專利名稱：將液態(tài)多組分塑料中單種組分計量輸送到混合頭的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液態(tài)多組分塑料的單種組分計量輸送裝置，具有不到100巴的壓力，通過連接管道連接在一個用閥門可關(guān)閉的多組分注塑頭，并具有至少兩個組分罐。
先有技術(shù)兩種或多種組分注塑技術(shù)分為高壓和低壓系統(tǒng)。在高壓技術(shù)中液態(tài)塑料需要100至超過200巴的壓力，視泵而定。組分一般直接用所謂靜態(tài)混合。靜態(tài)混合一般不用機(jī)械進(jìn)行，主要利用靜態(tài)能轉(zhuǎn)換成速動能的力。高壓設(shè)備每小時生產(chǎn)量可到1000公斤料，例如屋頂、絕緣板的大面積涂覆或部分自動化生產(chǎn)大批量零件。
本發(fā)明涉及靜態(tài)系統(tǒng)壓力不到100巴、特別是1到20巴、最好1至5巴的低壓技術(shù)。相應(yīng)的設(shè)備也可稱為小型澆注設(shè)備或小型注塑設(shè)備。這種設(shè)備可加工高壓技術(shù)相同的基本材料，如彈性體、聚氨基甲酸乙脂、環(huán)氧樹脂、聚脂或其他液體樹脂。最常用的加工方法為澆注、注射、粘接和起泡。整個技術(shù)都建立在特別是化學(xué)-物理特性的基礎(chǔ)上，尤其是各種組分接觸以后的迅速反應(yīng)能力。多組分塑料的三種特性是-在組分化合后，這些組分很快地、部分在幾秒種內(nèi)就開始交聯(lián)和固化或粘滯，它們在變硬時保持一定的形狀。當(dāng)混合物不澆注在要求的模板中，而是例如無意停留在混合器中時也會發(fā)生這種情況。混合器在出現(xiàn)這樣一種事故后就必須扔掉。
-組分中的一部分，在兩種組分時至少固化劑在吸收空氣中的水分后具有特別腐蝕的性能?？諝獾乃肿优c固化劑化合，并形成晶體而可沉淀在被它浸潤的所有部件上，如果沉淀在機(jī)械運(yùn)動部件上就可在短時間內(nèi)導(dǎo)致密封、閉鎖機(jī)構(gòu)損壞或通路阻塞，所以在澆注前必須避免各種組分與空氣接觸。
-必須用沖洗介質(zhì)周期進(jìn)行清洗，以便盡可能消除事故源的一部分。
低壓技術(shù)所用的設(shè)備考慮了這些實際情況，將單種組分從各自的組分罐中分別通過一臺自己的泵用軟管連接到混合器附近。在混合器前各組分通過一個閥門自動或手動輸送或停止。低壓技術(shù)用于制造小件或最小件或涂覆相應(yīng)的小面積。在制造零件時，每件都必須將閥門短時打開注射一次，然后重新關(guān)閉。業(yè)已表明，正好在這點上先有的設(shè)備存在弱點。由于上述原因，經(jīng)常發(fā)生故障。第二個常見的問題是，在每次產(chǎn)品更換后或在每次較大的生產(chǎn)中斷以后，與組分接觸的內(nèi)表面的一部分或全部都必須進(jìn)行清洗。其中的一部分可用相應(yīng)的自動清洗插入頭進(jìn)行。但實際表明，根據(jù)使用情況和特殊的基本成分，至少部分范圍清洗不干凈或只有用太大的費(fèi)用才可洗凈，這對機(jī)械運(yùn)動的部件是很不利的，特別是對閥門、常用的齒輪泵和混合器范圍內(nèi)某些部分。雖然小型澆注或小型注塑設(shè)備在電氣工業(yè)中對許多使用場合例如粘接技術(shù)、模型制造或小批量生產(chǎn)零部件特別適用，但故障太多和清洗費(fèi)用太大，至今部分地妨礙著它的廣泛應(yīng)用。
US-PS4231723提出串聯(lián)布置，通過一個搖擺連桿機(jī)構(gòu)同時操作四臺活塞泵。搖擺連桿機(jī)構(gòu)用一臺變速電動機(jī)驅(qū)動，電動機(jī)的轉(zhuǎn)換通過電磁開關(guān)進(jìn)行?；钊上鄬τ趽u擺連桿移動，從而調(diào)節(jié)組分量。每一個單獨的活塞沖程相當(dāng)于一次完整的注射。送料完全在機(jī)電活塞單元或驅(qū)動單元一側(cè)上進(jìn)行控制。這樣混合單元不可能通過布置在混合器上的閥門進(jìn)行控制，因而不適用于小型澆注設(shè)備。組分罐的功能以及計量功能與獨立的最小活塞分開。
