受监控的混合和配量头制造技术

本发明专利技术涉及一种用于注射或浇铸反应成型的高压混合、配量和再循环头，包括头体、混合腔室和包括刮削部的自清洁元件和用于控制和命令混合、供料和再循环的装置，所述混合腔室存在于阀元件或混合阀在其中滑动并与供应管道流体连通的头体内，所述自清洁元件被结构化为在所述供应管道内滑动，该用于控制和命令混合、供料和再循环的装置包括多个传感器和换能器以及电子控制和存储系统，所述多个传感器和换能器安装在头体以及连接至头体的头的零部件的面板上以检测代表所述高压混合、配量和再循环头的至少一种操作状态的物理量并将其转换为电信号。本发明专利技术还涉及用于注射或浇铸反应成型的高压混合、配量和再循环方法。

【技术实现步骤摘要】
受监控的混合和配量头
本专利技术涉及用于注射或浇铸反应成型的反应性树脂的混合、配量和再循环头，特别是在高压下的头，该混合、配量和再循环头包括混合腔室、阀元件或混合阀、与混合腔室流体连通的供应管道、在流出腔室中有效滑动的混合清洁元件或自清洁杆、及控制和命令装置。本专利技术一般涉及借助于热固或膨胀反应性树脂的反应成型设备的领域。本专利技术还涉及特别是在高压下用于注射或浇铸反应成型的反应性树脂的混合、配量和再循环方法。
技术介绍
如在该特定
中已知的，在注射或浇铸反应成型工艺中，将反应树脂计量加入通常称为高压混合、配量和再循环头的混合机械装置中。为了实现反应性树脂的最佳混合，将各种组分以液态和化学计量比向混合头配量，将它们从混合头引入共同的室，在其中进行均匀混合，然后倒入或注入模具，在模具中完成反应。或者，使它们再循环至储罐中。这项技术允许通过可重复且快速的工业过程相对快速地生产数千个具有相同尺寸和特性的零件。在上述高压混合、配量和再循环头中的这些过程中，通过将树脂以精确的比例并在压力下进料到两个或多个具有面向混合室的喷嘴的注射器中，实现两种或多种液态反应性树脂的均匀混合。注射器通过各自的喷嘴将树脂的压力能转化为动能，即转化为由喷嘴的限制产生的喷射流的速度。这样，在该混合室中产生了非常良好的湍流，该湍流是由高压产生的喷射流彼此碰撞和/或与壁碰撞而产生的。这样，借助于湍流产生的涡旋，保证了树脂彼此之间的分散以及上述的均匀混合。混合之后，反应树脂然后沿着混合的出口和其他流出管道流出，然后被释放或排出到模具中，在模具中混合树脂发生化学反应，并在模具内通过形成固体形式、泡沫形式、压块或凝胶形式的塑料、浸渍剂或凝聚物来完成反应，并产生所需的产品。注射操作持续几秒钟到几十分钟，反应物混合物从注射点扩散到整个模具中，直至其完全充满模具为止，或者在纤维浸渍的情况下，直至更外周端扩散和浸渍的区域。基本上，有两种类型的这些高压混合头。第一种类型通常被定义为“直头”，其中混合室还形成供应管道。第二种类型通常被定义为“L形头”，其中混合室将反应物树脂排至供应管道中，该供应管道的轴线以倾斜的横向位置布置，更一般地垂直于混合室的向供应管道汇聚的轴线。供应管道一般比混合室更长并且具有更大的截面。混合室的截面较小以保证高湍流和准确的混合。相反，在更长并且具有更大的截面的供应管道中必须抑制湍流，直至其尽可能地达到层流状态或在出口处产生连续的喷射流。所谓的自清洁杆，即液压移动或具有在供料结束时向模具排出反应物树脂混合物的残余物的功能的元件，在此第二种类型的供应管道的内部滑动。所述自清洁杆与圆柱形的自清洁管道在形状和尺寸上配对(conjugated)并具有减小的间隙，使得允许其具有对反应的树脂的残余物的刮削功能。反应阶段中的混合的树脂沿供应管道或自清洁管道被供应，然后在每次浇铸时通过自清洁杆最后的移动被排出。通常来说，由液压缸控制的阀元件在混合室内滑动。所述阀元件，其在本领域中被定义为混合阀，其在各自注射器的径向位置处具有沿着侧边的纵向槽。当混合阀为关闭(前进)位时，这些槽使注射器的出口相对于再循环孔连通，使通过回流管排出的树脂再循环至其储罐。反之亦然，当混合阀为开启(后退)位时，阀的前部回移超出注射器，使反应性树脂的喷射流与混合室流体连通，并使其混合。在关闭期间，所述混合阀前进、恢复树脂的再循环和将反应阶段中的树脂从混合室清除，向混合室自身面对的供应管道排出其内容物。在操作期间，混合阀必须尽可能快地、以重复的且可重复的次数进行开启和闭合移动。