PL177152B1 - Sposób mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego oraz urządzenie do mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób mieszania i dostarczania kleju wielosklad- nikowego, znamienny tym, ze klej i utwardzacz dostarcza sie do mieszalnika w poblizu jego zamknietego konca poprzez oddzielne rurki zasilajace polaczone z pompami niskocisnie- niowymi, skladniki miesza sie w mieszalniku przy uzyciu elementów mieszajacych zamocowanych zgodnie z kierunkiem przeplywu mieszaniny, przy czym elementy mieszajace sa przy- mocowane do centralnego obracajacego sie walu i w wyniku tego uzyskuje sie jednorodnie wzajemnie wymieszany klej wieloskladnikowy, przy czym mieszanke klejowa przemieszcza sie do ujscia pod cisnieniem wywolanym przez pompy, przy pomocy których dostarcza sie klej i utwardzacz do mieszalnika. 5. Urzadzenie do mieszania i dostarczania kleju wielo- skladnikowego z wymuszonym przeplywem kleju, znamien- ne tym, ze zawiera mieszalnik (3) o ksztalcie cylindrycznym z doprowadzonymi do niego co najmniej dwiema dostarcza- jacymi klej i utwardzacz rurkami zasilajacymi (1, 2) majacy umieszczony wewnatrz niego wzdluznie i obrotowo wal (6) centralny o znacznie mniejszej srednicy niz srednica mieszal- nika (3), przy czym do walu (6) sa przymocowane elementy mieszajace (7) w postaci skrzydel (7) rozposcierajacych sie do zblizenia z wewnetrzna sciana (8) mieszalnika (3), a sam mieszalnik (3) jest na jednym koncu (9) zamkniety, a na dru- gim koncu (10) otwarty co tworzy ujscie kleju. F ig .1 B PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego oraz urządzenie do mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego

Znane są sposoby mieszania wieloskładnikowych termoutwardzalnych klejów żywicznych, takich jak przykładowo klej rezorcynowo-fenolowy, fenolowy, mocznikowo-formaldehydowy i poliuretanowy za pomocą tak zwanych statycznych urządzeń mieszających, to jest urządzeń, których mieszalniki nie są wyposażone w mechaniczne mieszadła. Przy wykorzystaniu tego rodzaju sposobów mieszania, składniki przeznaczone do wymieszania, dostarczane są do mieszalników typu statycznego za pomocą pomp nisko- lub wysokociśnieniowych. Ostatnio do klejenia drewna coraz częściej używa się kleju metaminowo-mocznikowo-formaldehydowego, jednak ze względu na jego krótką żywotność pojawiają się niedogodności związane z mieszaniem tego kleju przy użyciu wzmiankowanych wcześniej statycznych urządzeń mieszających.

Podczas produkcji drewna warstwowego z wykorzystaniem technologii klejenia warstw, jest wymagany przepływ kleju z wydajnością od 5 do 15 kg/min. W przypadku używania statycznych urządzeń mieszających, wywoływanyjest w nich wzrost przeciwciśnienia do wartości przekraczającej 1,0 MPa. Z powodu tak wysokiego ciśnienia urządzenia te często ulegają uszkodzeniu i następują przestoje w produkcji. W znanych urządzeniach celem uniknięcia powstawania tego typu sytuacji, zdarzających się przy użytkowaniu statycznych urządzeń mieszających, stosuje się pompy wysokociśnieniowe, np. pompy tłokowe. Jednakże wysokie przeciwciśnienie, występujące podczas eksploatacji statycznych urządzeń mieszających i pomp wysokociśnieniowych, powoduje trudności z prawidłowym dawkowaniem składników, niezbędnych do zachowania wymaganych proporcji między klejem i utwardzaczem.

Innego rodzaju problemem, który należy brać pod uwagę podczas mieszania wieloskładnikowych termoutwardzalnych klejów żywicznych jest ich krótka żywotność. Typowa wartość tego parametru dla kleju melaminowo-mocznikowo-formaldehydowego wynosi 45 minut. Krótka żywotność kleju zwiększa trudności ujawniające się podczas czyszczenia statycznych urządzeń mieszających, w których ze względu na brak ruchomych mieszadeł następuje szybkie zestalanie się mieszanki klejowej i jej przytwierdzanie się do ścian mieszalnika.

