INRICHTING VOOR HET MENGEN VAN
VLOEISTOFFEN
Korte aanduiding: "Inrichting voor het mengen van vloeistoffen"
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het mengen van vloeistoffen, vocrzien van voorraadtanks voor de te mengen vloeistoffen,
een mengkamer voor het mengen van de vlceistoffen, en doseringspompen die
elk zijn aangesloten op een der voorraadtanks en op de mengkamer voor
het verpompen van de vloeistof uit de voorraadtanks naar de mengkamer.
Dergelijke inrichtingen worden vooral veel toegepast voor het mengen van chemisch reagerende vloeistoffen, zoals bijvoorbeeld polyester of epoxyharsen met een verharder. Een andere belangrijke toepassing is het mengen
van polyurethaanschuim vormende componenten en het verspuiten van het
aldus gevormde mengsel en ofschoon de uitvinding te gebruiken is voor
het mengen van vele soorten vloeistoffen zal in het hiernavolgende de uitvinding bij wijze van voorbeeld als inrichting voor het mengen en
spuiten van polyurethaanschuim worden toegelicht. Het is aantrekkelijk perslucht toe te passen als aandrijfmedium voor de doseringspompen. Dit
kan worden uitgevoerd door de zuigers van de als zuigerpompen uitgevoerde doseringspompen te koppelen aan de aandrijfzuiger van een pneumatisch werkende aandrijfcilinder. Door beurtelings perslucht aan de ene en aan
de andere zijde van de aandrijfzuiger toe te voeren, en daarbij telkens
de niet door perslucht aangedreven zijde van deze zuiger met de buitenlucht in verbinding te stellen, kan de aandrijfzuiger heen en weer worden bewogen, waardoor tevens de zuigers van de doseringspompen heen en weer bewegen.
Bij de ene slag (vulslag) van deze pompen worden ze met vloeistof uit de voorraadtanka gevuld, waarna deze vloeistof bij de navolgende persslag uit
de pompen naar de mengkamer wordt gepompt. De benodigde pompdruk bedraagt
bij de persslag vele tientallen bars, bijv. 40 bar, om de vloeistof snel
door de leidingen naar de mengkamer te kunnen verpompen en om in de
mengkamer een goede menging met de andere toegevoerde vloeistof te verkrijgen. Door het toepassen van een grotere aandrijfcilinder dan de zuigers van de doseringapompen is het mogelijk de persslag van de pompen uit te voeren
met perslucht van een aanzienlijk lagere druk dan de pompdruk, bijv. 6 bar. Bij gelijke slaglengte van de pompzuigers en aandrijfcilinder is dan uiteraard het slagvolume van de aandrijfcilinder belangrijk groter dan van de pompen.
Wordt na het uitvoeren van de peraslag de perslucht aan de andere zijde van de aandrijfcilinder toegevoerd voor het uitvoeren van de vulslag van de pompen, dan wordt nogmaals eenzelfde hoeveelheid perslucht verbruikt als bij de persslag. Dit betekent een betrekkelijk hoog verbruik van perslucht van relatief hoge druk, waarvoor een luchtcompressor van grote capaciteit nodig is. In de praktijk zal men echter graag met lichte electriache compressoren willen werken die op het
<EMI ID=1.1>
universeel en op vele telkens wisselende werklocaties is te gebruiken, bijv. op bouwplaatsen, bestaande woningen of op schepen voor het met polyurethaanschuim isoleren van tankwanden en of afscheidingen. Het is bezwaarlijk als de benodigde grote capaciteit van de compressor het gebruik van de inrichting op deze locaties niet mogelijk maakt of de aanwezigheid van bijzondere voorzieningen zoals generatoren of krachtstroom vereist.