DE-AS1141261提出一種混合和輸送粘性較大的和稠液物質(zhì)的裝置。最好制造廠家的罐或運(yùn)輸小罐不用轉(zhuǎn)裝，小罐只罩住整個固定活塞，這樣，通過活塞孔料就可流向混合室。但小型澆注設(shè)備用的單獨組分是很稀薄的物質(zhì)，例如組分象水那樣澆入模具中。在組分混合后立即開始固化。所以，DE-AS1141261不適用于小型澆注設(shè)備，因為裝一種相當(dāng)于水的物質(zhì)的容器通過轉(zhuǎn)裝傾倒只會引起大的損失，而且傾倒組分的所有地方都會立即開始固化。
發(fā)明概述本發(fā)明的任務(wù)是，消除上述各種解決方案的各種缺點，特別是提高小型澆注設(shè)備或小型注塑設(shè)備的合理性，而應(yīng)用起來又不復(fù)雜。另一個任務(wù)是，即使加工很小重量例如100克至1公斤塑料，材料損耗極少，而且產(chǎn)品更換迅速，并只用很少的清洗費(fèi)用就能合理清洗。
本發(fā)明提出液態(tài)多組分塑料單種組分計量送料裝置具有小于100巴的壓力，通過連接管道接在一個用可關(guān)的閥門構(gòu)成的多組分注塑頭上，以及具有至少兩個容積為1至5升的組分罐，從組分罐中按一定時間間隔可十分精確的計量，或通過一定的時間進(jìn)行一個瞬時的恒定計量，而且兩個組分罐本身作為壓力缸，并為了即使在組分罐的閥門關(guān)閉時保持壓力，柱塞可在組分罐中從下到上運(yùn)動，而且作為小型澆注設(shè)備用的柱塞采用機(jī)電傳動系統(tǒng)，輸送能力和兩種組分的比例都可通過該機(jī)電傳動系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
壓力缸同時就是組分罐和壓力室。一個柱塞用來保持壓力并根據(jù)使用情況通過調(diào)節(jié)亦可用于精確計量。柱塞同時可用來產(chǎn)生壓力。根據(jù)要加工的特定產(chǎn)品和澆注或噴涂工作的要求，壓力也可通過第二個小活塞即壓力活塞產(chǎn)生，該活塞與柱塞精確協(xié)調(diào)控制。附加的壓力活塞可布置在壓力缸和混合室之間的任何地方，例如也可直接布置在壓力缸上，或封閉蓋上。迄今為止的實踐證明，小型澆注設(shè)備有很多缺點。特別是，先有技術(shù)根據(jù)不可能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的小批量生產(chǎn)。但本發(fā)明對迄今為止的澆注設(shè)備提出了完全不同的方法，組分罐本身承擔(dān)計量功能，特別是重量或體積計量以及兩種組分的混合比都可通過傳動系統(tǒng)和壓力缸來確定。壓力缸的容積為3至5升特別有利，對特殊情況也可為較小或較大的容積。
小型澆注設(shè)備至今主要用于三個方面，即異型件澆注、以及例如電氣零部件澆注和特別是多組分塑料件的單件生產(chǎn)。要求極不相同。高壓設(shè)備的組分多為1∶1混合比。而小型設(shè)備的混合比則幾乎是任意的，特別是在計算理想的混合時，尤其如此。有時樹脂也用極多的填料成分，但在小型澆注設(shè)備的典型應(yīng)用中，注塑不需要填充壓力，這時組分的澆注就象水倒入模具中那樣，澆注時間可為幾秒鐘和例如30秒鐘之間。一個公知的例子是澆注電氣-電子零部件，這個例子表明，每單位時間澆注量保持不變，特別是混合比保持不變是最關(guān)鍵的。對有些件要求用很高精度的量澆入模具中，而另一些使用場合，則應(yīng)在一定的時間內(nèi)保持恒定的瞬時計量，而且在模具澆滿或達(dá)到一個重量信號時總計量可用肉眼確定。在所有這些情況中，在總是保證混合質(zhì)量的情況下，計量送料就起著這樣或那樣的決定性的作用。在這些情況中，壓力缸中恒定的壓力是多一個控制或安全措施。在所有可能的運(yùn)行情況中，都應(yīng)保證混合質(zhì)量和任意澆注循環(huán)的可調(diào)性。