类似地，自清洁杆在供应管道中滑动也必须按顺序随着混合阀的移动尽可能快地、以重复的次数进行开启和闭合移动(在开启时，其先于阀打开，在闭合时，其在阀之后闭合)。事实上，杆移动的时间必须快从而不延长产品生产所必需的时间(产品生产所必需的时间实际上是非操作时间)以及用于移动或处理模具的时间和用于移动高压混合、配量和再循环头的时间。高压混合头通常由称为头本体的部分和混合室构成，头本体具有注射器、树脂入口和再循环管道。供应管道可以与头本体制成一体部件，或制成通过机械紧固件固定至头本体的分开的部件。混合阀的移动和自清洁杆的移动通过与所述元件一体的活塞命令和控制，活塞在液压缸中滑动并被合适的阀所命令。尽管根据现有技术的混合头保证了令人满意的操作，但其仍然遭受使某些必要的特定操作条件失效的问题。实际上，在关闭位和开启位之间的通道中，混合阀的其中不存在再循环纵向槽的前部圆柱形的部分短时间但突然覆盖注射器所面向的通道，当注射器喷射流打开并释放以被引入混合室时，引起树脂递送非常短暂的干扰中断和随后可能的反应组分之间错误比例的瞬时流量供应。当树脂在阀的槽中并沿着返回管道向罐循环时，它们承受再循环的液压阻力，该阻力决定了槽中和注射器表面上的再循环压力，当槽和阀缩回且注射器未盖住时，压力会失效。此外，在阀的表面上，在其中不存在槽的圆柱形部分中，形成了反应的树脂的覆盖物，该覆盖物易于积聚并在滑动过程中由于摩擦而减慢移动。这也通过摩擦引起表面的突然加热，该摩擦可以导致膨胀和变形，随着操作周期的重复，可能损坏机械零件的表面。这个问题对于直头特别相关。此外，具有密封垫圈的混合阀由液压命令驱动，在重复使用的过程中，密封垫圈可能磨损或损坏。类似地，虽然自清洁杆和供应管道表面之间具有大大减少的间隙，但是在自清洁杆的圆柱形表面上和供应管道的圆柱形表面上反应的树脂的非常粘的覆盖物通过自清洁杆的刮削移动不能完全去除，反而趋于沿着供应管道纵向延伸的一些区域积聚，并且趋于造成在其内向着径向相对表面直线滑动的杆上的压力，并且在滑动过程中通过摩擦减慢运动。此外，这导致了通过摩擦的表面生热，特别是上述反应的树脂积聚区域对侧的那些表面的生热，该对侧是树脂覆盖物由于强压力可以从其被全部去除的一侧，因此产生金属-金属表面刮削条件，所述刮削条件确定了强表面生热以及随后的膨胀和变形，随着操作周期的重复，可能损坏机械零件的表面。混合阀的滑动可能发生类似的问题，如已经报道的，混合阀的开启和关闭速度在开始和结束混合的瞬间对于保证混合精确度是重要的。此外，通常在头本体和自清洁杆的控制液压缸之间插入间隔物，其将自清洁杆的控制液压部分和反应树脂的供应和刮削区域隔开，该自清洁杆在杆上具有合适的密封件。所述间隔物的室可能被由自清洁杆的移动所输送的反应树脂的薄片填充，并且薄片的积聚可能阻塞该间隔物并且作为杆移动的额外的制动作用。从头本体突出的自清洁供应管道的部分，在其插入模具期间，可能在错误的位置出现，反复碰撞模具。此外，控制活塞的液压控制油可能将碎片或薄片输送到各自的缸中并导致滑动或倒出的困难，以及在活塞头的末端冲程处错误的停止位置。在高压混合和混合配量和再循环头上以及在树脂供料和液压控制系统的相关连接上，借助于检测和瞬时验证这种故障，或者优选通过检测预防性维修的需要来克服这些故障并减缓性能缺陷是可取的。本专利技术潜在的技术问题是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于注射或浇铸反应成型的高压混合、配量和再循环头(1，1')，包括：/n-头本体(2)，/n-混合室(3)，形成于头本体(2)中，并与供应管道(4)流体连通，/n-自清洁元件(11)，包括刮削部分(11C)，所述自清洁元件被构造为在所述供应管道(4)中滑动，以及/n用于控制和命令混合、输送和再循环的装置，所述装置包括：/n-安装在所述混合、配量和再循环头上的多个传感器和换能器(19)，所述传感器和换能器用于检测所述高压混合、配量和再循环头高压(1，1')的至少一种操作状态的代表性物理量并将其转换成电信号，并且/n-电子控制和存储系统(21)，用于在所述高压混合、配量和再循环头(1，1')的开始和操作阶段控制和同步扫描所述传感器和换能器，并接收和处理指示所述至少一种操作状态的所述电信号，以将所述电信号相互比较，并与代表预定参考操作状态的电信号进行比较。/n