Przy sklejaniu połączeń palcowych elementów drewnianych, które to połączenia są również powszechnym rodzajem łączenia części drewnianych, lecz odmiennym od łączenia warstwowego, wystarcza wolniejszy przepływ kleju. Wymaganą wydajność przepływu mieszanki dla klejenia połączeń palcowych szacuje się na około 0,5 do 2 kg/min.

Istota sposobu mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego według wynalazku polega na tym, że klej i utwardzacz dostarcza się do mieszalnika w pobliżu jego zamkniętego końca poprzez oddzielne rurki zasilające połączone z pompami niskociśnieniowymi, składniki miesza się w mieszalniku przy użyciu elementów mieszających zamocowanych zgodnie z kierunkiem przepływu mieszaniny, przy czym elementy mieszające są przymocowane do centralnego obracającego się wału i w wyniku tego uzyskuje jednorodnie wzajemnie wymieszany klej wieloskładnikowy, przy czym mieszankę klejową przemieszcza się do ujścia ciśnieniem wywołanym przez pompy, przy pomocy których dostarcza się klej i utwardzacz do mieszalnika.

Korzystnie mieszankę klejową dostarcza się z wydajnością od 5 do 15 kg/min z mieszalnika bezpośrednio do użycia.

Korzystnie do klejenia stosuje się klej melaminowo-mocznikowo-formaldehydowy.

Korzystnie do klejenia stosuje się klej rezurcynowo-fenolowy, fenolowy, mocznikowoformaldehydowy, poliuretanowy ewentualnie emulsyjny klej poliizocyjanianowy.

Istota urządzenia do mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego według wynalazku z wymuszonym przepływem kleju polega na tym, że zawiera mieszalnik o kształcie cylidrycznym z doprowadzonymi do niego co najmniej dwiema dostarczającymi klej i utwardzacz rurkami zasilającymi mający umieszczony wewnątrz niego wzdłużnie i obrotowo wał centralny o znacznie mniejszej średnicy niż średnica mieszalnika, przy czym do wału są przymocowane elementy mieszające w postaci skrzydeł rozpościerających się do zbliżenia z wewnętrzną ścianą mieszalnika, a sam mieszalnik jest na jednym końcu zamknięty, a na drugim końcu otwarty co tworzy ujście kleju.

Korzystnie rurki zasilające są połączone z pompami niskociśnieniowymi, korzystnie z pompami o napędzie zębatym, ewentualnie z mimośrodowymi pompami śrubowymi.

Korzystnie blisko wału urządzenie ma uformowaną część zasilającą tworzącą część wlotową utwardzacza, przy czym dolna krawędź części zasilającej jest nachylona do wału z ukosem skierowanym ku otwartemu końcowi mieszalnika.

Korzystnie każdy element mieszający jest uformowany w postaci dwóch par skrzydeł, rozmieszczonych równomiernie wokół wału.

Korzystnie jeden zestaw elementów mieszających uformowanych w postaci par skrzydeł zmontowany jest w mieszalniku przed otworem wlotowym kleju, a kolejny zestaw elementów mieszających zamontowany jest przed otworem wlotowym utwardzacza.

Korzystnie mieszalnik od strony ujścia posiada co najmniej jeden otwór wylotowy mieszanki kleju z utwardzaczem.

Uzyskuje się przepływ mieszanki klejowej z wydajnością od około 0,5 do około 15 kg/min jedynie za pomocą pomp niskociśnieniowych np. z napędem zębatym lub mimośrodowych pomp śrubowych. Mieszankę klejową złożoną z kleju i składników utwardzających uzyskuje się w mieszalniku o cylindrycznym kształcie za pomocą mieszadła, składającego się z centralnego wału i związanych z nim elementów mieszających w postaci skrzydeł, rozmieszczonych zgodnie z kierunkiem przepływu mieszanki. Wał ze skrzydłami; napędzany silnikiem, obraca się z prędkością od około 1θ00 do około 2000 obrotów na minutę. Skrzydła mieszadła poruszają się blisko wewnętrznej ściany mieszalnika, to jest w odległości od 0,1 do 1 mm. Istotne jest takie ułożenie skrzydeł, aby nadmiernie nie wymuszały przepływu mieszanki klejowej w kierunku ujścia, zarówno podczas pracy pomp, jak i w przypadku ich wyłączenia. Ze względu na to, że skrzydła obracają się blisko wewnętrznej ściany mieszalnika uzyskuje się mieszankę klejową (złożoną z kleju i utwardzacza) o jednorodnej konsystencji.

