DE1902486B2 - Mischer, insbesondere Vormischer für Anlagen zur Verarbeitung von Mehrkomponenten-Gießharzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischer, insbesondere Vormischer für Anlagen zur Verarbeitung von Mehrkomponenten-Gießharzen, mit einem stehenden evakuierbaren Behälter, der an seinem unteren Ende eine Abgabeöffnung aufweist und mit einem Mischorgan ausgerüstet ist, wobei in der Abgabeöffnung des Behälters eine Kolbenpumpe angeordnet ist, deren Zylinder im saugseitigen Totpunkt des Pumpenkolbens mit dem Behälter durch eine Strömungsverbindung großen Querschnitts verbindbar ist.

Die Entnahme einer Gießharzkomponente aus einem Mischer erfordert entweder eine Belüftung des Behälters oder eine so hohe Anordnung des Mischers, daß die

ίο Massesäule nicht mehr vom Vakuum zurückgehalten werden kann. Bei der Belüftung besteht die Gefahr, daß die Masse wieder Gas aufnimmt, während die hochliegende Anordnung des Behälters die Anlagekosten wesentlich erhöht und häufig aus baulichen

> s Gründen gar nicht möglich ist.

Für die dosierte Abgabe von Teilmengen zähflüssiger Stoffe, wie Gießharz, aus einem insbesondere unter Unterdruck stehenden Vorratsbehälter ist in der DE-PS 17 78 396 schon eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen worden.

Die Dosierfunktion dieser Vorrichtung erfordert einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau des zugleich ein Ventil darstellenden Pumpenkolbens, der einen beweglichen Manschettenkörper aufweist. Der Manschettenkörper ist nur an seinem Außenumfang geführt und kann sich deshalb leicht verkanten. Der komplizierte Aufbau des Pumpenkolbens behindert während der Füllung des Pumpenzylinders den Zufluß der häufig zähflüssigen Masse, denn diese muß ein Labyrinth durchströmen, was die Füllung des Pumpenzylinders wesentlich verlangsamt. Außerdem können bei der Verarbeitung von Gießharzen, die Füllstoffe enthalten, zwischen die zueinander beweglichen Teile des Pumpenkolbens Partikel gelangen, die eine einwandfreie Funktion des Kolbens beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer der eingangs genannten Art unter Verzicht auf eine Dosierfunktion als einfach und robust aufgebaute Austragvorrichtung auszubilden, die ein wesentlich

■>o schnelleres Befüllen des Pumpenzylinders erlaubt und mit der auch Füllstoffe enthaltende Gießharze störungsfrei ausgetragen werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der verdrängende Teil des Pumpenkolbens nur aus fest miteinander verbundenen Teilen besteht und im saugseitigen Totpunkt bis hinter die Strömungsverbindung zurückziehbar ist.

Bei einem solchen Mischer sind an der Austragvorrichtung außer dem Pumpenkolben keine beweglichen Teile vorhanden. Da der Kolben zugleich als Steuerschieber für die Strömungsverbindung wirkt, kann diese Strömungsverbindung einen Querschnitt haben, der gleich oder größer ist als der Querschnitt des Zylinders, was ein schnelles Befüllen des Zylinders ermöglicht.

Eine Steuerung der Strömungsverbindung durch den Kolben selber ist gegenüber einer Ventilsteuerung weniger störanfällig, da es nicht vorkommen kann, daß die Funktion durch feste Partikel gestört wird, wie dies bei einem Ventil mit Ventilteller durch Festsetzen von Partikeln im Bereich des Ventilsitzes der Fall sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Pumpenkolben am unteren Ende einer hin- und hergehend antreibbaren, sich im wesentlichen senkrecht durch den Behälter erstreckenden Stange

b5 angeordnet, die ein mindestens während eines Teiles des Stangenhubs in den Stoff eintauchenden Mischorgan trägt. Bei einem solchen Mischer sind für dessen Betrieb nur hin- und hergehende Bewegungen erforderlich.