本發(fā)明具有一系列特別優(yōu)越的結(jié)構(gòu)。小型澆注設(shè)備最好具有同時計量用的兩個組分罐，而且兩個柱塞最好配置一個機(jī)電傳動系統(tǒng)，最好具有一臺共用傳動馬達(dá)和柱塞分別配置一個中間減速齒輪箱。在小型澆注設(shè)備中，生產(chǎn)成本是一個重要的標(biāo)準(zhǔn)。整個設(shè)備的費(fèi)用應(yīng)當(dāng)盡可能低才能使小批量生產(chǎn)不出現(xiàn)大的基本費(fèi)用。每個柱塞單獨例如通過伺服馬達(dá)來驅(qū)動，無疑是可能的，但至少就目前情況來說會增加生產(chǎn)成本。共用的傳動馬達(dá)具有無級調(diào)速裝置，而且減速齒輪箱的一個是變速齒輪箱，傳動馬達(dá)最好具有雙從動軸。在一般情況中，首先通過變速齒輪箱確定混合比，然后通過傳動馬達(dá)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)確定整個計量。
另一個優(yōu)越的構(gòu)思是，至少兩個組分罐的每個罐都各配置一個活塞反向運(yùn)動的交替工作的相同壓力缸，特別是采用壓力缸自動輸送液態(tài)組分。這樣，在工作過程中就可用同一個傳動機(jī)構(gòu)使一個壓力缸在工作階段向推料方向，而另一個壓力缸則沿進(jìn)料方向或沿最下位置的方向開動。當(dāng)工作的組分罐達(dá)到排空位置時，另一個組分罐同時處于裝滿位置。根據(jù)設(shè)備的可拆卸程度，相應(yīng)組分可直接通過打開罐蓋裝入或自動通過連接管道輸入。特別是，對壓力或一定的計量的重復(fù)性提出很高的要求時，柱塞通過計算機(jī)程序控制，已證明是適宜的。傳動機(jī)構(gòu)的控制可具有存貯和計算裝置方面的任意自動化程度，例如根據(jù)菜單生產(chǎn)。此外，也可附加控制或調(diào)節(jié)組分的壓力和/或閥門打開時間。
由于組分罐是容積為1至5升的小罐，所以，本發(fā)明新的解決方案可用特別理想的清潔方式。組分罐具有可拆卸的封閉蓋，即封閉蓋、壓力缸和/或活塞都可取掉。這對組分罐中的所有部件的清洗特別快速。此外，組分罐具有連接管道用的可拆卸管接頭，而且連接管道可選擇與組分輸入用的可拆卸連接頭連接或與清潔用的連接頭連接，以便用空氣或液態(tài)清洗介質(zhì)特別是在更換產(chǎn)品時進(jìn)行連接管道和混合頭的清洗。在多組分塑料時存在的一個主要問題之一是，在組分接觸后立即開始反應(yīng)，所以設(shè)備的敏感部位位于混合頭，特別是閥門和混合器的范圍。為此，混合頭有一個清洗介質(zhì)的連接點，以便對組分閥門和多組分混合頭進(jìn)行清洗。
閥門關(guān)閉用壓力鎖閉，對小型澆注設(shè)備的運(yùn)行已證明是特別有利的。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在用組分泵時，可根據(jù)組分量和組分壓力的需要進(jìn)行閥門關(guān)閉的準(zhǔn)備控制。但按本發(fā)明，壓力缸中的壓力即使在較短的澆注中斷過程中也能保持在一個恒定的水平。例如在澆注電子部件時澆注時間例如為5秒，再次澆注過程的間隔時間為3秒。由于用壓力鎖閉而使每一次停止過程和開始過程都可達(dá)到最好的混合質(zhì)量。
閥桿作為閥門組合并一起?；旌项^可具有靜態(tài)的或動態(tài)的或靜態(tài)-動態(tài)的混合工具。在一種很優(yōu)越的結(jié)構(gòu)形式中，液態(tài)多組分由內(nèi)部通過閥桿最前段并在閥桿上側(cè)這樣設(shè)置有可關(guān)閉的閥孔，即閥桿向前推動的位置為打開位置，向后推動的位置為關(guān)閉位置。這樣就可實現(xiàn)澆注過程結(jié)束時不但突然停止再擠壓，而且還防止了組分的滴流。在閥門關(guān)閉時，不用閥桿迄今為止的附加壓唧作用，甚至可向后吸收很少的組分量，這樣就出現(xiàn)組分回流。重新開始同樣有利。在閥桿打開運(yùn)動開始時擠壓和排出相應(yīng)的組分量。按另一種思路，例如組分A單向閥的出口處相對于另一個組分布置在馬達(dá)傳動軸入口位置附近，在混合室或預(yù)混合室中，下一個出口位置，最好作為環(huán)形通路圍繞傳動軸布置在混合室中，從而保護(hù)傳動軸。傳動軸的入口處是一個危險部位，在這個部位上應(yīng)特別避免例如樹脂和固化劑接觸。這樣，就可實現(xiàn)整個混合內(nèi)腔中液體塑料組分浸濕的所有部件出現(xiàn)沒有問題的組分。通常情況下，樹脂同時對混合室保持無害的作用，所以也防止了混合器軸的向后的唇形密封用組分B浸濕。這樣就可消除相應(yīng)的故障。