Zaletą sposobu i urządzenia według wynalazku jest zapewnienie stałego przepływu mieszanki klejowej, uzyskanie wysokiej dokładności dawkowania zarówno kleju jak i utwardzacza nawet w sytuacji, gdy objętość utwardzacza jest niewielka w stosunku do objętości gotowej mieszanki klejącej znajdującej się w danej chwili w zestawie mieszającym, łatwość czyszczenia urządzenia i duża wydajność.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wyk onania na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia przekrój podłużny urządzenia mieszającego połączonego z wytłaczarką, fig. 1B przedstawia przekrój poprzeczny urządzenia mieszającego w płaszczyźnie oznaczonej na fig. 1A jako A-A, który pokazuje ukształtowanie obracających się elementów mieszających.

Urządzenie do mieszania kleju, według wynalazku, dostarcza od 2 do 15 kg kleju na minutę, przy użyciu pomp niskociśnieniowych charakteryzujących się wywoływaniem przeciwciśnienia o wartości od 0,1 do 0,6 MPa, przy czym wydajność mieszcząca się w podanym zakresie uzyskiwana jest bez trudności, nawet wtedy, gdy niewielka objętość mieszanki klejowej znajduje się w mieszalniku.

Zalecane wymiary mieszalnika 3 o cylindrycznym kształcie powinny mieć wartości odpowiednio 400 i 38 mm dla długości cyllndra oraz jego wewnętrznej średnicy. Inne zalecane zestawienie wymiarów to 200 i 28 mm odpowiednio dla długości cyllndra oraz jego wewnętrznej średnicy. Jeśli długość mieszalnika 3 o wzmiankowanym kształcie wynosi 400 mm, to zalecana liczba elementów mieszających 7 powinna być równa 8, przy czym każdy element mieszający 7 uformowany jest w postaci dwóch par skrzydeł 7 umocowanych równomiernie wokół osi, zgodnie z kierunkiem przepływu mieszanki klejowej, tak jak to jest przedstawione na fig. 1B.

Odległość pomiędzy parami skrzydeł 7 mieszadła w mieszalniku 3 począwszy od obszaru wlotowego 11 utwardzacza w kierunku przepływu mieszanki klejowej powinna przyjmować wartość z zakresu od 5 do 15 mm, a szerokość każdej łopatki powinna się równać 25 mm. Elementy mieszające 7 rozmieszczone zostały w mieszalniku 3 zgodnie z m 152 kierunkiem przepływu mieszanki klejowej, przy czym jeden zestaw elementów mieszających 7 uformowanych w postaci par skrzydeł 7 jest odpowiednio umiejscowiony w mieszalniku 3 przed otworem wlotowym kleju, a kolejny zestaw elementów mieszających 7 umiejscowiony jest przed otworem wlotowym utwardzacza 11, tak jak to ukazuje fig. 1A. Zgodnie z wynalazkiem wymagane jest, aby skrzydła 7 mieszadła poruszały się blisko wewnętrznych - ścianek 8 mieszalnika 3 bez wymuszania przemieszczania się mieszanki klejowej do przodu. Skrzydła 7 obracają się wraz z wałem 6, który napędzany jest silnikiem. Prędkość obrotów wału 6 zawiera się w granicach od 1000 do 2000 obrotów na minutę. Zalecana prędkość obrotowa wynosi 1400 obrotów na minutę.

Dostarczanie utwardzacza do mieszalnika następuje poprzez część zasilającą 11, umiejscowioną blisko wału 6, po to aby utwardzacz wydostawał się jak najbliżej wału 6 przy czym dolna krawędź części zasilającej 11 jest nachylona ukośnie do wału 6 mieszadła w taki sposób, że wraz z kierunkiem przepływu mieszanki klejowej następuje wzrost odległości dolnej krawędzi części zasilającej 11 od wału 6 mieszadła. Sposób ten umożliwia mieszance klejowej pociąganie ze sobą utwardzacza w trakcie jej przemieszczania się do przodu, co zapobiega rozprzestrzenianiu się utwardzacza w kierunku przeciwnym.

