Смесительная головка высокого давления

ФияялР, д 1 ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оц 656487 Сеез Сфветсмик Сфцмлистичесяик Реслублия) Приоритет 5.02.76 даретаеннма кои СССР делан изобретен н открытий(72) Автор изобретения Иностранец Альфред Шликманиная Фирмаашииенфабрик Гм(54 ТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ВЫСОКОГО( Н бору й ме Изобретение относится к о дованню для получения издели тодом литья из пенопласта.Известны смеснтельные головки для заливки в форму вспенивающихся материалов, включающие смеси- тельную камеру со средствами подачи компонентов и подающую материал под давлением головку Я .Известное устройство не имеет средств, автоматизирующих процесс работы.Известна также смесительная головка, включающая смесительнув камеру с отверстиями для ввода компонентов и вывода смеси комтоиентов, эжектирующий поршень, соединенный с гидравлически управляемым рабочим поршнем, расположенным в рабочем цилиндре 23 .Известное устройство ненадежно в 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 из которых жестко соединен с эжектирующнм поршнем,и снабжен двумя упорами, а такжетем, что наружный поршень снабжен 8 кольцевыми канавками, взаимодейст.вующими с упорами, а внутреннийпоршень снабжен плунжерообразнымвыступом, взаимодействующим с выемкой в торцовой части рабочего ци линдра, длина которой меньше относительного перемещения между поршнями и больше расстояния между эжектирующим поршнем и удаленным концомвходных отверстий для компонентов.1 о На фнг. 1 показана схема впрыскивающего устройства со смесительной головкой на фиг. 2 - предлагаемая смесительная головка.Контур циркуляции потоков синфф тетических компонентов включаетрезервуар 1 для запаса компонентов,насос 2, подводящий трубопровод 3,смесительную головку 4 с впускнымклапаном 5, отводящий (рециркуляф 8 ционный) трубопровод б, запорныйклапан 7 и холодильник 8Междуподводящим трубопроводом 3 и отводящим трубопроводом б включен клапан 9 ограничения давления в такомместе, что насос 2 образует с ре6563зервуаром 1 контур циркуляции потока. Между подводящим трубопроводом 3 и отводящим трубопроводом 6промежуточно включен байпас (обвод)10, образующий контур циркуляциичерез резервуар 1 для запаса, насос12, байпас 10, запорный клапан 7 5и холодильник 8,При рециркуляции поток компонентов перемещается в направлении сплошной стрелки, причем вследствие надлежащего выбора поперечного сечения (0трубопровода лишь существенно меньшая часть компонентов рециркулируетчерез впускной клапан 5, большая жечасть их отводится через байпас 10.Во время впрыскивания, начинающегося при закрывании запорного клапана7, подача синтетических компонентовк впускному клапану 5 дополнительнок подводящему трубопроводу 3 осуществляется также и через часть отводящего трубопровода 6 в направлениипунктирной стрелки.Аналогично производится циркуляция другого синтетического компонента, которая на фиг. 1 показана вправой части чертежа. 25Смесительная головка 4 содержитцентральный эжектирующий поршень 11,имеющий одинаковое поперечное сечение с цилиндрической смесительнойкамерой 12. Поршень 11 (Фиг,2) в верх 30нем и нижнем положении приводитсяв возвратно-поступательное движениепосредством жестко соединенного с нимрабочего поршня 13,Приведение в действие рабочегопоршня 13, расположенного в рабочемцилиндре 14, осуществляется посредством подачи пневматического или гидравлического носителя давления с одной или с другОй стОРОны пОРшня40Подача носителя давления, например гидравлического масла, осуществляется, с одной стороны, через ввод15, который входит в торец 16 рабочего цилиндра 14. Для подачи средства давления к противоположной стороне рабочего поршня предусмотрен ввод17 (представленный на фиг, 2 схематично), который входит в противоположный торец 18 рабочего цилиндра, 50Рабочий поршень 13 состоит из поршня 19, жестко соединенного с эжектирующим поршнем 11,и из расположенного на нем концентрично кольцевогопоршня 20, способного перемещаться 55в аксиальном направлении между двумя выполненными в виде упоров (ограничителей хода) 21 и 22 на поршне 19.