從而可在多數(shù)情況中不用單獨的附加沖洗。閥桿最好為針形閥。特別是閥門關(guān)閉作成小的橫截面并布置在混合室的附近范圍內(nèi)或在到混合室的預(yù)混合室上是特別有利的。為了在閥桿上涂覆和保持增塑劑膜，當(dāng)在傳動側(cè)和關(guān)閉側(cè)之間圍繞閥桿布置至少一個增塑劑室時對閥桿長期的良好靈活動作已證明是有保證的。由于空氣使組分干燥引起的塑料混合時的膠狀效應(yīng)對閥的運(yùn)動至少造成最小的力作用。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形狀，相應(yīng)的組分繞流閥門，如果沒有第二種組分又沒有空氣出現(xiàn)，則不會有害。離閥座側(cè)的增塑劑膜或油膜阻止了此處組分的沉積或空氣進(jìn)入，并保證整個任一長的時間內(nèi)良好的滑動摩擦，所以幾乎完全消除了相應(yīng)的故障。如果組分的一部分放出高的爆破性的蒸汽，則用壓縮空氣作為驅(qū)動介質(zhì)。為此，這種新的解決方案是特別適合的。
此外，本發(fā)明還涉及一種液態(tài)多組分塑料計量輸送到特別是小型澆注設(shè)備的澆注嘴上的裝置具有很有利的結(jié)構(gòu)，最好這種小型澆注設(shè)備具有單獨組分的組分罐和連接管路，其特點是，快速清洗的混合器具有葉片狀的混合工具，混合室用可裝上和拆卸的螺紋式或插接式連接。實際上，越來越多的情況是，只加工很小的量或生產(chǎn)少量的件。這也適用于例如尋求理想的組分。在這些情況中，特別希望所有浸濕件都容易和迅速清洗。用本發(fā)明的解決方案可達(dá)到最佳程度。
此外，還提出根據(jù)需要可將混合器組合成在其第一段具有馬達(dá)傳動的混合工具的動態(tài)-靜態(tài)混合器，以便組分的動態(tài)預(yù)混合，其中預(yù)混合器的長度最好至少為靜態(tài)混合段的10％至50％。這里混合工具也可象混合室第一段那樣做成高轉(zhuǎn)速的混合葉片，混合葉片本身最好具有許多循環(huán)孔，并根據(jù)混合內(nèi)腔的形狀具有第一錐形段和緊接一個平行段。
發(fā)明附圖簡要說明下面結(jié)合幾個實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖有

圖1表示現(xiàn)有技術(shù)小型澆注設(shè)備的示意圖；圖2表示處于澆注準(zhǔn)備位置帶示意表示的連接軟管的本發(fā)明小型澆注設(shè)備；圖2a表示清洗用的插接軟管連接；圖3表示與圖2相似的沒有混合頭的小型澆注設(shè)備放大圖；圖4表示兩種組分混合頭的放大截面圖；圖5表示圖4單個閥門的部分放大圖；圖6表示分別有兩個交替工作的壓力缸的一個解決方案；圖6a表示在進(jìn)行清洗時組分罐可取下的主要部件；圖7、7a和7b表示混合頭的一種特別有利的結(jié)構(gòu)型式；圖8表示先有技術(shù)的靜態(tài)預(yù)混合器；圖9表示組合的動態(tài)-靜態(tài)混合器；圖10表示動態(tài)葉片形混合器；圖11表示圖9和圖10的葉片形混合工具。
本發(fā)明的實施方法下面參照表示現(xiàn)有技術(shù)的圖1進(jìn)行說明，圖1表示兩種組分小型澆注設(shè)備的最簡單例子。第一組分A為樹脂1，裝入樹脂罐2中，第二組分B為固化劑3，裝入固化劑罐4中。通過圖中未示出的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)按正確混合比計量將樹脂1經(jīng)樹脂泵5和固化劑3經(jīng)固化劑泵6輸入混合器7中。在進(jìn)入混合室12之前，在樹脂進(jìn)料管8的兩根進(jìn)料管上布置一個單向閥9，并在固化劑進(jìn)料管10上布置一個單向閥11。混合器7具有一個動態(tài)混合轉(zhuǎn)子13，該轉(zhuǎn)子由一臺例如1000到5000轉(zhuǎn)/分的氣動馬達(dá)14驅(qū)動。要求的組分或混合料15通過澆注嘴17的混合頭16輸入?；旌线^程結(jié)束后，通過沖洗介質(zhì)管路20將沖洗介質(zhì)罐19中的沖洗介質(zhì)18噴入混合室12中。已經(jīng)清洗但尚未固化的組分便從混合室中排出，從而將混合室清洗并避免在混合室中固化。然后用附加的空氣將混合室的全部其他物質(zhì)徹底清除掉，組分通路的清洗至今仍然不實用或沒有解決。用圖中未示出的一臺空氣壓縮機(jī)21將壓縮空氣23通過空氣管路22送到所有用氣點。用壓縮空氣23例如亦可將沖洗介質(zhì)18送到清洗連接頭。為了明確各種運(yùn)行狀態(tài)，在全部需要的部位都布置有可控制的關(guān)閉閥24。從圖1所示原理圖可以看出，在進(jìn)入混合室之前，固化劑泵6和樹脂泵5以及樹脂噴嘴26和固化劑噴嘴27是很難清洗的。