Dzięki urządzeniu mieszającemu według wynalazku, nawet przy niskim przeciwciśnieniu uzyskuje się wysoką sprawność mieszania oraz dużą wydajność. Ponadto zaletą urządzenia mieszającego jest to, że daje się go łatwo czyścić. Typowe czyszczenie wykonuje się w czasie nie przekraczającym 1 minuty i to przy zużyciu tylko 5 litrów wody. Jest to istotne ulepszenie w porównaniu z trudnościami związanymi z czyszczeniem statycznych urządzeń mieszających.

Urządzenie mieszające według wynalazku miesza kleje o lepkości z przedziału od 2000 do 20 000 mPa · sek. Wydajność urządzenia mieści się w zakresie od 3 do 15 kg/min.

Urządzenie mieszające według wynalazku jest szczególnie przydatne do mieszania kleju melaminowo-mocznikowo-formałdehydowego, który charakteryzuje się krótkim okresem żywotności. Dzięki temu, że urządzenie mieszającejest w stanie dostarczać nawet niewielkie ilości kleju, unika się także problemów, które wynikają z przedwczesnego dojrzewania mieszanki klejowej w mieszalniku 3. Dodatkową zaletą wynalazku jest utrzymywanie w mieszalniku 3 równomiernego przepływu mieszanki i otrzymywanie na jego wyjściu kleju sporządzonego z przestrzeganiem wysokiej dokładności dawkowania poszczególnych składników.

Urządzenie mieszające przystosowane jest do mieszania również innych typów wieloskładnikowych termoutrwadzalnych klejów żywicznych takich jak np. klej rezorcynowo-fenolowy, fenolowy, mocznikowo-formaldehydowy, poliuretanowy oraz emulsyjny klej poliizocyjanianowy.

Figura 1 przedstawia urządzenie mieszające według wynalazku. Klej i utwardzacz są dostarczane do mieszalnika 3 oddzielnymi rurkami 1 i 2 za pomocą oddzielnych pomp niskociśnieniowych 4,5. Wzdłuż mieszalnika 3 jest obrotowo umieszczony wał 6 napędzany silnikiem. Do wału 6, współbieżnie do kierunku przepływu kleju, są przymocowane pary skrzydeł 7 poruszające się blisko ściany 8 mieszalnika 3, dzięki czemu uzyskuje się staranne wymieszanie składników klejowych i utwardzających. Przykład wykonania skrzydeł 7 mieszających według wynalazku przedstawia fig. 1B. W podanym przykładzie wykonania skrzydła 7 uformowane są w dwie pary skrzydeł 7 i przymocowane są do wału 6 mieszalnika 3 na jego obwodzie. Innym przykładem wykonania może być uformowanie skrzydeł 7 w trzy pary, które równomiernie rozmieszcza się na tym samym obwodzie wału 6. Skrzydła 7 mieszające wykonuje się w postaci jednolitych płaskich elementów, lecz możliwe jest również stosowanie skrzydeł 7 z otworami wydrążonymi zgodnie z kierunkiem obracania się skrzydeł 7. Mieszalnik 3 o cylindrycznym kształcie zamknięty jest na jednym końcu 9, przeciwnym do kierunku przepływu mieszanki i otwarty na drugim końcu 10, gdzie znajduje się ujście kleju z mieszalnika 3. Ujście kleju może mieć postać kilku małych otworów, przez które klej przedostaje się do wytłaczarki, dołączonej do mieszalnika 3.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób mieszania kleju wieloskładnikowego, złożonego z kleju i utwardzacza, za pomocą urządzenia mieszającego według wynalazku.

ΠΊ 152

W tym sposobie klej i utwardzacz dostarcza się przy użyciu pomp niskociśnieniowych 4 i 5 do mieszalnika 3, w którym za pomocą ciśnienia wytwarzanego przez te pompy 4 i 5 przemieszcza się mieszankę klejową w kierunku otwartego końca 10 mieszalnika 3, zaopatrzonego w ujście o jednym lub większej liczbie otworów. W trakcie przemieszczania się składników klejowych i utwardzających wzdłuż mieszalnika 3 miesza się je ze sobą za pomocą elementów mieszających 7, które w przykładzie wykonania mają postać skrzydeł 7 przymocowanych do obracającego się wału 6, który napędza się silnikiem. Skrzydła 7 rozmieszcza się wzdłuż kierunku przepływu mieszanki. Poruszają się one blisko wewnętrznej ściany mieszalnika 3. Przy opuszczaniu mieszalnika 3 wprowadzone do niego składniki klejowe i utwardzające są już dokładnie ze sobą wymieszane, a ostateczna konsystencja kleju ma jednorodny charakter.