<EMI ID=2.1>
soort te verschaffen die een laag luchtverbruik heeft, en dus met een naar verhouding kleine compressor kan worden gebruikt. Daartoe verschaft de uitvinding een inrichting voor het mengen van vloeistoffen, voorzien van voorraadtanks voor de te mengen vloeistoffen, een mengkamer voor het mengen van de vloeistoffen, en doseringspompen die elk zijn aangesloten op een
der voorraadtanks en op de mengkamer voor het verpompen van vloeistof
uit de voorraadtanks naar de mengkamer, met het kenmerk,
dat de doseringspompen worden aangedreven door een op perslucht werkende aandrijfcilinder met aandrijfzuiger, welke cilinder is voorzien van
een aansluiting op een persluchtleiding met lucht van relatief hoge
druk en een persluchtleiding met lucht van relatief lage druk, en
dat stuurorganen zijn aangebracht voor het beurtelings toevoeren van de lucht van hoge druk en de lucht van lage druk aan de aandrijfcilinder
op zodanige wijze dat bij het vullen met vloeistof van de doseringspompen de lucht van lage druk aan de aandrijfcilinder wordt toegevoerd en bij
het verpompen van de vloeistof uit deze pompen de lucht van hoge druk
aan de aandrijfcilinder wordt toegevoerd.
Voor het verpompen van de vloeistof door de pompen naar de mengkamer
(persslag) wordt hogedruk perslucht aan de ene zijde van de aandrijfcilinder toegevoerd. Het is echter voor een goede werking van de inrichting met de gewenste opbrengst niet nodig gebleken daarna ook voor het uitvoeren van de vulslag van de pompen lucht van hoge druk te gebruiken. Deze vulslag, waarbij lage pompdrukken optreden omdat de pompen slechts met vloeistof uit de voorraadtanks behoeven te worden gevuld, kan met toevoer van naar verhouding lagedruk perslucht aan de aandrijfcilinder op voldoende wijze worden uitgevoerd. Hierdoor wordt een belangrijke besparing van de per tijdseenheid benodigde hoeveelheid perslucht verkregen, waardoor met een kleinere luchtcompressor kan worden volstaan dan wanneer beide slagen van de aandrijfcilindér door hogedruklucht zouden worden uitgevoerd.
De stroming van de vloeistoffen uit de voorraadtanks naar de pompen kan desgewenst worden bevorderd door de voorraadtanks met perslucht onder druk te zetten, bijv. met ongeveer 4 bar.
De telkens niet met perslucht in aanraking zijnde zijde van de aandrijfcilinder wordt met een ruimte van aanzienlijk lagere druk, doorgaans
de buitenlucht, in verbinding gesteld.
De druk van de hogedruklucht is bij voorkeur 6 bar, waarbij de druk van de lagedruklucht minstens bij voorkeur 50% lager zal zijn dan die van de hogedruklucht. Het is voldoende als de inrichting slechts op één persluchtleiding (een hogedrukleiding) wordt aangesloten; de lagedruklucht
<EMI ID=3.1>
Voor het besturen van de aandrijfcilinder wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een enkel regelventiel dat in één stand de lucht van hoge
<EMI ID=4.1>
afvoer van hogedruklucht en van lagedruklucht, en een uit laat naar
de buitenlucht). Het is mogelijk de inrichting uit te breiden met een tweede aandrijfcilinder samenwerkend met een tweede paar doseringspompen die op dezelfde mengkamer als het eerste paar pompen zijn aangesloten.
De inrichting kan dan zo worden uitgevoerd dat een vulslag van het eerste pompenpaar samenvalt met een persslag van het tweede pompenpaar, en
<EMI ID=5.1>
De gehele inrichting kan op een wagentje worden gemonteerd om gemakkelijk transportabel te zijn.
Niet alleen de aandrijving maar ook de besturing van de verschillende delen van de inrichting kunnen worden uitgevoerd door perslucht, en in een
<EMI ID=6.1>
aansluiting op een persluchtleiding, bijv. van 6 bar druk. De benodigde lagere drukken kunnen door middel van reduceerventielen van deze hoge druk worden afgeleid.