與圖1相似的圖2表示本發(fā)明的簡化示意圖。從圖中可以看出，在塑料組分即樹脂1(A)和固化劑3(B)的送料管路中不再有機(jī)械運(yùn)動的部件。樹脂1配置了一個壓力缸30。在該壓力缸中從下側(cè)通過活塞31排出樹脂1。同樣在一個壓力缸32中的固化劑3則通過活塞33排出。排出作用可用簡單的方式方法，例如也可通過一個液壓活塞從下向上進(jìn)行。圖2和圖3表示柱塞31和33的機(jī)電驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)電式代替液壓式具有特別的優(yōu)點，即通過適當(dāng)?shù)目刂凭涂蛇_(dá)到很高的可重復(fù)性。兩個柱塞共用一臺具有雙傳動軸的無級調(diào)速傳動馬達(dá)34。圖的右側(cè)直接布置一個減速齒輪箱35，而從動側(cè)布置光柵36。在電磁離合器37和作為換向齒輪箱38′或作為簡單的主軸傳動38構(gòu)成的減速箱后面通過軸39操作柱塞33，使之垂直從下到上或從上到下運(yùn)動。全部控制和調(diào)節(jié)指令都由控制柜40控制，控制柜40可從最簡單結(jié)構(gòu)到最高級帶有自適應(yīng)法的完全適配控制。在圖的左邊，電動機(jī)軸直接連接在變速箱41上，它的轉(zhuǎn)數(shù)可通過手動旋鈕或調(diào)節(jié)裝置42或通過控制柜40的相應(yīng)程序進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖示結(jié)構(gòu)特別適用于計量如百分?jǐn)?shù)調(diào)節(jié)?；窘M分量(在圖示例子為樹脂1)可通過一個無級調(diào)速傳動馬達(dá)34的適當(dāng)調(diào)節(jié)選定。相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)的控制通過光柵36進(jìn)行，并在控制柜上顯示數(shù)值。然后通過變速箱41的輸出轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)固化劑3的百分?jǐn)?shù)，并通過光柵36控制，在控制柜40上顯示。在圖2中，各種組分直接送入壓力缸30或32的內(nèi)腔中，這可通過相應(yīng)的進(jìn)料閥43和43′進(jìn)行，例如通過在壓力缸中形成真空或通過柱塞31和33下降來實現(xiàn)。此外，圖2中還有一個附加的壓力活塞49。通過這個壓力活塞可使整個傳動系統(tǒng)的尺寸顯著減小，因為用壓力活塞49可在任意位置上使柱塞31和33產(chǎn)生所需的壓力。此外，壓力活塞49還可在無壓力狀態(tài)下對柱塞31和33進(jìn)行步進(jìn)式的調(diào)節(jié)。壓力計量或注射量和注射時間都可精確調(diào)節(jié)。圖2和圖3所示結(jié)構(gòu)在帶電動機(jī)和減速箱的整個傳動系統(tǒng)裝在一塊共同的底板49上時，具有特別的優(yōu)點，在左右兩側(cè)也可裝兩個壓力缸30和32。最好整個傳動部分不象圖2和圖3那樣支持在豎立的位置上，而且從下邊掛到底板49上。這樣可以簡化整個支撐結(jié)構(gòu)，因為主軸傳動箱38和占地極小的壓力缸30、32垂直作用力和反作用力都可通過底板49閉合。這同樣適用于使用一臺具有兩個從動軸的電動機(jī)時兩個主軸傳動箱38的水平力。整個設(shè)備用純機(jī)械的過渡升高也相當(dāng)容易。所以這種方案也適用于制造零件例如試件的小型設(shè)備，特別是也適用于大量生產(chǎn)。用量小、清洗工作很少、可很快進(jìn)行產(chǎn)品更換。所以這種新的解決方案填補(bǔ)了開始時所述技術(shù)領(lǐng)域的空白。通過增添各種選擇直至有用的電子學(xué)可對自動化選擇任意的程度。
圖3表示圖2小型澆注設(shè)備的放大圖。兩個壓力缸30、32分別具有一個可拆卸的封閉蓋44，這兩個蓋通過幾根拉桿45和緊固螺絲46可拆卸地用密封件氣密裝在相應(yīng)壓力缸上。封閉蓋44具有多種功能由于裝蓋和卸蓋迅速，使壓力缸容易清洗，通過組分連接頭47可將相應(yīng)的組分管8或10在保持壓力下接到混合頭50。
圖2a表示一個清洗循環(huán)的噴射頭。這里不但要將剩余的組分清除掉，而且整個閥門包括軟管和混合頭都需徹底清洗，所以徹底清除了上次混合的各種組分殘余。整個設(shè)備不需要較長的停機(jī)時間就可立即進(jìn)行新的混合。為此連接管或連接軟管可從相應(yīng)組分連接頭轉(zhuǎn)插到?jīng)_洗介質(zhì)連接頭上，這可用快速連接軟管87和球閥88來實現(xiàn)。
圖4表示混合頭50的放大圖?；旌项^50主要由混合器7、驅(qū)動間14和具有兩個針形閥52和53的閥門組51組成。閥桿54和55連接在一塊共用的驅(qū)動板56上。驅(qū)動板56為氣動活塞。用轉(zhuǎn)向閥59并通過控制管60可將壓縮空氣通過連接頭57打開或通過連接頭58關(guān)閉兩個閥門。此外，閥門組51在針形閥52/53和驅(qū)動板56之間還具有一個帶增塑劑連接頭62的增塑劑插接件61。圖5表示單個閥門的放大圖，增塑劑的連接頭62直接與環(huán)形管路63連接，所以，針形閥52、53的每次打開和關(guān)閉運(yùn)動都使驅(qū)動活塞在環(huán)形管路或增塑劑環(huán)形室63中產(chǎn)生一個閥門行程Vw。增塑劑環(huán)形室63兩側(cè)分別布置一個密封圈64或65，110/111(圖5)，所以增塑劑不會流出。密封圈65作成唇形密封并對組分起著壓力阻隔作用，閥門出口上的密封圈65起同樣的作用。增塑劑最好選擇具有良好潤滑作用并保證油膜的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(例如麥沙莫爾(Mesamoll)潤滑劑)。增塑劑插接件61中的閥桿55的重疊行程VFs比移動行程Vw短，所以在驅(qū)動活塞上始終保持有潤滑膜。這樣塑料組分1或3就不會通過配合間隙66回流。但按這種方式不但能夠阻止組分回流，而且還能保證把空氣(lu)、增塑劑(Wei)和組分(komp)三段之間完全隔開。塑料組分不再可能與空氣接觸。特別是，對澆注重量很小的件有利，當(dāng)針形閥的直徑d盡可能小或例如通過可更換的節(jié)流板變小時還能保證組分理想的流動特性。閥桿54、55運(yùn)動一個行程Vw(圖5)。當(dāng)針形閥52/53打開時，閥室72的自由容積V同時卸載。對多數(shù)情況來說，打開距離要求并不嚴(yán)格，因為例如用適當(dāng)?shù)目刂七M(jìn)行量的控制，實現(xiàn)補(bǔ)償是不成問題的，針形閥52、53的關(guān)閉距離則與此相反。閥桿54、55壓唧相應(yīng)量的組分。
圖6表示另一種解決方案，此時兩個壓力缸30、32通過壓力缸30′、32′成為雙壓力缸。這種解決方案可以在一段時間用兩個壓力缸中的各一個裝料，而另外兩個則用于澆注過程。為此，作為最簡單的解決方案，乃是用單向閥Rv連接，以及第二壓力缸換向用的各一個換向齒輪箱38′在一個活塞向上運(yùn)動時，第二個活塞又精確地在交替的方向沿相反的方向運(yùn)動。當(dāng)然，也可用其他任一種傳動方法，例如選用二臺或四臺伺服電動機(jī)。重要的是，要在整個時間內(nèi)精確保持行程關(guān)系。圖6a表示活塞壓力缸的密封結(jié)構(gòu)，以及在清洗時容易拆卸的組分罐的主要部件。松開快速閉鎖Sv、取下封閉蓋AD和壓力缸筒Z，然后活塞頭K作為整體卸下螺絲。整個過程進(jìn)行很快，例如不到一分鐘就可完成。根據(jù)數(shù)字100或140和相應(yīng)的直徑符號可選用一個相應(yīng)較大的組分罐。更換過程進(jìn)行很快，例如不到一分鐘即可完成。用數(shù)字100或140和相應(yīng)的直徑符號表示一個帶相應(yīng)活塞頭和封閉蓋的大壓力缸或小壓力缸。圖6中Vac表示活塞離相應(yīng)組分的一側(cè)最好連接在一個真空源上，這樣組分吸入比較理想，而且沒有空氣作用到組分側(cè)上。
圖7表示另一種特別有利的噴射頭活動的閥桿進(jìn)行打開和關(guān)閉，但流動路徑則在內(nèi)部通過閥桿本身。這種結(jié)構(gòu)有兩大優(yōu)點第一閥內(nèi)的死區(qū)極??；第二閥門打開或關(guān)閉行程相對于圖4和圖5正好方向相反。這樣就可同時用關(guān)閉運(yùn)動對單種組分產(chǎn)生一個小的回吸作用，并防止?jié)沧⒆?7的繼續(xù)流滴。圖7的這種解決方案的另一個優(yōu)點是，混合頭的連接頭通過一個外螺紋或一個適當(dāng)?shù)目谶B接。這樣，被塑料組分粘住的危險較小。根據(jù)圖7混合工具93的傳動機(jī)構(gòu)的傳動軸80穿過整個閥頭。對組分A，進(jìn)料通道81的最后一段同心圍繞傳動軸，所以在特別危險的這一段中防止了有腐蝕的組分B對傳動軸80或密封件的腐蝕。閥桿82位于圖示打開位置，在閥桿82中設(shè)置有流通孔道83。進(jìn)料端直接位于孔84上，并使組分B從連接管8到進(jìn)入通道85和進(jìn)入混合室保持暢通無阻。閥桿86在圖示完全拉回或閉合的位置上。圖6象圖7一樣，閥桿的操作可象圖4所述的那樣進(jìn)行。圖7、7a和7b表示又一種更有趣的設(shè)計思路，它的整個閥頭用幾個矩形塊組成并用螺絲擰緊。即由傳動塊120、閥門操作塊121、沖洗介質(zhì)塊122、組分塊123以及混合器連接塊124組成。這種塊式結(jié)構(gòu)不但可大大簡化制造，而且還可實現(xiàn)例如根據(jù)組分全新的產(chǎn)品特性不斷改進(jìn)各個組塊。
圖8表示這種公知的靜態(tài)附加混合器90，這種靜態(tài)混合器不用高轉(zhuǎn)速的混合轉(zhuǎn)子13，而只用大量的流體轉(zhuǎn)向塊91，通過混合料的相應(yīng)滯后和加速運(yùn)動使組分混合而不用運(yùn)動部件。這種靜態(tài)混合器90具有一根靜態(tài)混合長度為Lstat的長混合管92，其內(nèi)直徑例如可為5至15毫米。根據(jù)圖9，建議用一種快速轉(zhuǎn)動的混合工具93代替在第一段中固定的流體轉(zhuǎn)向塊91。根據(jù)圖11，這種混合工具最好作成混合葉片93，但也可作成能滿足混合管92窄橫截面中混合功能的其他任一種形狀?；旌先~片93具有許多錯開布置的通孔94。混合葉片的形狀最好作成與相應(yīng)段的混合管92相似。在連接部位95(圖11)的范圍內(nèi)，混合葉片呈梯形?；旌瞎?2在這里亦可設(shè)計成一次性的，因為在產(chǎn)品更換或生產(chǎn)中斷時內(nèi)部的清洗幾乎不可能，或需要過量的沖洗介質(zhì)。事實表明，通過前置一段動態(tài)預(yù)混合而可填補(bǔ)例如環(huán)氧樹脂加工的一個迄今為止存在的空白。流經(jīng)靜態(tài)混合器99的流通速度選擇得越慢，動態(tài)預(yù)混合器100的工作效果越好。例如5厘米/秒的流通速度還可獲得很好的結(jié)果。這完全適合于例如30分鐘長的膠凝時間的塑料。圖10表示一種純動態(tài)混合器的一種特別有利的結(jié)構(gòu)。通過使用大致象圖11所示的平面葉片狀的混合工具93而可率先將一種快速清洗的混合器用于多組分塑料?；旌腺|(zhì)量與圖4所示方案一致。混合葉片根據(jù)需要可用一塊抹布就能簡單擦凈，這是迄今為止不可能的。
通過混合器7尺寸的適當(dāng)選擇，可使內(nèi)部裝料量(混合室前室)例如可保持50至10克或更低到低于1克。最小件要求塑料量不到1克例如0.3克，此時混合比可為1∶1至100∶1，也可通過閥桿運(yùn)動來控制重量精度和混合效果。例如通過無反沖的閥桿有助于達(dá)到這個目的。
權(quán)利要求