Кольцевой поршень 20, диаметр которого несколькобольше, чем удвоенный диаметр поршня 19, уплотнен припомощи уплотнения 23 относительнонаружной поверхности поршня 19 ипри помощи кольцевого уплотнения24 - относительно внутренней поверхности рабочего цилиндра 14. Удален 487 4ный от эжектирующего поршня 11 конец поршня 19 состоит из плунжерообраэного выступа 25,который по достиженииодного из конечных положений поршня взаимодействует с имеющей одинаковую форму и поперечное сечениевыемкой 26. Выемка 26 расположенав торце 16 рабочего цилиндра 14 исоединена с вводом 15 рабочей жидкости. Длина выемки 26 илн глубина ее а по величине меньше,чем акснальное относительное перемещение бф поршня 19 и кольцевогопоршня 20 и больше, чем максимальное расстояние в, перемещения эжектирующего поршня 11 вконечном положении. Следует выбирать афвф + 1 мм.Благодаряэтому условию входные отверстия 27и 28 полностью перекрываются к началу процесса впрыскивания и к концу его, вследствие повышенной скорости эжектирующего поршня.Устройство работает следующимобразом,Гидравлический насос (на чертеже не показан) подает гидравлическое масло со стабильной во временипроизводительностью к рабочему поршню 13, Расположенному в рабочем цилиндре 14. Это гидравлическое маслок началу процесса выталкивания эжектирующего поршня 11 поступает черезввод 15 к выемке 26, в которой кэтому моменту плунжерообразный выступ 25 поршня 19 находится в положении, показанном на фиг, 2, причемвыемка 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 выступа25,все количество гидравлического масла,которое подводится через входящийв выемку 26 ввод 15, служит толькодля вытеснения поршня 19 и соответственно плунжерообразного выступа 25 из выемки 26. Таким образомвытесняется лишь поршень 19, имеющий сравнительно небольшое поперечное сечение, поэтому происходит перемещение жестко соединенного сним эжектирующего поршня 11 с повышенной скоростью.При этом имеетместо относительное перемещениепоршней 19 и 20.Поршень 19 и эжектирукщий поршень11 перемещаются с повышенной скоростью до тех пор, пока плунжерообразный выступ 25 не выйдет полностьюиз выемки 26, после чего масло, подведенное через ввод 15, поступаетвнутрь рабочего цилиндра 14, С этого времени поршень 19 и кольцевойпоршень 20 йеремещаются вместе какодно целое. Объем масла, вытесненного при этом перемещении, больше наобъем кольцевого поршня 20, чем при .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 9, несколько выступающий относительнокольцевого поршня 20 вниз, достигнетобращенного к нему торца 18 рабочего цилиндра 14, При этом одновременно нижний (фиг. 2) торцовый торецэжектирующего 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 этомпоршни 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 времякоторого поршень 20 кольцевой канавкой 30 соприкасается упором 21 поршня 19, подъем поршней происходитс незначительной или с нормальнойскоростью, 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 ввод0 55,но большим поперечным сечением, что 20 25 30 35 40 45 50 17 количество масла используется надальнейшее вытеснение поршня 19,так как кольцевой поршень 20 прекращает перемещение и останавливается. Дальнейшее вытеснение поршня19 происходит, следовательно, из-зауменьшенного объема поршня с повышенной скоростью, так что входныеотверстия 27 и 28 открываются с повыаенной скоростью. Перемещение поршня 19 прекращается, когда упор 22входит в контакт с кольцевой канавкой 31, и оба поршня 19 и 20 снованаходятся в положении, показанномна Фиг. 2. Аксиальное относительноеперемещение 1 бф поршня 19 приэтом должно быть больше величиныаф ичи фв 1, чтобы гарантировать прохождение поршней стребуемой 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 синтетическихкомпонентов в смесительную камеру12, расположены на одинаковых высоте и радиусе с целью одновременного открытия и закрытия их посредством зжектирующего поршня 11 во избежание нежелательного опережения впоступлении одного из синтетическихкомпонентов .