Wenn Massen verarbeitet werden sollen, die sedimentierende Füllstoffe enthalten, muß einer zu starken Anreicherung der Masse mit Sediment im unteren Teil des Mischers, also insbesondere in der Pumpe, vorgebeugt werden. Zu diesem Zweck ist ^emäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Boden des Pumpenkolbens Durchlaßöffnungen aufweist, an die sich eine Rückführleitung anschließt, die in den Behälter oberhalb des Pumpenkolbens etnmündst, wobei im Rückführweg ein Strömungswiderstand angeordnet i^c,·. Die Rückführleitung kann beispielsweise durch eine zentrale Bohrung in der Kolbenstange gebildet sein. Durch die Rückführung von mit Sediment angereicherter Masse auf ein höheres Niveau im Mischerbehälter wird eine zu starke Anreicherung mit Sediment im Bereich der Pumpe vermieden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rückführung oberhalb des Stoffspiegels in den Behälter des Mischers mündet.

Weitere Ausgestaltungen des Mischers nach der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hjrvor.

Die Erfindung wird durch ein anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Gießharzverarbeitungsanlage, in die zwei Mischer gemäß der Erfindung eingebaut sind,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Mischer, wie er in der Anlage nach F i g. 1 als Vormischer verwendet ist, wobei sich die hin- und herbewegbare Stange auf dem Abwärtshub befindet,

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Schnitt darstellung, wobei sich jedoch die hin- und hergehende Stange im oberen Totpunkt befindet, und

F i g. 4 einen waagerechten Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 2.

Die Hauptelemente der in Fig. 1 dargestellten Anlage sind zwei Vormischer 50,51, eine Vakuumpumpe 52, zwei Dosierpumpen 53 und 54, ein Fertigmischer 55, ein Feindosierkopf 56, ein Vakuumgießkessel 57, ein Lösungsmittelbehälter 58, Umsteuerventile 59, 60 ein weiteres Steuerventil 61 und vier Ventile 62,63,64 und 65.

Die Abflußseiten der Vormischer 50, 51 sind durch Rohrleitungen 66 und 67 mit den Dosierpumpen 53 und 54 verbunden. An die Druckseiten der Dosierpumpen 53, 54 sind Leitungen 68, 69 angeschlossen, die sich verzweigen, wobei der eine Zweig 70 bzw. 71 über die Ventile 62 bzw. 65 in den Behälter der Vormischer 50,51 zurückgeführt, während die anderen Zweige 72 bzw. 73 über die Ventile 63 bzw. 64 in den Fertigmischer 55 einmünden. Von der Abgabeseite des Fertigmischers 55 führt eine Leitung 74 zum Feindosierkopf 56.

Nachfolgend wird anhand der F i g. 2 bis 4 der Aufbau der Vormischer 50,51 genau beschrieben.

Die Hauptteile eines jeden Vormischers 50,51 (in den F i g. 2 bis 4 ist nur einziger Vormischer, nämlich der Vormischer 50 dargestellt), sind ein Behälter 1, eine Stange 2, die durch einen doppeltwirkenden Druckmittelzylinder 3 hin- und hergehend antreibbar ist, ein am unteren Ende der Stange 2 angebrachter Pumpenkolben 4, der in einem Pumpenzylinder 5 bewegbar ist und ein Mischorgan 6 in Form einer Scheibe.

Der Behälter 1 hat einen zylindrischen Oberteil 7, an den unten ein kegelstumpfförmiger Teil 8 anschließt, der seinerseits wieder in einen zylindrischen Teil 9 von wesentlich kleinerem Durchmesser als dem Durchmesser des zylindrischen Teiles 7 übergeht. Der Behälter 1 ist oben durch einen Deckel 10 vakuumdicht abgeschlossen. Im Deckel 10 befindet sich eine Füllöffnung die durch einen kleineren Deckel 10' abgeschlossen ist, In der Nähe des oberen Endes des Behälters befindet sich ein Absaugstutzen 11 für den Anschluß an die Vakuumpumpe 52. Ferner ist auf gleicher Höhe

s gegenüberliegend ein Anschlußstutzen 12 für die Rückführung des z. B. zur Dosierpumpe geförderten und dort überschüssigen Stoffes vorgesehen. Der Behälter ist über Konsolen 41,42 abgestützt.

Die Stange 2 ist mit ihrem oberen Ende mit einem

ίο Kolben 13 verbunden, der im Zylinderteil 14 des doppeltwirkenden Druckmittelzylinders 3 verschiebbar ist und gegen die Zylinderinnenwand abdichtet. Durch wechselweises Zuführen von Druckmittel, z. B. Druckluft über die Leitungen 15 und 16 kann der Kolben 13 und damit auch die Stange 2 hin- und hergehend bewegt werden.

Der Kolben 4 besteht aus einem glockenförmigen Oberteil 17 und einer an der Stirnseite angebrachten Siebplatte 18, in der Bohrungen 19 vorgesehen sind. Von

M dem durch die Siebplatte 18 abgeschlossenen Raum 20 geht eine Bohrung 21 aus. In die Bohrung 21 münden (vergleiche Fig.4) vier Leitungen 22a bis 22d In jeder dieser Leitungen ist ein Ventil 23 vorgesehen. Die Leitungen enden mit Düsen 24, die, wie die Draufsicht nach F i g. 4 zeigt, in tangentialer Richtung weisen. Sie sind außerdem etwas abwärts gerichtet, was an dem in F i g. 2 dargestellten Sprühstrahl erkennbar ist. Der Außendurchmesser des Kolbens 4 ist kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 5, so daß zwischen dem Kolbenmantel und der Zylinderinnenwand ein Spalt 35 vorhanden ist.

Das untere Ende des Raumes im Pumpenzylinder 5 ist durch eine Siebplatte 25 abgeschlossen, in der Bohrungen 26 vorgesehen sind. Im oberen Bereich des Zylinders 5 sind insgesamt vier Durchbrüche 27 angebracht, die den Innenraum des Pumpenzylinders 5 mit dem Innenraum des Behälters 1 verbinden.

Der Behälter 1 ist unten durch einen Deckel 28 abgeschlossen, an dem sich ein Anschlußstutzen 29 befindet. Am Anschlußstutzen 29 ist ein Ventil 30 angebracht, von dem aus die Leitung 66 (siehe Fig. 1) zur Dosierpumpe 53 führt.

Das Mischorgan 6 ist als Scheibe ausgebildet, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Oberteils 7 des Behälters 1, so daß zwischen dem Außenrand der Scheibe und der Behälterinnenwand ein Spalt 34 von beträchtlicher Breite entsteht. Es können auch mehrere übereinander angeordnete Scheiben verwendet werden. Die Scheiben können gelocht sein.

Der Vormischer arbeitet wei folgt:

Bei Inbetriebnahme wird zunächst der aufzubereitende Stoff 36 in den Behälter 1 eingefüllt, und zwar so viel davon, bis der Behälter etwa halb gefüllt ist, nämlich bis zum Stoffspiegel 37. Handelt es sich um einen auch zu entgasenden Stoff, so wird der Behälter über den Absaugstutzen 11 an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Die Absaugung der Gase ist durch die punktierten Linien 38 angedeutet.
Nun wird die Stange 2 durch abwechselndes Beaufschlagen des Kolbens 13 mit Druckluft oder Drucköl hin- und hergehend bewegt. Bei dieser Art des Antriebes werden Überbeanspruchungen der Bauteile vermieden, da der vorgesehen Druck die Antriebskräfte entsprechend begrenzt. In F i g. 2 befindet sich die

bi Stange 2 auf dem Weg nach unten, was durch den Pfeil 39 angedeutet ist. Das Mischorgan 6 v/ird in den Stoff 36 eingedrückt, wodurch dieser die Scheibenkante umströmt, was durch die Pfeile 40 angedeutet ist. Der

unterhalb des Kolbens 4 befindliche Stoff wird nun in dem Fall, daß das Ventil 30 geschlossen ist, durch die Siebbohrungen 19 hindurchgequetscht und steigt in der Leitung 21 nach oben. Von der Leitung 21 aus gelangt der hochgedrückte Stoff über die Leitungen 22a bis 22d und die Überdruckventile 23 zu den Düsen 24. Beim Passieren der Überdruckventile wird die Masse homogenisiert. Der Stoff wird aus den Düsen ausgespritzt. Durch den Rückstoßeffekt wird auf die Stange 2 ein Drehmoment ausgeübt, so daß sich diese in Drehung to versetzt. Hierdurch werden an der Wand des Mischgefäßes haftende Füllstoffe abgespült. Ein Teil des unterhalb des Kolbens 4 befindlichen Stoffes wird auch durch den Spalt 35 zwischen Kolben und Pumpenzylinder 5 hindurchgequetscht und gelangt auf diese Weise in t5 den Vorrat oberhalb des Kolbens zurück.

Der obere Totpunkt des Kolbens 4 ist in F i g. 3 dargestellt. Dort ist auch zu sehen, daß die Scheibe 6 aus dem Stoff 36 ausgetaucht ist. Im oberen Totpunkt nimmt der Kolben 4 eine Stellung ein, die oberhalb der Durchbrüche 27 liegt. So kann durch Schwerkraftwirkung, die dann, wenn die Anlage nicht unter Vakuun arbeitet, durch einen oberhalb des Spiegels 3! befindlichen Überdruck verstärkt sein kann, Stoff 36 ir den Zylinder einströmen. Beim Austauchen aus den Stoff 36 hat die Scheibe 6 etwas von dem Stoff nacl oben mitgenommen, wodurch dessen Oberfläche star! vergrößert wird, was für die Entgasung von Vorteil ist Durch die gepunkteten Linien ist angedeutet, wie Ga: aus dem Stoff abgezogen wird.

Im Zusammenhang mit der Anlage nach F i g. 1 habei die Vormischer 50, 51 den Vorteil, daß sie zugleich al Ladepumpen für die Dosierpumpen 53, 54 wirker Wenn die Dosierpumpen einen Saughub nicht ausfüh ren, werden die Vormischer 50, 51 dennoch laufen« betätigt, um die darin enthaltenden Komponenten ii einem gut gemischten Zustand zu halten, in dem aucl sedimentierende Füllstoffe gleichmäßig in der Massi verteilt sind. Hierbei werden auch die Dosierpumpen 53 54 zur Verhinderung von Feststoffablagerungen be geöffneten Ventilen 62 und 65 laufend gespült.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Mischer, insbesondere Vormischer für Anlagen zur Verarbeitung von Mehrkomponenten-Gießharzen, mit einem stehenden evakuierbaren Behälter, der an seinem unteren Ende eine Abgabeöffnung aufweist und mit einem Mischorgan ausgerüstet ist, wobei in der Abgabeöffnung des Behälters eine Kolbenpumpe angeordnet ist, deren Zylinder im saugseitigen Totpunkt des Pumpenkolbens mit dem Behälter durch eine Strömungsverbindung großen Querschnitts verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verdrängende Teil des Pumpenkolbens (4) nur aus fest miteinander verbundenen Teilen besteht und im saugseitigen Totpunkt bis hinter die Strömungsverbindung zurückziehbar ist.

2. Mischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (5) einen in den Behälter (1) hineinragenden Führungsteil aufweist, in dem die Strömungsverbindung in Form von Durchbrüchen (27) ausgebildet ist.

3. Mischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (4) am unteren Ende einer hin- und hergehend antreibbaren, sich im wesentlichen senkrecht durch den Behälter (1) erstreckenden Stange (2) angeordnet ist, die ein mindestens während eines Teils des Stangenhubs in den Stoff eintauchendes Mischorgan (6) trägt.

4. Mischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hin- und hergehend antreibbare Stange (2) mit dem Kolben (13) eines doppeltwirkenden Druckmittelzylinders (3) verbunden ist.

5. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Pumpenkolbens (4) Durchlaßöffnungen (19) aufweist, an die sich eine Rückführleitung (21) anschließt, die in den Behälter (1) oberhalb des Pumpenkolbens (4) einmündet, wobei im Rückführweg ein Strömungswiderstand angeordnet ist.

6. Mischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (21) über mindestens ein Überdruckventil (23) in den Behälter (1) einmündet.

7. Mischer nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (21) oberhalb des Stoffspiegels (37) in den Behälter (1) einmündet.

8. Mischer nach einem der Anspürüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung im Boden des Pumpenkolbens (4) als Bohrungen einer Siebplatte (18) ausgebildet sind.

9. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (4) berührungslos im Pumpenzylinder (5) läuft.

10. Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausstoßende des Pumpenzylinders (5) Siebbohrungen (26) vorgesehen sind.