1.液態(tài)多組分塑料的單種組分計量送料裝置以不到100巴的壓力將單種組分通過連接管輸送到用可關(guān)閉的閥門構(gòu)成的多組分注射頭，該計量送料裝置具有至少兩個容量為1至5升的至少兩種組分罐，從罐中按一定時間間隔可計量精度很高的組分量或在一定時間內(nèi)的瞬時恒定組分量，其特征是，兩個組分罐本身作成直立的壓力缸，并為了保持壓力，在組分罐的閥門關(guān)閉時，罐中的柱塞可從下至上運(yùn)動，并為柱塞配有小型澆注設(shè)備用的機(jī)電傳動系統(tǒng)，輸送量以及兩種組分的比例都可通過機(jī)電傳動系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
2.權(quán)利要求1的裝置，其特征是，該裝置具有同時計量用的兩個組分罐，而且兩個柱塞配置一個機(jī)電傳動機(jī)構(gòu)，最好帶有一臺共用的傳動馬達(dá)和柱塞分別配置中間減速齒輪箱。
3.按權(quán)利要求2的裝置，其特征是，共用的傳動馬達(dá)具有無級轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，減速齒輪箱為變速齒輪箱，而傳動馬達(dá)最好帶有雙從動軸。
4.按權(quán)利要求1至3任一項的裝置，其特征是，至少兩個組分罐的每個罐都配置一個柱塞反方向運(yùn)動的交替工作的相同壓力缸，以便相應(yīng)組分的壓力缸可進(jìn)行自動裝料。
5.按權(quán)利要求1至4任一項的裝置，其特征是，組分罐具有可拆卸的封閉蓋，而且封閉蓋、壓力缸和/或活塞都可取掉，以便快速清洗組分罐中的全部件。
6.按權(quán)利要求1至5任一項的裝置，其特征是，組分罐具有連接管道的可拆卸連接頭，而且連接管道可選擇與組分輸入用的可拆卸連接頭連接或與清洗用連接頭連接，以便用空氣或液體清洗劑特別是在產(chǎn)品更換時清洗連接管道和混合頭。
7.按權(quán)利要求1至6任一項的裝置，其特征是，混合頭具有清洗介質(zhì)用的連接點，以便在兩個工作循環(huán)之間清洗組分閥門和多組分混合頭。
8.按權(quán)利要求1至7任一項的裝置，其特征是，閥門閉鎖分別帶有相應(yīng)組分的壓力鎖緊，閥桿最好作為閥門組和混合頭最好具有靜態(tài)或動態(tài)混合工具。
9.按權(quán)利要求8的裝置，其特征是，液態(tài)多組分從閥桿的最前段內(nèi)部通過，并在閥桿上設(shè)置有可關(guān)閉的側(cè)向閥門孔，閥桿的向前移動位置為打開位置，后退位置為關(guān)閉位置。
10.按權(quán)利要求1至9任一項的裝置，其特征是，閥門關(guān)閉作成很小橫截面，最好為針形閥并布置在混合室的范圍內(nèi)或到混合室的前室上，最好圍繞閥桿在驅(qū)動側(cè)和關(guān)斷側(cè)之間布置一個增塑劑室，以便在閥桿上涂覆和保持增塑劑膜。
11.按權(quán)利要求1至10任一項的裝置，其特征是，混合器為靜態(tài)、動態(tài)或動態(tài)一靜態(tài)混合器并具有葉片形的混合工具，以便快速清洗，而且混合室可用螺紋或卡口裝上和拆卸。
12.按權(quán)利要求11的裝置，其特征是，混合器作成動態(tài)-靜態(tài)混合器，這種混合器的第一混合段具有電機(jī)驅(qū)動的混合工具，以便動態(tài)預(yù)混合各組分，預(yù)混合器的長度最好為靜態(tài)混合段的至少10％至50％，而且混合工具最好作成高轉(zhuǎn)速的混合葉片和形狀與混合室第一混合段相似，混合葉片最好具有許多循環(huán)孔，該葉片的第一段為錐形段，第二段為平行段。
全文摘要
計量直接在作為直立壓力缸構(gòu)成的并帶有可取下封閉蓋的組分罐中進(jìn)行，所需的壓力通過各一個從下到上可控運(yùn)動的活塞來保持，壓力可通過柱塞或通過一個附加的高壓活塞產(chǎn)生。在許多使用場合中，可在壓力缸內(nèi)放一個一次性的袋子?；旌项^的閥門關(guān)閉最好用一個閥桿作為閥門組共同構(gòu)成的共用驅(qū)動板進(jìn)行，并用增塑劑保護(hù)。一種動態(tài)混合器結(jié)構(gòu)做成葉片形的混合工具，以便快速清洗。
文檔編號B01F15/04GK1166806SQ95196355
公開日1997年12月3日 申請日期1995年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月21日
發(fā)明者彼得·朱伯布勒 申請人:彼得·朱伯布勒