Смесительная головка высокого давления

 

ОП И(:А«НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< i656487

Сеюз Сееетсмик

Сециааистичесиик

Республик

К ПАТЕп ТУ (81) Дополнительный к патенту (53} N. Кл.

В 29 D 27/04 (22} Заявлено150277 (21) 24 51802/23-05 (23} ПРиоРитет - (32) 25.02.76 (31) Р 2б07641 5 (88) ФРГ

Гоеударетаеннмй комитет

СССР но делан изобретений и открытий (58} УДЖ 678,027.94 (088. 8) Опубликовано 050479, Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 050479 (72} Автор иэобретения

Иностранец

Альфред Шликманн (ФРГ) Иностранная фирма Адмирал Иашииенфабрик ГмбХ (ФРГ) (71} Заявитель (54) CMECHTEHhHAH ГОЛОВКА ВЫСОКОГО(ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к оборудованию для получения иэделий методом литья из пенопласта.

Известны смеснтельные головки для заливки в форму вспенивающихся материалов, вклточающие смесительную камеру со средствами подачи компонентов и подающую материал под давлением головку 11) .

Известное устройство не имеет средств, автоматизирующих процесс работы.

Известна также смесительная головка, включающая смесительную камеру с отверстиями для ввода компонентов и вывода смеси комноиентов, эжектирующий поршень, соеди" ненный с гидравлически управляемым рабочим поршнем, расположенным в рабочем цилиндре (2).

Известное устройство ненадежно s работе и недостаточно эффективно.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности работы устройства.

Предлагаемая смесительная головка отличается тем, что рабочий поршень выполнен из концентрически распо-, ложенных наружного и внутреннего поршней, подвижных относительно друг друга, внутренний иэ которых жестко соединен с эжектирующнм поршнем и снабжен двумя упорами, а также тем, что наружный поршень снабжен кольцевыми канавками, взаимодействующими с упорамн, а внутренний поршень снабжен плунжерообразным выступом, взаимодействующим с выемкой в торцовой части рабочего цилиндра, длина которой меньше относительного перемещения между поршнями и больше расстояния между эжектирующим поршнем и удаленным концом входных отверстий для компонентов.

На фнг. 1 показана схема впрыскивающего устройства со смесительной головкойу на фиг. 2 - предлагаемая смесительная головка.

Контур циркуляции потоков синтетических компонентов включает

:резервуар 1 для запаса компонентов, насос 2, подводящий трубопровод 3, смесительную головку 4 с впускным клапаном 5, отводящий (рециркуляционный) трубопровод б, запорный клапан 7 и холодильник 8 ° между. подводящим трубопроводом 3 и отводящим трубопроводом б включен клапан 9 ограничения давления в таком месте, что насос 2 образует с ре656

3 зервуаром 1 контур циркуляции потока. Между подводящим трубопроводом 3 и отводящим трубопроводом 6 промежуточно включен байпас (обвод)

10, образующий контур циркуляции через резервуар 1 для запаса, насос 2, байпас 10, запорный клапан 7 5 и холодильник 8.

При рециркуляции поток компонентов перемещается в направлении сплошной стрелки, причем вследствие надлежащего выбора поперечного сечения р трубопровода лишь существенно меньшая часть компонентов рециркулирует через впускной клапан 5, большая же часть их отводится через байпас 10.

Во время впрыскивания, начинающегося при закрывании запорного клапана

7, подача синтетических компонентов к впускному клапану 5 дополнительно к подводящему трубопроводу 3 осуществляется также и через часть отводящего трубопровода 6 в направлении пунктирной стрелки.

Аналогично производится циркуляция другого синтетического компонента, которая на фиг. 1 показана в правой части чертежа. 25

Смесительная головка 4 содержит центральный эжектирующий поршень 11, имеющий одинаковое поперечное сечение с цилиндрической смесительной камерой 12. Поршень 11 (фиг. 2) в верх30 нем и нижнем положении приводится в возвратно-поступательное движение посредством жестко соединенного с ним рабочего поршня 13.

Приведение в действие рабочего поршня 13, расположенного в рабочем цилиндре 14, осуществляется посредством подачи пневматического или гидравлического носителя давления с одной или с pyroA стороны поршня ° 40

Подача носителя давления, например гидравлического масла, осуществляется, с одной стороны, через ввод

15, который входит в торец 16 рабочего цилиндра 14. Для подачи средства давления к противоположной стороне рабочего поршня предусмотрен ввод

17 (представленный на фиг. 2 схематично), который входит в противоположный торец 18 рабочего цилиндрав 50

Рабочий поршень 13 состоит из поршня 19, жестко соединенного с эжектирующим поршнем 11,и из расположенного на нем концентрично кольцевого поршня 20, способного перемещаться 55 в аксиальном направлении между двумя выполненными в виде упоров (ограничителей хода) 21 и 22 на поршне 19.

Кольцевой поршень 20, диаметр которого несколько больше, чем удвоен- 60 ный диаметр поршня 19, уплотнен при помощи уплотнения 23 относительно наружной поверхности поршня 19 и при помощи кольцевого уплотнения

24 - относительно внутренней поверхности рабочего цилиндра 14. Удален487 4 ный от эжектирующего поршня 11 конец поршня 19 состоит из плунжерообразного выступа 25,который по достижении одного из конечных положений поршня взаимодействует с имеющей одинаковую форму и поперечное сечение выемкой 26. Выемка 26 расположена в торце 16 рабочего цилиндра 14 и соединена с вводом 15 рабочей жидкости. Длина выемки 2 6 илн глубина ее а по величине меньше, чем акснальное относительное перемещение б поршня 19 и кольцевого поршня 20 и больше, чем максимальное расстояние в, перемещения эжектирующего поршня 11 в конечном положении. Следует выбирать а в + 1 мм.Благодаря этому условию входные отверстия 27 и 28 полностью перекрываются к началу процесса впрыскивания и к концу его, вследствие повышенной скорости эжектирующего поршня.

Устройство работает следующим образом.

Гидравлический насос (на чертеже не показан) подает гидравлическое масло со стабильной во времени производительностью к рабочему поршню 13, Расположенному в рабочем цилиндре 14. Это гидравлическое масло к началу процесса выталкивания эжектирующего поршня 11 поступает через ввод 15 к выемке 26, в которой к этому моменту плунжерообразный выступ 25 поршня 19 находится в положении, показанном на фиг. 2, причем выемка 26 заполняется плунжерообразным выступом 25 до выточки на торцовом конце. Так как внутренняя поверхность выемки 26 с помощью кольцевого уплотнения 29 уплотнена относительно цилиндрической наружной поверхности плунжерообразного выступа

25,все количество гидравлического масла,которое подводится через входящий в выемку 26 ввод 15, служит только для вытеснения поршня 19 и соответственно плунжерообразного выступа 25 из выемки 26. Таким образом вытесняется лишь поршень 19, имеющий сравнительно небольшое поперечное сечение, поэтому происходит перемещение жестко соединенного с ним эжектирующего поршня 11 с повышенной скоростью. При этом имеет место относительное перемещение поршней 19 и 20.

Поршень 19 и эжектирукщий поршень

11 перемещаются с повышенной скоростью до тех пор, пока плунжерообразный выступ 25 не выйдет полностью из выемки 26, после чего масло, подведенное через ввод 15, поступает внутрь рабочего цилиндра 14. С этого времени поршень 19 и кольцевой поршень 20 йеремещаются вместе как одно целое. Объем масла, вытесненного при этом перемещении, больше на объем кольцевого поршня 20, чем при

656487 предыдущем перемещении. Поскольку перемещение поршней осуществляется вследствие постоянного количества поступающего масла„ перемещение эжектирующего поршня 11 происходит с меньшей скоростью.

При укаэанном выше относительном перемещении поршня 19 и кольцевого поршня 20 последний попеременно приходит в соприкосновение с упорами 21 и 22. Чтобы уменьшить воз— никающую при этом ударную нагрузку, кольцевой поршень 20 на обеих торцовых сторонах имеет кольцевые канавки 30 и 31, которые по форме и поперечному сечению соответствуют упорам 21 и 22 и приходят с ними в зацепление в момент соприкосновения поршней 19 и 20. Благодаря маслу, вытесняемому при этом из кольцевых канавок 30 и 31, происходит существенное демпфирование удара при соприкосновении, таким образом уменьшается нагрузка на оба поршня.

При дальнейшем перемещении поршней с пониженной или нормальной скоростью поршень 19 и кольцевой поршень 20 .меют относительное расположение, представленное на фиг. 2.

Совместное перемещение поршней 19 и

20 прекращается, когда поршень 19, несколько выступающий относительно кольцевого поршня 20 вниз, достигнет обращенного к нему торца 18 рабочего цилиндра 14. При этом одновременно нижний (фиг. 2) торцовый торец эжектирующего поршня 11 надежно перекрывает выпускной конец смесительной камеры 12, так что последняя полностью очищается от остатков синтетических веществ. На этом заканчивается процесс впрыска.

К началу следующего впрыска указанная последовательность перемещения происходит в обратном порядке, причем масло, подаваемое от насоса, через ввод 17, находящийся на торНовой стенке 18 рабочего цилиндра, нагнетается во внутреннее пространство рабочего цилиндра 14. При этом поршни 19 и 20 нагружаются со стороны, противоположной той, с которой они нагружались в процессе выталкивания, и перемещаются вверх как одно целое. Из-за совместного перемещения поршней 19 и 20, во время которого поршень 20 кольцевой канавкой 30 соприкасается упором 21 поршня 19, подъем поршней происходит с незначительной или с нормальной скоростью. Повыаение скорости подъема .происходит к моменту, когда свободный конец плунжерообразного выступа 25 начинает входить в выемку

26, так как при этом исключается вытекание масла в другой выход. находящийся в кольцевом пространстве между кольцевым поршнем 20 и тор- цом 16 рабочего цилиндра 14. Это значит, что подаваемое через ввод

55;но большим поперечным сечением, что

Благодаря расположению осей обоих впускных клапанов под прямым углом

17 количество масла используется на дальнейшее вытеснение поршня 19, так как кольцевой поршень 20 прекращает перемещение и останавливается. Дальнейшее вытеснение поршня

19 происходит, следовательно, из-за уменьшенного объема поршня с повы-шенной скоростью, так что входные отверстия 27 и 28 открываются с повыаенной скоростью. Перемещение поршня 19 прекращается, когда упор 22 входит в контакт с кольцевой канавкой 31 и оба поршня 19 и 20 снова находятся в положении, показанном на фиг. 2. Аксиальное относительное перемещение б поршня 19 при этом должно быть больше величины а ичи в, чтобы гарантировать прохождение поршней с требуемой повышенной скоростью.

Возникающее в конце перемещения поршней, происходящего с повыаенной скоростью, соприкосновение их демпфируется гидравлическим маслом, вытесняемым из кольцевой канавки 31 упором 22.

Входные отверстия 27 и 28, служащие для подачи двух синтетических компонентов в смесительную камеру

12, расположены на одинаковых высоте и радиусе с целью одновременного открытия и закрытия их посредством зжектирующего поршня 11 во избежание нежелательного опережения в поступлении одного из синтетических компонентов.

Вблизи входных отверстий 27 и 28 расположены впускные клапаны 5 и клапанные штоки 32 и 33, которые взаимодействуют с клапанными седлами 34 и

35 соответствующей формы. Чтобы гарантировать автоматическое открытие и закрытие впускных клапанов 5 предусмотрены пружины сжатия 36 и 37.

Величина давления, необходимого для открывания впускных клапанов 5, регулируется жесткостью пружин 36 и 37 при помощи регулировочных втулок 38 и 39. Это давление должно быть выше, чем давление рециркуляции.

Клапанные штоки; 32, 33 расположены в камерах 40 и 41 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения. Так как шток клапана 5 имеет значительно меньший диаметр, чем диаметр камеры клапана, образуется кольцевое пространство со сравнительисключает нежелательное повыаение давления продукта при рециркуляции.

При рециркуляции синтетические компоненты поступают через подводящий трубопровод 3 в камеры 40 и 41, откуда они направляются в отводящий трубопровод 6, причем оба впускных клапана 5 закрыты.

656487

Формула изобретения

7 к смесительной камере и к эжектирую ° щему поршню исключается воздействие синтетических компонентов на эжектирующий поршень и на смесительную камеру во время рециркуляции, продолжающейся сравнительно длительное время. Кроме того, рециркуляция монет быть осуществлена при сравнительно низком давлении, приблизительно 30 ати, так как во всем контуре циркуляцйи потока компонентов достаточно высокое поперечное се- чение трубопровода.

При переключении с рециркуляции на впрыскивание, например, посредством ручной кнопки (на чертеже не показана) сначала закрывается запорный клапан 7, так что все количество синтетических компонентов, которое подается от нагнетающего насоса 2, через подводящий трубопровод 3 и одну часть отводящего трубопровода 6, подводится в камеру впускного клапана 5. Аналогично подается и другой синтетический компо- нент к другому впускному клапану 5.

В начальный момент во всей системе быстро устанавливается требуемое высокое давление для впрыскивания, более 100 ати, причем точная установка давления для впрыскивания осуществляется посредством клапана 9 для ограничения давления.

По достижении требуемого давления для впрыскивания или незгщолго до этого открываются.оба впускиых клапана 5, после чего эжектирующий поршень 11, находившийся до этого в верхнем концевом положении, переводится в нижнее концевое положение (фиг. 2). Для более точного дозироВания компонентов целесообразно его осуществлять только через эжектирующий поршень 11, для чего оба впускных клапана 5 открывают незадолго до освобождения входных отверстий

27 и 28 эжектирующим поршнем 11.

Окончание процесса впрыскивания осуществляется посредством выведения эжектирующего поршня ll из нижнего концевого положения в верхнее, при котором передний конец эжекти.рующего поршня 11 плотно взаимо-, действует (т.е. плотно входит) со свободным концом смесительной камеры 12, так что возможные остатки смеси полностью выталкиваются из смесительной камеры 12,это также благоприятно для точного дозирования.

Во время окончания процесса выталкивания или непосредственно после него открывается запорный клапан 7.

Таким образом, происходит переключение на рециркуляцию. Переход от процесса впрыскивания к рециркуляции приводит к мгновенному снижению дав ления до 30 ати. Из-за снижения давления автоматически одновременно ,закрываются оба впускных клапана 5„

Особенно точное дозирование впрйскиваемых синтетических компонентов мсюкно достичь следукиаим образом.

Противоположный верхней части эжектирующего поршня 11 торец 16 рабочего цилиндра имеет нагруженный пружиной толкатель 42, расположенный в торце 16 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в продольном направлении рабочего цилиндра 14 и взаимодейстр вующий с концевым выключателем 43, размещенным снаружи рабочего цилиндра 14. Толкатель 42 работает совместно с торцовой поверхностью плунжерообразного выступа 25 так, что при определенном положении поршня 19 и эжектирующего поршня 11 приводится в действие толкатель 42 и концевой выключатель 43. Приведение в действие концевого выключателя 43 происходит при перекрытии концом эжектирующего поршня 11 впускиых отверстий 27 и 28. Момент при.ведения в действие концевого выклю» чателя устанавливается в качестве начала впрыска. время впрыска опре28 деляется положением эжектирующего поршня 11. Благодаря этому можно более точно дозировать впрыскиваемые компоненты.

Смесительная головка применяется

30 главным образом для производства пенопластов из полиуретана, в частности для изготовления подушек, автомобильных сидений и т.ц. При производстве такого рода полиуретанового 5,пенопласта оба синтетических компонента состоят из полиолдиизоцианата и полиола.

l,ÑMåñèTåëüHàí головка высокого

;давления, содержащая смесительную камеру с отверстиями для ввода компонентов и вывода смеси компонентов, эжектирующий поршень, соединенный с гидравлически управляемым рабочим поршнем, расположенным в рабочем цилиндре, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы, рабочий поршень выполнен из концентрически расположенных наружного и внутреннего поршней, подвижных относительно друг друга, внутренний из которых жестко соединен с эжектирующим поршнем и снабжен двумя упорами.

2. Головка по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что наружный поршень снабжен кольцевыми канавками, взаимодействующими с упорами.

3. Головка по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что внутренний поршень снабжен плунжероо3разным выступом, взаимодействующим с выемкой в торцовой части рабочего цилиндра, длина которого меньше относитель656487

10 ного перемещения между поршнями и больше расстояния между эжектирующим поршнем и удаленным концом входных отверстий для компонентов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9 359164, кл. В 29 D 27/00, 1970.

2. Заявка Р 2306351/23-05, кл. В 29 З 27/04, 1975, по которой прин ято решение о выдаче патента .

656487

Редактор Л.ушакова

Заказ 1568/51

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

@аг. 2

Составитель М.Осипова

Техред М.Петко Корректор А.Кравченко

Тираж 770 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д.4 5