<EMI ID=7.1>
de hand van bijgaande tekening, die een schema van een inrichting
volgens de uitvinding voor het spuiten van polyurethaanschuim toont.
In de tekening zijn voorraadtanks 10 en 11 weergegeven die elk een component voor het vormen van polyurethaanschuim bevatten. De tanks 10, 11 zijn via zuigleidingen 12, 13 verbonden met een als zuigerpomp uitgevoerde doseringspomp 14 resp. 15. Persleidingen 17 lopen van de pompen 14, 15
naar een als spuitpistool 19 uitgevoerde mengkamer. Een pneumatische aandrijfcilinder 16 bevat een aandrijfzuiger 20 die via een freem 33
vast met de zuigers 21, 22 van de doseringspompen is verbonden zodanig
dat bij het op en neer bewegen van de aandrijfzuiger 20 gelijktijdig
en in gelijke mate de beide zuigers 21, 22 meebewegen. De slaglengte
van de zuigers 20, 21 en 22 is instelbaar door middel van op het freem verstelbaar aangebrachte contaoten 34 die pneumatisch werkende schakelaars
35 bedienen. Een hogedruk persluchtleiding 23 is verbonden met de ruimte
in de cilinder 16 onder de zuiger 20, terwijl een lagedruk persluchtleiding
24 is verbonden met de cilinderruimte boven de zuiger 20. De toevoer van hogedruk- of lagedruklucht naar de cilinder 16 wordt gestuurd met een in twee standen verstelbaar regelventiel 25. In het schema bevindt het
ventiel zich in de lagedruk-stand, waarbij lucht van lage druk door
leiding 24 wordt toegevoerd naar de cilinder en de zich onder de zuiger 20 bevindende lucht via de leiding 23 naar het regelventiel wordt gevoerd
en vervolgens door een uitlaat 26 daarin naar de buitenlucht wordt afgevoerd. Onder het schema is afzonderlijk de hogedruk-stand van het ventiel 25 getekend, waarbij lucht van hoge druk door leiding 23 naar de cilinder 16 wordt geleid, en de lucht in de cilinder boven de zuiger 20 via leiding 24 en de uitlaat 26 naar buiten wordt geblazen. Desgewenst kunnen de luchtstromen zowel naar en van de cilinder 16 door elk der leidingen
23 en 24 worden geregeld met in deze leidingen opgenomen dooretroomregelventielen 27 resp. 28. Lucht van hoge druk wordt verkregen uit een aansluitpunt 31 dat op de persleiding van een compressor kan worden
<EMI ID=8.1> 25 gevoerd. Een lagedrukluchtleiding 29 naar het regelventiel 25 is afgetakt van de hogedrukleiding 30 via een reduceerventiel 32.
Een tweede aansluitpunt 37 voor hogedruklucht levert via een reduceerventiel 38 perslucht naar het spuitpistool 19. De gehele inrichting wordt gestuurd door een pneumatisch werkend schakelblok 36 dat kan worden
in- of uitgeschakeld door een bedieningsknop 38 aan het spuitpistool. Wanneer de contacten 34 de schakelaars 35 bedienen ontvangt het blok 36 signalen waardoor het regelventiel 25 beurtelings in de hoge- en de lagedrukstand wordt gezet. Een automatische teller 39 wordt op het blok 36 aangesloten om de doseringspompen een vooraf ingesteld aantal slagen te laten maken.
Een tank 40 met spoelvloeistof is op de pompen en het spuitpistool aangesloten om deze en de bijbehorende leidingen na gebruik van de inrichting schoon te spoelen.
Perslucht wordt aan elk der voorraadtanks 10 en 11 toegevoerd vanuit
<EMI ID=9.1>
bevorderen en te vermijden dat de vloeistoffen bij de vulslag van de
pompen de zuigers daarvan niet goed zouden volgen. Ook de spoelvloeistoftank 40 wordt aangesloten op perslucht vanuit een aansluitpunt 43.