Вблизи входных отверстий 27 и 28расположены впускные клапаны 5 и клапанные штоки 32 и 33, которые взаимодействуют с клапанными седлами 34 и35 соответствующей Формы, Чтобы гарантировать автоматическое открытиеи закрытие впускных клапанов 5 предусмотрены пружины сжатия 36 и 37,Величина давления, необходимого дляоткрывания впускных клапанов 5,регулируется жесткостью пружин 36и 37 при помощи регулировочных втулок 38 и 39. Это давление должнобыть выше, чем давление рециркуляции,Клапанные штоки; 32, 33 расположены в камерах 40 и 41 с воэможностьювозвратно-поступательного перемещения, Так как шток клапана 5 имеетзначительно меньший диаметр, чемдиаметр камеры клапана, образуетсякольцевое пространство со сравнительисключает нежелательное повьааениедавления продукта при рециркуляции,При рециркуляции синтетические компоненты поступают через подводящийтрубопровод 3 в камеры 40 и 41, откуда они направляются в отводящий трубопровод 6, причем оба впускных клапана 5 закрыты. Благодаря расположению осей обоихвпускных клапанов под прямым углом656487 Формула изобретения 7к 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 впрцскивания 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 11 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 давления до 30 ати, Из-за снижения давления автоматически одновременно ,закрываются оба впускных клапана 5,Особенно точное дозирование впрйскиваемых синтетических компонентовмсюкно достичь следукзаим образом.Противоположный верхней частиэжектирующего поршня 11 торец 16рабочего цилиндра имеет нагружен ный пружиной толкатель 42, расположенный в торце 16 с возможностьювозвратно-поступательного перемещения в продольном направлении рабочего цилиндра 14 и взаимодейстр вующий с концевым выключателем 43,размещенным снаружи рабочего цилиндра 14, Толкатель 42 работаетсовместно с торцовой поверхностьюплунжерообразного выступа 25 так,что при определенном положении поршня 19 и эжектирукщего поршня 11 приводится в действие толкатель 42 иконцевой выключатель 43. Приведение в действие концевого выключателя 43 происходит при перекрытииконцом эжектирующего поршня 11 впускиых отверстий 27 и 28. Момент при.ведения в действие концевого выключателя устанавливается в качественачала впрыска. время впрыска опре деляется положением эжектирующегопоршня 11. Благодаря этому можноболее точно дозировать впрыскиваемые компоненты.Смесительная головка применяется 30 главным образом для производствапенопластов из полиуретана, в частности для изготовления подушек, автомобильных сидений и т.п, При производстве такого рода полиуретанового 5 пенопласта оба синтетических компонента состоят из полиолдиизоцианата и полиола. 1.Смесительная 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, о т л и ч а ю щ а я с я 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.1, 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,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что внутренний поршень снабжен плунжероо 5 разнцм выступом, взаимодействующим с выемкой в торцовой части рабочего цилиндра, длина которого меньше относительного 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 Г 27/00, 1970, 2. Заявка Р 2306351/23-05, кл. В 29 З 27/04, 1975, по которой принято решение о выдаче патента.656487 айаг. ЯСоставитель М.ОсиповаТехред М.Петко Корректор А ченко ТиражИ Го ЦНИ делам сква,11303 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная едактор Л.ушаковЗаказ 1568/51 770дарственногизобретенийЖ, Раушс дписноекомитета ССоткрытийя наб, д,4