Klej z mieszalnika przemieszcza się do odpowiedniego aparatu nanoszącego powłoki klejowe, którym może być wytłaczarka, powlekarka kurtynowa lub wałkowa. Jeśli niskociśnieniowe pompy 4 i 5 zostaną wyłączone, to przepływ mieszanki klejowej natychmiast ustaje z powodu efektu kapilarnego związanego z małymi otworami znajdującymi się w ujściu z mieszalnika 3.

W rezultacie zastosowania sposobu mieszania według wynalazku, uzyskuje się wysoką równomierność i dokładność dawkowania , składników klejowych i utwardzacza. Dzięki temu klej wyprodukowany tym sposobem, charakteryzuje się jednolitym składem mieszaniny.

177 152

177 152

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego, znamienny tym, że klej i utwardzacz dostarcza się do mieszalnika w pobliżu jego zamkniętego końca poprzez oddzielne rurki zasilające połączone z pompami niskociśnieniowymi, składniki miesza się w mieszalniku przy użyciu elementów mieszających zamocowanych zgodnie z kierunkiem przepływu mieszaniny, przy czym elementy mieszające są przymocowane do centralnego obracającego się wału i w wyniku tego uzyskuje się jednorodnie wzajemnie wymieszany klej wieloskładnikowy, przy czym mieszankę klejową przemieszcza się do ujścia pod ciśnieniem wywołanym przez pompy, przy pomocy których dostarcza się klej i utwardzacz do mieszalnika.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszankę klejową dostarcza się z wydajnością od 5 do 15 kg/min, z mieszalnika bezpośrednio do użycia.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako mieszankę klejową do klejenia dostarcza się klej melaminowo-mocznikowo-formaldehydowy.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako mieszankę klejową do klejenia dostarcza się klej rezorcynowo-fenolowy, fenolowy, mocznikowo-formaldehydowy, poliuretanowy ewentualnie emulsyjny klej poliizocyjanianowy.
5. 5. Urządzenie do mieszania i dostarczania kleju wieloskładnikowego z wymuszonym przepływem kleju, znamienne tym, że zawiera mieszalnik (3) o kształcie cylindrycznym z doprowadzonymi do niego: co najmniej dwiema dostarczającymi klej i utwardzacz rurkami zasilającymi (1, 2) mający umieszczony wewnątrz niego wzdłużnie i obrotowo wał (6) centralny o znacznie mniejszej średnicy niż średnica mieszalnika (3), przy czym do wału (6) są przymocowane elementy mieszające (7) w postaci skrzydeł (7) rozpościerających się do zbliżenia z wewnętrzną ścianą (8) mieszalnika (3), a sam mieszalnik (3) jest na jednym końcu (9) zamknięty, a na drugim końcu (10) otwarty co tworzy ujście kleju.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że rurki zasilające (1,2) są połączone z pompami niskociśnieniowymi (4,5), korzystnie z pompami o napędzie zębatym, ewentualnie z mimośrodowymi pompami śrubowymi.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5 albo 6, znamienne tym, że blisko wału (6) ma uformowaną część zasilającą (11) tworzącą część wlotową utwardzacza, przy czym dolna krawędź części zasilającej (11) jest nachylona do wału (6) z ukosem skierowanym ku otwartemu końcowi (10) mieszalnika (3).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że każdy element mieszający jest uformowany w postaci dwóch par skrzydeł (7) rozmieszczonych równomiernie wokół wału (6).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że jeden zestaw elementów mieszających (7)uformowanych w postaci par skrzydeł (7) zamontowany jest w mieszalniku (3) przed otworem wlotowym kleju, a kolejny zestaw elementów mieszających (7) zamontowany jest przed otworem wlotowym (11) utwardzacza.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że mieszalnik (3) od strony ujścia (10) posiada co najmniej jeden otwór wylotowy mieszanki kleju z utwardzaczem.

    * * *