In de getekende stand van het ventiel 25 wordt de aandrijf zuiger 20 door lucht van lage druk naar beneden gedreven, waarbij de pompen 14 en 15 met vloeistof uit de tanks 10 en 11 worden gevuld. De lucht onder de zuiger 20 wordt hierbij door uitlaat 26 afgevoerd. Aan het eind van de slag bedient het onderste contact 34 de onderste schakelaar 35, waardoor via het schakelblok 36 het regelventiel 25 in de andere stand wordt gezet. De lucht van lage druk uit de cilinder 16 wordt dan afgeblazen door de uitlaat 26 terwijl gelijkertijd lucht van hoge druk naar de cilinder wordt gevoerd
en de zuiger 20 omhoog wordt gedreven. Hierdoor worden de vloeistoffen
uit de pompen geperst naar het spuitpistool. In de hocgste stand van de zuigers bedient het bovenste contact 34 de bovenste schakelaar 35, waardoor het ventiel 25 weer in de getekende stand wordt geplaatst en een nieuwe vulslag begint. De uitvinding is met succes toegepast op een inrichting volgens het getekende schema, waarbij de beide pompzuigers een diameter van 2.5 cm hadden en de aandrijfzuiger een diameter van 10 cm. De slaglengte was ingesteld op ongeveer 12 cm (pompslagvolume ongeveer 50 cc per pomp).
De aan het regelventiel toegevoerde lucht van hog-e druk had een druk van 6 bar; die van de lage druk was 3 bar. Op de voorraadtanks werd een druk van 4 bar gezet. Door het regelen van de doorstroomregelventielen
27 en 28 werd het aantal slagen van de zuigers geregeld van 0-40 slagen per minuut. Voor het leveren van alle voor de werking van de inrichting benodigde lucht (i.e. voor de aandrijfcilinder, mengpistool, tanks,
en instrumenten) kon een op een 220 Volt netspanning aangesloten electrische compressor worden gebruikt die 6 bar perslucht leverde en
een vermogen had van 920 Watt.
DEVICE FOR MIXING
LIQUIDS
Short designation: "Device for mixing liquids"
The invention relates to a device for mixing liquids, foreseeing storage tanks for the liquids to be mixed,
a mixing chamber for mixing the liquid substances, and dosing pumps which
each are connected to one of the storage tanks and to the front mixing chamber
pumping the liquid from the storage tanks to the mixing chamber.
Such devices are especially widely used for mixing chemically reacting liquids, such as for instance polyester or epoxy resins, with a hardener. Another important application is mixing
polyurethane foam forming components and spraying it
thus formed mixture and although the invention is useful for
The mixing of many kinds of liquids will hereinafter refer to the invention by way of example as a device for mixing and
spraying of polyurethane foam are explained. It is attractive to use compressed air as the driving medium for the dosing pumps. This
can be carried out by coupling the pistons of the dosing pumps designed as piston pumps to the driving piston of a pneumatically operating driving cylinder. By alternately compressed air on the one and on
feeding the other side of the driving piston, each time
By communicating the non-compressed air-driven side of this piston with the outside air, the driving piston can be moved back and forth, whereby the pistons of the dosing pumps also move back and forth.
At one stroke (filling stroke) of these pumps, they are filled with liquid from the storage tank, after which this liquid is discharged at the next pressure stroke.
the pumps are pumped to the mixing cabinet. The required pump pressure is
at the pressure stroke many tens of bars, e.g. 40 bar, to quickly transfer the liquid
by being able to pump the lines to the mixing chamber and into the
mixing chamber to obtain good mixing with the other supplied liquid. By using a larger drive cylinder than the pistons of the dosing pumps, it is possible to execute the pressure stroke of the pumps
with compressed air at a pressure considerably lower than the pump pressure, eg 6 bar. With the same stroke length of the pump pistons and drive cylinder, the stroke volume of the drive cylinder is then of course significantly larger than that of the pumps.
If, after the pressure stroke has been carried out, the compressed air is supplied to the other side of the drive cylinder for carrying out the filling stroke of the pumps, then again the same amount of compressed air is consumed as in the pressure stroke. This means a relatively high consumption of compressed air of relatively high pressure, which requires a large capacity air compressor. In practice, however, one will prefer to work with light electriache compressors that use the
<EMI ID = 1.1>
can be used universally and at many constantly changing work locations, for example on construction sites, existing homes or on ships for insulating tank walls and / or partitions with polyurethane foam. It is disadvantageous if the required large capacity of the compressor does not allow the use of the device at these locations or requires the presence of special provisions such as generators or power current.
<EMI ID = 2.1>
type that has a low air consumption, and thus can be used with a relatively small compressor. To this end, the invention provides a device for mixing liquids, provided with storage tanks for the liquids to be mixed, a mixing chamber for mixing the liquids, and dosing pumps, each of which is connected to a
of the storage tanks and on the mixing chamber for pumping liquid
from the storage tanks to the mixing chamber, with the characteristic,
that the dosing pumps are driven by a compressed air driving cylinder with driving piston, which cylinder is provided with
a connection to a compressed air line with relatively high air
pressure and a compressed air line with air of relatively low pressure, and
that controls are provided for alternately supplying the high pressure air and the low pressure air to the drive cylinder
in such a way that when filling the dosing pumps with liquid, the low pressure air is supplied to the drive cylinder and when
pumping the liquid from these pumps the high pressure air
is supplied to the drive cylinder.
For pumping the liquid through the pumps to the mixing chamber
(pressure stroke) high pressure compressed air is supplied to one side of the drive cylinder. However, it has not been found necessary for a good operation of the device with the desired output to subsequently also use air of high pressure for carrying out the filling stroke of the pumps. This filling stroke, in which low pump pressures occur because the pumps only need to be filled with liquid from the storage tanks, can be carried out in a sufficient manner with the supply of relatively low-pressure compressed air to the drive cylinder. A significant saving in the amount of compressed air required per unit of time is hereby obtained, so that a smaller air compressor will suffice than if both strokes of the drive cylinder were to be carried out by high-pressure air.
If desired, the flow of the liquids from the storage tanks to the pumps can be promoted by pressurizing the storage tanks with compressed air, for example at about 4 bar.
The side of the drive cylinder which does not come into contact with compressed air in each case is usually provided with a space of considerably lower pressure
the outside air.
The pressure of the high pressure air is preferably 6 bar, the pressure of the low pressure air will be at least preferably 50% lower than that of the high pressure air. It is sufficient if the device is only connected to one compressed air line (a high pressure line); the low pressure air
<EMI ID = 3.1>
For the control of the drive cylinder, use is preferably made of a single control valve that in one position the air from high
<EMI ID = 4.1>
discharge of high pressure air and low pressure air, and one out to
the open air). It is possible to extend the device with a second drive cylinder cooperating with a second pair of dosing pumps connected to the same mixing chamber as the first pair of pumps.
The device can then be designed such that a filling stroke of the first pair of pumps coincides with a pressure stroke of the second pair of pumps, and
<EMI ID = 5.1>
The entire device can be mounted on a trolley for easy transport.
Not only the drive but also the control of the various parts of the device can be performed by compressed air, and in one
<EMI ID = 6.1>
connection to a compressed air line, eg at 6 bar pressure. The required lower pressures can be derived from this high pressure by means of reducing valves.
<EMI ID = 7.1>
refer to the accompanying drawing, which is a schematic of a device
according to the invention for spraying polyurethane foam.
In the drawing, supply tanks 10 and 11 are shown, each containing a polyurethane foam molding component. The tanks 10, 11 are connected via suction lines 12, 13 to a dosing pump 14 resp. 15. Discharge pipes 17 run from the pumps 14, 15
to a mixing chamber designed as a spray gun 19. A pneumatic drive cylinder 16 includes a drive piston 20 running through a frame 33
is fixedly connected to the pistons 21, 22 of the dosing pumps in such a way
that when moving the driving piston 20 up and down simultaneously
and the two pistons 21, 22 move with the same amount. The stroke length
of the pistons 20, 21 and 22 is adjustable by means of adjustably mounted contacts 34 which actuate pneumatically operated switches.
35 operating. A high pressure compressed air line 23 is connected to the space
in the cylinder 16 under the piston 20, while a low pressure compressed air line
24 is connected to the cylinder space above the piston 20. The supply of high-pressure or low-pressure air to the cylinder 16 is controlled by a two-position adjustable control valve 25. The diagram shows it
valve is in the low pressure position, allowing air of low pressure to pass through
line 24 is supplied to the cylinder and the air located under the piston 20 is supplied through line 23 to the control valve
and then exhausted to the outside through an outlet 26 therein. The diagram shows separately the high-pressure position of the valve 25, whereby high-pressure air is led through line 23 to the cylinder 16, and the air in the cylinder above the piston 20 exits through line 24 and the outlet 26. blown. If desired, the air streams can pass both to and from cylinder 16 through any of the lines
23 and 24 are controlled with flow control valves 27 and 24, respectively, incorporated in these pipes. 28. High pressure air is obtained from a connection point 31 which can be connected to the discharge line of a compressor
<EMI ID = 8.1> 25. A low pressure air line 29 to the control valve 25 is branched from the high pressure line 30 through a pressure reducing valve 32.
A second connection point 37 for high pressure air supplies compressed air via a regulator 38 to the spray gun 19. The entire device is controlled by a pneumatically operating switch block 36 which can be
turned on or off by a control knob 38 on the spray gun. When the contacts 34 operate the switches 35, the block 36 receives signals causing the control valve 25 to alternately set the high and low pressure position. An automatic counter 39 is connected to the block 36 to cause the dosing pumps to make a preset number of strokes.
A tank 40 with flushing liquid is connected to the pumps and the spray gun for flushing them and the associated lines after use of the device.
Compressed air is supplied to each of the supply tanks 10 and 11 from
<EMI ID = 9.1>
promote and avoid liquids at the filling stroke of the
pumps would not follow their pistons properly. The flushing liquid tank 40 is also connected to compressed air from a connection point 43.
In the position shown of the valve 25, the driving piston 20 is driven down by low pressure air, whereby the pumps 14 and 15 are filled with liquid from the tanks 10 and 11. The air under the piston 20 is discharged through outlet 26 in this case. At the end of the stroke, the lower contact 34 actuates the lower switch 35, whereby the control valve 25 is set to the other position via the switch block 36. The low pressure air from the cylinder 16 is then vented through the outlet 26 while simultaneously supplying high pressure air to the cylinder
and the piston 20 is driven upward. This causes the liquids
squeezed from the pumps to the spray gun. In the highest position of the pistons, the top contact 34 actuates the top switch 35, whereby the valve 25 is returned to the position shown and a new filling stroke begins. The invention has been successfully applied to a device according to the drawing drawn, in which the two pump pistons had a diameter of 2.5 cm and the driving piston a diameter of 10 cm. The stroke length was set at approximately 12 cm (pump stroke volume approximately 50 cc per pump).
The high pressure air supplied to the control valve had a pressure of 6 bar; that of the low pressure was 3 bar. A pressure of 4 bar was applied to the storage tanks. By regulating the flow control valves
27 and 28, the number of strokes of the pistons was controlled from 0-40 strokes per minute. To supply all the air required for the operation of the device (i.e. for the drive cylinder, mixing gun, tanks,
and instruments) an electric compressor connected to a 220 Volt mains voltage could be used that supplied 6 bar compressed air and
had a power of 920 watts.