no bridges may form in the supply pipe and must be dry. In DE-OS 3022415 a spraying device is described, which serves the application of substances, wherein a liquid binder, a granular filler is added. For highly reactive plastic reactants, this device is as well as those in the

Z^ 90SZ ^ 90S

EP 0053411 bekanntgemachte Einrichtung schlecht geeignet, da ein Reinigen der Apparate nur mit erheblichem Arbeitsaufwand durchzuführen ist. Ebenso arbeitsaufwendig ist die Reinigung der im DD-WP 118243 beschriebenen Vorrichtung zur Teilmischung von Füllstoffen. Für einen reibungslosen Betrieb müssen mehrere dieser Vorrichtungen, jedoch mindestens zwei, vorhanden sein. In dem mit DE-OS 3422339 bekanntgemachten Verfahren zum Mischen von Strömungsmitteln durch ein Mischrohr ist eine Eignung für hochreaktive kunststoffbildende Reaktionspartner zum Vermischen mit Feststoffen schlecht gegeben, da mit Beendigung des Gebrauchs die Mischstrecke mit dem entstehenden Kunststoff schnell ausgefüllt wird und eine nachträgliche Reinigung für eine Wiederverwendung schwierig durchzuführen ist. Eine komplizierte Lösung zur Zugabe von Feststoffen zu hochreaktiven Kunststoffreaktionspartnern ist in DE-OS 2823189 aufgeführt, hier wird in einem Mischkopf der Feststoff dtirch den Reinigung3stößel unmittelbar in die Mischkammer eingeführt .EP 0053411 known device poorly suitable, since a cleaning of the apparatus is carried out only with considerable effort. Equally labor-intensive is the cleaning of the device described in DD-WP 118243 for the partial mixing of fillers. For smooth operation, several of these devices, but at least two, must be present. In the method disclosed in DE-OS 3422339 for mixing of fluids through a mixing tube suitability for highly reactive plastic forming reactants for mixing with solids is poorly given, since the end of use, the mixing section with the resulting plastic is filled quickly and a subsequent cleaning for a Reuse is difficult to perform. A complicated solution for the addition of solids to highly reactive plastic reactants is listed in DE-OS 2823189, here in a mixing head the solid dtirch the cleaning ram is inserted directly into the mixing chamber.

Probleme der Reinigung bei Verwendung hochreaktiver Kunststoffreaktionspartner bestehen auch bei der im DD-AP 206944 beschriebenen Spritzpistole.Problems of cleaning when using highly reactive plastic reactants also exist in the spray gun described in DD-AP 206944.

Bei dem im AT-PS 316119 verwendeten Verfahren wird der Füllstoff mittels Schwerkraftwirkung aus einem Vorratsbehälter in eine rohrförmige Mischkammer dosiert und dort mit flüssigen Kunststoffkomponenten vermischt. Ein kontinuierlicher Materialfluß des festen Zusatzstoffes setzt einen Mindestdurchmesaer des Zusatzstoffes von 3 mm voraus. Ist das Material pulverförmig, kann es in der beschriebenen Vorrichtung zur Brückenbildung und dadurch zur Unbrauchbarkei⁺. der Vorrichtung kommen. Ebenso läßt eich mit in AT-PS 346066 bekanntgemachten Vorrichtung schlecht pulverförmiges Material dosieren.In the method used in AT-PS 316119, the filler is metered by gravity from a reservoir in a tubular mixing chamber and mixed there with liquid plastic components. A continuous material flow of the solid additive requires a minimum diameter of the additive of 3 mm. If the material is powdery, it may in the described apparatus for bridge formation and thereby the Usability ⁺ . come the device. Likewise, it is possible to dispense poorly powdered material with the device disclosed in AT-PS 346066.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung zum Einbringen von Feststoffen in Flüssigkeiten, aus denen massiveThe object of the invention is that the device for introducing solids into liquids, from which massive

Z^ 908Z ^ 908

oder geschäumte Polyurethane hergestellt werden, geeignet ist, daß sie ohne Brückenbildung funktioniert, die nachträgliche Reinigung nicht erschwert ist, eine gute Peststoffdosierung durch sie ermöglicht wird, daß ein äußerst geringer V/artungsaufwand zu verzeichnen ist und kein Verschleiß auftritt.or foamed polyurethanes, it is suitable that it works without bridging, the subsequent cleaning is not difficult, a good dosage of pesticides is made possible by them, that an extremely low V / maintenance effort is recorded and no wear occurs.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt zur Erreichung des Zieles die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung in ihrem Aufbau speziell zu konstruieren.The invention is to achieve the objective of the object to design the device in its construction specifically.

Erfindungsgemäß v/ird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eintrag des Feststoffes über Rohr 2 direkt mit der an sich bekannten Mischvorrichtung gekoppelt wird. Der Feststoff wird durch ein, da3 Gemischrohr 2 ringförmig umschließendes Rohr 1 als Fluid, dosiert durch eine stufenlos regelbare Dosier- und Fördereinrichtung, dem austretenden Reaktionsgemisch zugeführt, ohne daß eine '. Ejektorwirkung auftritt. Anpassungsteil 6 dient zur Erzielung einer strömungstechnisch günstigen Einmündung des Gemischrohres 2 in das Fluidrohr 1.According to the invention, the object is achieved by coupling the device according to the invention for introducing the solids via pipe 2 directly with the mixing device known per se. The solid is fed through a tube 1 which surrounds the mixture tube 2 in the form of a fluid and is metered through a continuously variable metering and conveying device, to the exiting reaction mixture, without any '. Ejector effect occurs. Adaptation part 6 serves to achieve a favorable flow connection of the mixture tube 2 in the fluid pipe. 1

Als Führung für Gemisch- und Fluidstrahl ist über der Mündung des Rohres 1 ein weiterer ringförmiger Überwurf 3 angebracht, dieser Überwurf 3 ist auf Teil 1 verschiebbar angeordnet und besitzt an der Mündung eine Blende 5, die den oberhalb der Mündung des Rohres 2 austretenden Fluidstrahl auf die Auftreffstelle des Gemischstrahles aus 2 lenkt.As a guide for mixture and fluid jet, a further annular union 3 is mounted over the mouth of the tube 1, this union 3 is slidably disposed on Part 1 and has at the mouth of a diaphragm 5, which exits above the mouth of the tube 2 fluid jet the point of impact of the mixture jet of 2 directs.

Die Blende 5 ist bei Austragswinkeln, bezogen zur Horizontalen zwischen 20° und 70°, vorzugsweise 35° bis 55°, erforderlich. Erfolgt der Gemischaustrag senkrecht, entfällt die Blende 5. Im hinteren Drittel des Überwurfes 3 sind umlaufend Bohrungen angebracht, die zur teilweisen Entspannung des Fluidstrahles und dem Vermeiden von Saugwirkungseinflüssen dienen. Die genaue Öffnungsgröße läßt sich durch Versuche in Abhängigkeit von der Fördermenge leicht feststellen. Die Öffnungsgröße wird mittels, auf Überwurf 3 verschiebbar angeordnetem Stellring 4 variiert.The aperture 5 is at Austragswinkeln, relative to the horizontal between 20 ° and 70 °, preferably 35 ° to 55 °, required. If the Gemischaustrag perpendicular, eliminates the aperture 5. In the rear third of the cap 3 holes are mounted circumferentially, which serve for partial relaxation of the fluid jet and the avoidance of suction effects. The exact opening size can be easily determined by experiments depending on the flow rate. The opening size is varied by means of, on union 3 slidably arranged collar 4.

2 6S 90g2 6S 90g

Die Querachnittaverhältniaae zwischen den Rohren liegen für Rohr 1 zu Rohr 2 zu Rohr 3 zwiachen 1 : 1,5 bis 3 : 3 bla 4, vorzugav/eiae 1 : 2,5 : 3,5. Nach der Verarbeitung durchgeführte Meaaungen der Festatoffverteilungim Fertigprodukt haben eins gleichmäßige Verteilung des Feststoffes im Fertigprocm'··'; .,-rgeben.The Querachnittaverhältniaae between the tubes are for tube 1 to tube 2 to tube 3 zwiachen 1: 1.5 to 3: 3 bla 4, vorzugav / eiae 1: 2.5: 3.5. After processing, preparations of the solids distribution in the finished product have a uniform distribution of the solid in the finished product '··'; ., - rgeben.

Reinigungsarbeiten nach Beendigung der Nutzung der Vorrichtung entfallen bis auf den bei der Polyurethan-Niederdruck-Verarbeitung üblichen Blas-Spülzyklus für das Gemischrohr 2. Die Erfindung wird mit nachfolgend ein Ausführungsbeispiel näher erläutert,Cleaning work after completion of the use of the device accounts for the customary in the polyurethane low-pressure processing Blas-rinsing cycle for the mixture tube 2. The invention will be explained in more detail with an exemplary embodiment,

Ausführungsbeiapiel

Bei der Anwendung der Erfindung, zum Beispiel zjr Herstellung von Dämmplatten aus PUR der Baustoffklassen B1 und B2 (DIN 4102) auf Doppelbandanlagen im Niederdruckverfahren, wird wie folgt vorgegangen:In the application of the invention, for example zjr production of insulation boards made of PUR building material classes B1 and B2 (DIN 4102) on double belt systems in the low pressure process, the procedure is as follows:

Das Gemischrohr 2 wird am Produktaustritt/Miachkopf der Maschine befeatigt, so daß der Austritt des PUR-Gemisches erst an der Mündung des Gemischrohres erfolgt. Mittels Schlauch wird eine Verbindung zwischen Fluidrohr und einer stufenloa regelbaren Dosier- und Fördervorrichtung hergestellt. Während des Betriebes wird aua dem nunmehr über die Bandbreite oszillierendem Mischkopf mit Gemischrohr 2 das PUR-Geraisch entsprechend den normalen technologischen Erfordernissen auf die untere Deckschicht ausgetragen. Parallel zu dem Gemischstrahl wird durch Fluidrohr 1 der Füllstoff gefördert. Fluidstrahl und PUR-Gemisch mischen sich erat beim Auftreffen auf die untere Deck3chicht. Der Mischeffekt wird durch die Oazillation des Mischkopfea und die dabei verbundene Überlagerung der Strahlen verstärkt. Die so in das PUR-Gemisch eingedrungenen Füllstoffteilchen werden in dem sich bildenden Schaum integriert und sind im gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt. Durch die Blende 5 wird einem Abdriften des Fluids vorgebeugt und der Füllstoff strahl zum exakten Auft.reffpunkt gelenkt.The mixture pipe 2 is fitted on the product outlet / milling head of the machine, so that the outlet of the PUR mixture takes place only at the mouth of the mixture pipe. By means of a hose connection between the fluid pipe and a gradloa controllable metering and conveying device is produced. During operation, except for the oscillating over the bandwidth mixing head with mixture pipe 2, the PUR Geraisch discharged according to the normal technological requirements for the lower cover layer. Parallel to the mixture jet, the filler is conveyed through fluid pipe 1. The fluid jet and PUR mixture mix as they strike the lower deck. The mixing effect is enhanced by the ocularization of the mixing head and the associated superimposition of the rays. The filler particles thus penetrated into the PUR mixture are integrated in the foam which forms and are uniformly distributed throughout the cross section. Through the aperture 5 drifting of the fluid is prevented and the filler jet directed to the exact Auft.reffpunkt.

902902

Die aufgetragene Gemischfront aus PUR und Füllstoff fährt kontinuierlich in die Doppelbandanlage ein und schäuint/härtet zwischen unterer und oberer Deckschicht-aus.The applied mixture front of PUR and filler moves continuously into the double belt system and foams / hardens between lower and upper cover layer.

Claims

invention claim

1. A device for introducing solids into liquids, which are suitable for the production of plastics, in particular of foamed plastics and solid polyurethanes, characterized in that a Geraischrohr (2) ringr shaped with a fluid pipe (i) and this in turn with a throw (3), wherein the cross-sections for pipe (?) To pipe (1) to cap (3) as 1 to 1, 5 to 3 to 3 to 4 behave.

2. Device according to item 1, characterized in that the cover (3) has a diaphragm (5) is mounted, which is attached at Austragswinkeln, relative to the horizontal, between 20 ° and 70 °,

3. Device according to item 1, characterized in that at vertical discharge, the aperture (5) is omitted.

4. The device according to item 1, characterized in that the cover (3) is slidably mounted on tube (1) and in the rear third?, Has circumferential holes.