【技术特征摘要】
20190701 IT 1020190000105241.用于注射或浇铸反应成型的高压混合、配量和再循环头(1，1')，包括：
-头本体(2)，
-混合室(3)，形成于头本体(2)中，并与供应管道(4)流体连通，
-自清洁元件(11)，包括刮削部分(11C)，所述自清洁元件被构造为在所述供应管道(4)中滑动，以及
用于控制和命令混合、输送和再循环的装置，所述装置包括：
-安装在所述混合、配量和再循环头上的多个传感器和换能器(19)，所述传感器和换能器用于检测所述高压混合、配量和再循环头高压(1，1')的至少一种操作状态的代表性物理量并将其转换成电信号，并且
-电子控制和存储系统(21)，用于在所述高压混合、配量和再循环头(1，1')的开始和操作阶段控制和同步扫描所述传感器和换能器，并接收和处理指示所述至少一种操作状态的所述电信号，以将所述电信号相互比较，并与代表预定参考操作状态的电信号进行比较。


2.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括用于检测控制缸(10，15)的至少一个室的压力的至少一个压力换能器，该压力换能器也用作控制压力开关(22，28)。


3.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括用于检测反应性树脂的至少一个入口和/或出口处的压力的至少一个压力换能器，该压力换能器也用作控制压力开关(25)。


4.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器(19)包括至少一个配备有控制热电偶和/或热电阻(23，26，29，30)的探针，用于检测所述混合头(1)的重要位置处的温度。


5.根据权利要求4所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，所述配备有控制热电偶和/或热电阻(23，29)的至少一个探针浸没在所述控制缸(10，15)的流体流中。


6.根据权利要求4或5所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中所述配备有控制热电偶和/或热电阻(26)的至少一个探针在反应性树脂的入口和/或出口处浸没在所述流体流中。


7.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中所述多个传感器和换能器(19)的特定组件被插入到多个支撑结构(45)中。


8.根据权利要求7所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)的所述特定组件包括至少一个压力换能器，所述压力换能器在控制缸(10，15)处插入到所述支撑结构(45)之一中。


9.根据权利要求7所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)的所述特定组件包括至少一个压力换能器，所述压力换能器在反应性树脂的入口和/或出口孔(47)处插入到所述支撑结构(45)之一中。


10.根据权利要求7所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)的所述特定组件包括用于检测所述控制流体、所述反应性树脂和所述混合头(1)上的温度的至少一个探针，该探针配备有控制热电偶和/或热电阻(23，26，29)，所述至少一个探针在控制流体或反应性树脂的入口和/或出口的流体流通道处、安装在控制缸(10，15)处和至少一个反应性树脂的入口和/或出口孔(47)处插入到所述支撑结构(45)中。


11.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个流量计或换能器，所述流量计或换能器用于检测控制流体的入口和出口处的流量。


12.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个流量计或换能器，所述流量计或换能器用于检测反应性树脂的入口和出口处的流量。


13.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个加速度计(20，31)，所述加速度计用于检测所述头(1)上的振动和流冲。


14.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中所述头包括至少一个具有显著局部变形的部分，所述部分优选通过围绕所述供应管道的轴线的轴向旋转获得。


15.根据权利要求14所述的高压混合、配量和再循环头(1)，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个应变仪(34)，用于检测特征表面的差异变形，所述差异变形能够与由所述刮削部分(11C)传递的力和由反应树脂在自身运动期间沿着所述自清洁杆(11)的拖拽部分(11B)的积聚传递到供应管道(4)的力直接关联。


16.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，所述供应管道(4)由套筒(33)制成为一体部件，所述套筒(33)通过被阻挡在所述头本体(2)和间隔元件(16)之间的凸缘或外围部分连接到所述头本体(2)，或者所述供应管道(4)形成于由通过螺钉或螺纹固定到头本体(2)的部分连接的两个部分。


17.根据权利要求14所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中具有最显著局部变形的部分的所述表面用于根据作用在所述套筒(33)的锁定外围延伸部上的应力状态而变形，或者根据由所述套筒(33)的所述锁定外围延伸部传递到阻挡所述自清洁元件的间隔件的环形部分的不同应力状态而变形，或者沿着所述自清洁元件的纵向展开直接在合适的表面上变形。


18.根据权利要求14所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中所述多个传感器和换能器提供至少一个另外的应变仪(34)，所述应变仪被连接和提供用于热变形的补偿。


19.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个负荷传感器(38，41)，用于检测所述负荷传感器上的力的变化，检测可直接连接到由所述刮削部分(11C)传递的力的变形，以及在其自身运动过程中由反应树脂沿着所述自清洁杆(11)的拖拽部分(11B)累积传递到供应管道(4)的力的变形。


20.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中与所述控制装置连接的所述多个传感器和换能器(19)包括至少一个识别射频识别板。


21.根据权利要求1所述的高压混合、配量和再循环头(1，1')，其中，与所述控制装置连接的所述多个传感器和换...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·沃尔帕托，毛里齐奥·科尔蒂，
申请(专利权)人：艾弗若斯股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT