ITMI950866A1

ITMI950866A1 - PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF FOAMABLE POLYURETHANE MIXTURES

Info

Publication number: ITMI950866A1
Application number: IT95MI000866A
Authority: IT
Inventors: Carlo Fiorentini
Original assignee: Afros Spa
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-10-28
Also published as: IT1273611B; ITMI950866A0

Abstract

Un procedimento ed una apparecchiatura per la preparazione di miscele poliuretaniche schiumabili a partire da almeno due componenti chimicamente reattivi. I componenti, con un eventuale agente liquido di pre - espansione, vengono iniettati allo stato liquido, sotto pressione, in una camera di miscelazione che comunica con un condotto di scarico attraverso una camera di forma anulare, lungo la quale il flusso della miscela viene rapidamente smorzato e mantenuto in condizioni laminari.A process and an apparatus for the preparation of foaming polyurethane mixtures starting from at least two chemically reactive components. The components, with a possible pre-expansion liquid agent, are injected in the liquid state, under pressure, into a mixing chamber which communicates with a discharge conduit through an annular chamber, along which the flow of the mixture is rapidly damped and maintained in laminar conditions.

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE DESCRIPTION FOR INVENTION PATENT

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento e ad un'apparecchiatura per la preparazione di miscele poliuretaniche reattive a partire da almeno due componenti poliuretanici che reagiscono chimicamente tra loro per formare un materiale poliuretanico espanso, secondo cui i componenti fluidi vengono iniettati, in rapporti stechiometricamente dosati, in una camera di miscelazione comunicante con un condotto di scarico, ed in cui il flusso della miscela viene deviato e calmato lungo un percorso di smorzamento che si estende tra la camera di miscelazione ed il condotto di scarico del11apparecchiatura . The present invention relates to a process and an apparatus for the preparation of reactive polyurethane mixtures starting from at least two polyurethane components which chemically react with each other to form an expanded polyurethane material, according to which the fluid components are injected, in stoichiometrically ratios metered, in a mixing chamber communicating with an exhaust duct, and in which the flow of the mixture is diverted and calmed along a damping path which extends between the mixing chamber and the exhaust duct of the apparatus.

La presente invenzione è applicabile nella preparazione di miscele poliuretaniche in generale, ed in particolare alla produzione di schiume poliuretaniche sia liquide che pre-espanse; queste ultime più comunemente dette "frothizzate", sono normalmente ottenute a partire da un poliolo e da un isocianato in presenza di additivi e di un agente di espansione inerte, fortemente basso-bollente, ad esempio CO2 liquida in grado di gassificare alla pressione ed alla temperatura atmosferica, che deve pertanto essere mantenuta allo stato liquido durante la miscelazione, sotto condizioni di elevata pressione. The present invention is applicable in the preparation of polyurethane mixtures in general, and in particular to the production of both liquid and pre-expanded polyurethane foams; the latter, more commonly called "frothized", are normally obtained starting from a polyol and an isocyanate in the presence of additives and a strongly low-boiling inert expansion agent, for example liquid CO2 capable of gasifying under pressure and atmospheric temperature, which must therefore be kept in the liquid state during mixing, under conditions of high pressure.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Tipiche apparecchiature di miscelazione ad alta pressione sono illustrate in numerosi brevetti anteriori, ad esempio nei brevetti US-A- 3.706.515 - US-A-3.975.128 - US-A- 4.332.335 e US-A- 4.440.500. Typical high pressure mixing apparatuses are illustrated in numerous prior patents, for example in US-A-3,706,515 - US-A-3,975,128 - US-A-4,332,335 and US-A-4,440,500.

In generale una apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione comprende una camera di miscelazione cilindrica in cui vengono iniettati i componenti chimici reattivi, con gli eventuali additivi, alimentandoli ad alta pressione. I componenti vengono intimamente miscelati tra loro per effetto del violento impatto tra getti opposti, ottenendo una miscela liquida che fuoriesce direttamente dalla camera di miscelazione, o da un condotto di scarico associato o costituente parte della stessa apparecchiatura. Le note disposizioni ad "L" nella camera di miscelazione e del condotto di scarico illustrate in alcuni dei brevetti precedentemente citati, si sono dimostrate particolarmente vantaggiose nella produzione di miscele poliuretaniche liquide, mentre sono risultate del tutto inadatte alla preparazione di miscele frothizzate. In general, a high-pressure mixing apparatus comprises a cylindrical mixing chamber into which the reactive chemical components, with any additives, are injected, feeding them at high pressure. The components are intimately mixed together due to the violent impact between opposite jets, obtaining a liquid mixture that comes out directly from the mixing chamber, or from an associated exhaust duct or constituting part of the same equipment. The known "L" -shaped arrangements in the mixing chamber and the exhaust duct illustrated in some of the aforementioned patents have proved to be particularly advantageous in the production of liquid polyurethane mixtures, while they have proved completely unsuitable for the preparation of frothed mixtures.

La tecnica della pre-espansione, più comunemente nota con il termine inglese di "frothing", è altresì nota nella produzione di schiume poliuretaniche espanse; secondo questa tecnica, un gas non reattivo, bassobollente, in particolare CO2 quale agente inerte di espansione, viene aggiunto e miscelato allo stato liquido con i componenti poliuretanici reattivi, rilasciando la pressione immediatamente all'uscita della camera di miscelazione per causare una rapida frothizzazione o pre-espansione della miscela poliuretanica sotto forma di una crema molto densa, prima che inizi la reazione chimica tra i componenti e la loro polimerizzazione. The pre-expansion technique, more commonly known by the English term of "frothing", is also known in the production of expanded polyurethane foams; according to this technique, a non-reactive, low-boiling gas, in particular CO2 as an inert expansion agent, is added and mixed in the liquid state with the reactive polyurethane components, releasing the pressure immediately at the outlet of the mixing chamber to cause rapid frothization or pre-expansion of the polyurethane mixture in the form of a very thick cream, before the chemical reaction between the components and their polymerization begins.

In passato sono stati fatti vari tentativi per impiegare la miscelazione ad alta pressione nella produzione di schiume poliuretaniche pre-espanse con agenti di espansione bassó-bollenti; apparecchiature di questo genere sono descritte ad esempio in US-A-3.184.419, in US-A- 4.115.299 e in US-A- 4.418.041. Various attempts have been made in the past to employ high pressure blending in the production of pre-expanded polyurethane foams with low-boiling blowing agents; apparatuses of this kind are described for example in US-A-3.184.419, in US-A-4.115.299 and in US-A-4.418.041.

Il problema maggiore in un sistema di miscelazione meccanico secondo il brevetto US-A- 3.184.419, riguarda la pulizia del rotore e della camera di miscelazione, pulizia che deve essere necessariamente fatta mediante solventi, con conseguenti rischi di inquinamento dell'ambiente, non più accettabili nei moderni impianti di produzione. The major problem in a mechanical mixing system according to the US-A-3.184.419 patent, concerns the cleaning of the rotor and the mixing chamber, cleaning which must necessarily be done using solvents, with consequent risks of environmental pollution, not more acceptable in modern manufacturing facilities.

Contrariamente, i brevetti US-A- 4.115.299 e US-A-4.418.041, al fine di ovviare certi inconvenienti, propongono un metodo di pre-schiumatura con la tecnica del "frothing" secondo cui l'agente di espansione viene iniettato a bassa pressione nel condotto di scarico, ad una pressione inferiore di quella teoricamente esistente nella camera di miscelazione. Pertanto, nel caso in cui si impieghi un agente di espansione fortemente bassobollente, quale CC>2, che per essere miscelato in fase liquida richiede una pressione elevata, ad esempio compresa tra 5 e 20 bar, il controllo dell'espansione e l’ottenimento di schiume di qualità, costituiscono un problema non ancora risolto. On the contrary, the patents US-A-4.115.299 and US-A-4.418.041, in order to overcome certain drawbacks, propose a pre-foaming method with the "frothing" technique according to which the expansion agent is injected at low pressure in the exhaust duct, at a pressure lower than that theoretically existing in the mixing chamber. Therefore, in the case in which a strongly low boiling expansion agent is used, such as CC> 2, which requires a high pressure to be mixed in the liquid phase, for example between 5 and 20 bar, to control the expansion and obtain of quality foams, are an unresolved problem.

Sebbene la tecnica della pre-espansione con gas inerte sia ben nota e sia stata proposta anche con apparecchiature di miscelazione ad alta pressione, fino ad ora non è stato possibile attuarla con successo, in particolare nella produzione di articoli stampati, per l'impossibilità pratica di ottenere un adeguato controllo nel rilascio del propellente durante la fase di preespansione. Although the technique of pre-expansion with inert gas is well known and has also been proposed with high pressure mixing equipment, up to now it has not been possible to implement it successfully, particularly in the production of molded articles, due to the practical impossibility to obtain adequate control in the release of the propellant during the pre-expansion phase.

Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un procedimento e di una apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione particolarmente adatti per l'impiego con la tecnica della pre-espanaione, che consentano un rapido acquietamento della miscela, nonché presentino una struttura semplice con caratteristiche autopulenti, particolarmente adatti per la produzione di pezzi stampati, con cicli di lavoro fortemente ripetitivi ed estremamente brevi. It would therefore be desirable to have a process and a high-pressure mixing apparatus particularly suitable for use with the pre-expansion technique, which allow rapid settling of the mixture, as well as have a simple structure with self-cleaning characteristics, particularly suitable for the production of molded parts, with highly repetitive and extremely short work cycles.

Esigenza comune nella produzione di miscele poliuretaniche o pre-espanse è dunque quella di disporre di apparecchiature di miscelazione in grado di erogare in modo dolce, mantenendo un flusso laminare della miscela ad una bassa velocità, tale da evitare spruzzi di miscela mentre questa viene erogata, ovvero tale da evitare la formazione di bolle e di difetti nella struttura cellulare della stessa schiuma poliuretanica prodotta. A common need in the production of polyurethane or pre-expanded mixtures is therefore to have mixing equipment capable of dispensing in a gentle way, maintaining a laminar flow of the mixture at a low speed, such as to avoid splashing of the mixture while it is dispensed, that is, such as to avoid the formation of bubbles and defects in the cellular structure of the polyurethane foam produced.

Nella preparazione di miscele poliuretaniche con le tradizionali teste di miscelazione ad alta pressione si è quindi costretti ad allungare notevolmente il percorso della miscela al fine di ricercare possibili condizioni di flusso laminare, senza tuttavia risolvere compietamente e in modo adeguato il problema della stabilizzazione e dell’acquietamento della miscela stessa. Inoltre, un prolungamento eccessivo ad esempio del condotto di scarico, che orientativamente deve essere pari o superiore a cinque volte il suo diametro, comporta ulteriori problemi di ingombro e di peso del1'apparecchiatura. In the preparation of polyurethane mixtures with traditional high pressure mixing heads, it is therefore forced to considerably lengthen the path of the mixture in order to search for possible laminar flow conditions, without however completely and adequately solving the problem of stabilization and quieting of the mixture itself. Furthermore, an excessive extension, for example, of the exhaust duct, which as a guideline must be equal to or greater than five times its diameter, entails further problems of bulk and weight of the apparatus.

Nel tentativo di risolvere questi problemi, si è cercato di operare con differenti configurazioni dell'apparecchiatura di miscelazione; ad esempio nei brevetti EP- A 0 070 486 ed US-A 5.277.567 è stato proposto di deviare e di stabilizzare parzialmente il flusso della miscela prevedendo un condotto cilindrico tra l'uscita della camera di miscelazione ed un lato di entrata del condotto di scarico dell’apparecchiatura. In an attempt to solve these problems, an attempt has been made to operate with different configurations of the mixing apparatus; for example in patents EP-A 0 070 486 and US-A 5,277,567 it has been proposed to divert and partially stabilize the flow of the mixture by providing a cylindrical duct between the outlet of the mixing chamber and an inlet side of the equipment drain.

In particolare, il brevetto EP-A- 0070 486 mostra l'uso di un organo di strozzamento all'uscita della camera di miscelazione, in combinazione con una corta camera intermedia disposta tangenzialmente su un lato del condotto di scarico, per generare un moto di rotazione nella miscela all'immissione nel condotto di scarico; tale soluzione piuttosto che ad acquietare la miscela tende ad introdurre ulteriori cause di turbolenza; inoltre, il condotto cilindrico intermedio risulta di lunghezza estremamente limitata in rapporto al suo diametro, ed è inadatto a fornire un flusso laminare o a controllare il rilascio di un agente di pre-espansione. In particular, patent EP-A-0070 486 shows the use of a throttling member at the outlet of the mixing chamber, in combination with a short intermediate chamber arranged tangentially on one side of the exhaust duct, to generate a motion of rotation in the mixture as it enters the exhaust pipe; this solution rather than quieting the mixture tends to introduce further causes of turbulence; furthermore, the intermediate cylindrical duct is extremely limited in length in relation to its diameter, and is unsuitable for providing a laminar flow or for controlling the release of a pre-expansion agent.

Diversamente, il brevetto US-A- 5.277.567, propone una semplice disposizione a Z delle camere e del condotto di scarico, in assenza di qualsiasi organo di strozzamento, con lo scopo specifico di fornire una apparecchiatura per il rivestimento con vernice degli oggetti stampati, direttamente all'interno dello stesso stampo di formatura. In particolare questo secondo brevetto ritiene negativo effettuare lo strozzamento dell'uscita della camera di miscelazione che pertanto dovrebbe essere evitato. On the other hand, the US-A-5,277,567 patent proposes a simple Z-shaped arrangement of the chambers and of the exhaust duct, in the absence of any throttling organ, with the specific purpose of providing an apparatus for coating the printed objects with paint. , directly inside the forming mold itself. In particular, this second patent considers it negative to throttle the outlet of the mixing chamber which therefore should be avoided.

In base a precedenti esperienze, si ritiene dunque che una semplice configurazione ad L o a Z del percorso del flusso, in apparecchiature di miscelazione ad alta pressione, nelle quali lo strozzamento della camera di miscelazione introduce ulteriori cause di turbolenza concentrata, non consentono di ottenere condizioni di sufficiente stabilizzazione del flusso; pertanto, nel caso di miscele frothizzate, l'agente di espansione tenderebbe a gassificare rapidamente causando una proiezione all'esterno di una miscela ancora allo stato liquido con conseguente forte perdita dello stesso agente di espansione; i vantaggi della tecnica della preespansione verrebbero in questo modo vanificati. On the basis of previous experiences, it is therefore believed that a simple L or Z configuration of the flow path, in high-pressure mixing equipment, in which the throttling of the mixing chamber introduces further causes of concentrated turbulence, does not allow to obtain conditions sufficient flow stabilization; therefore, in the case of frothized mixtures, the foaming agent would tend to gasify rapidly causing a projection outside of a mixture still in the liquid state with consequent strong loss of the foaming agent itself; the advantages of the pre-expansion technique would thus be nullified.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE PURPOSE AND SUMMARY OF THE INVENTION

Scopo principale della presente invenzione è di fornire un procedimento ed una apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione, per la preparazione sia di miscele poliuretaniche liquide che pre-espanse, che forniscano condizioni ottimali di miscelazione e di flusso laminare della miscela, per una sua erogazione in modo dolce ed a bassa velocità consentendo una sostanziale riduzione di ingombro e di peso dell'apparecchiatura stessa. The main object of the present invention is to provide a process and a high pressure mixing apparatus, for the preparation of both liquid and pre-expanded polyurethane mixtures, which provide optimal mixing and laminar flow conditions of the mixture, for its dispensing in a gentle and low speed mode, allowing a substantial reduction in size and weight of the apparatus itself.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di fornire un procedimento ed un'apparecchiatura come sopra riferito, particolarmente adatti nella preparazione di miscele poliuretaniche pre-espanse secondo la nota tecnica del frothing, mediante i quali sia possibile controllare sia le condizioni di miscelazione dell'agente di espansione, che la fase di pre-espansione della stessa miscela rendendo una simile apparecchiatura adatta in particolare nella produzione di articoli stampati. A further object of the invention is to provide a process and an apparatus as described above, particularly suitable in the preparation of pre-expanded polyurethane mixtures according to the known frothing technique, by means of which it is possible to control both the mixing conditions of the agent expansion, that the phase of pre-expansion of the same mixture making such an apparatus particularly suitable in the production of molded articles.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di fornire un'apparecchiatura di miscelazione ad alta pressione che sia costruttivamente semplice, poco ingombrante, di peso limitato e che nello stesso tempo sia del tipo autopulente. A further object of the invention is to provide a high pressure mixing apparatus which is constructively simple, not bulky, of limited weight and which at the same time is of the self-cleaning type.

Dopo vari tentativi si è compreso che, al fine di migliorare le condizioni di smorzamento della miscela e di conseguire gli scopi della presente invenzione, occorreva ricercare una diversa configurazione della camera intermedia di smorzamento che collega la camera di miscelazione con il condotto di scarico in modo da ottenere un rapido abbattimento dell'energia cinetica nella miscela che fuoriesce dalla camera di miscelazione, in uno spazio molto breve, impedendo che la stessa miscela fuoriesca con velocità ritenute ancora troppo elevate . After various attempts it was understood that, in order to improve the damping conditions of the mixture and to achieve the purposes of the present invention, it was necessary to seek a different configuration of the intermediate damping chamber which connects the mixing chamber with the exhaust duct in a manner to obtain a rapid reduction of the kinetic energy in the mixture that comes out of the mixing chamber, in a very short space, preventing the same mixture from escaping with speeds still considered too high.

Secondo la presente invenzione, è stato possibile ottenere quanto sopra mediante un procedimento ed una apparecchiatura per la preparazione di miscele poliuretaniche, aventi le caratteristiche delle rivendicazioni principali. In particolare un buon smorzamento dell'energia cinetica, e buone condizioni di flusso laminare, con velocità della miscela notevolmente al di sotto di quelle critiche di turbolenza, oltre ad una sostanziale riduzione degli ingombri e dei pesi dell'apparecchiatura, sono ottenute convogliando la miscela lungo un percorso anulare che si sviluppa tra l'uscita della camera di miscelazione ed un lato di entrata del condotto di scarico dell'apparecchiatura. Vantaggiosamente il percorso di smorzamento della miscela, deve essere sotto forma di una camera anulare di piccolo volume, paragonabile a quello della camera di miscelazione, vale a dire deve avere un diametro esterno della camera pari o di poco superiore a quello della camera di miscelazione, ed uno spessore ridotto, dell'ordine di qualche millimetro, in modo che lo smorzamento della miscela avvenga in un breve tratto comparativamente minore a quello richiesto per una camera tubolare avente identica area della sua sezione trasversale. In questo modo, si riducono considerevolmente le dimensioni ed il peso dell'intera apparecchiatura mantenendo condizioni di miscelazione e di smorzamento ottimali ed una erogazione dolce della miscela ad una velocità sostanzialmente bassa e lontana dalle condizioni critiche di turbolenza. Inoltre, nel caso di una miscela poliuretanica frothizzabile, l'uso di una camera anulare di smorzamento di piccolo volume e di lunghezza estremamente limitata, fa sì che i tempi di percorrenza siano estremamente brevi o quasi istantanei, assicurando in questo modo che il rilascio dell'agente liquido di espansione avvenga successivamente, nel largo condotto di scarico, con la miscela completamente smorzata. According to the present invention, it has been possible to obtain the above by means of a process and an apparatus for the preparation of polyurethane mixtures, having the characteristics of the main claims. In particular, a good damping of the kinetic energy, and good laminar flow conditions, with the speed of the mixture considerably below the critical turbulence ones, as well as a substantial reduction of the dimensions and weight of the equipment, are obtained by conveying the mixture. along an annular path which extends between the outlet of the mixing chamber and an inlet side of the discharge duct of the apparatus. Advantageously, the damping path of the mixture must be in the form of an annular chamber of small volume, comparable to that of the mixing chamber, i.e. it must have an external diameter of the chamber equal to or slightly greater than that of the mixing chamber, and a reduced thickness, of the order of a few millimeters, so that the damping of the mixture occurs in a short distance comparatively less than that required for a tubular chamber having the same cross-sectional area. In this way, the dimensions and weight of the entire apparatus are considerably reduced while maintaining optimal mixing and damping conditions and a gentle delivery of the mixture at a substantially low speed and far from the critical conditions of turbulence. Furthermore, in the case of a frothizable polyurethane blend, the use of an annular damping chamber of small volume and extremely limited length results in travel times being extremely short or almost instantaneous, thus ensuring that the release of the the liquid expanding agent takes place subsequently, in the large exhaust duct, with the mixture completely damped.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Il procedimento e l'apparecchiatura secondo la presente invenzione, nonché forme specifiche ed applicazioni particolari delle stesse, verranno maggiormente descritte qui di seguito, con riferimento ai disegni allegati, in cui: The process and the apparatus according to the present invention, as well as specific forms and particular applications thereof, will be further described below, with reference to the attached drawings, in which:

Fig. 1 è una sezione longitudinale di una apparecchiatura di miscelazione incorporante le caratteristiche fondamentali della presente invenzione; particolarmente adatta nella preparazione di miscele poliuretaniche preespanse; Fig. 1 is a longitudinal section of a mixing apparatus incorporating the basic features of the present invention; particularly suitable for the preparation of pre-expanded polyurethane mixtures;

Fig. 2 è una sezione trasversale secondo la linea 2-2 di figura 1; Fig. 2 is a cross section along the line 2-2 of Fig. 1;

Figg. 3 e 4 sono schemi illustrativi di un possibile sistema di comando sequenziale degli attuatori idraulici dell'apparecchiatura di figura 1. Figs. 3 and 4 are illustrative diagrams of a possible sequential control system of the hydraulic actuators of the apparatus of figure 1.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Come mostrato, l'apparecchiatura presenta un corpo 10 formato in più pezzi, comprendente una piccola camera di miscelazione 11 di forma cilindrica e di lunghezza molto corta, ad esempio pari o inferiore a 2-2,5 diametri, nella quale vengono iniettati sotto pressione almeno due componenti poliuretanici reattivi mediante rispettivi ugelli di iniezione 12, 13 collegati ad un rispettivo serbatoio 14, 15 di stoccaggio del componente, mediante una pompa di alimentazione 16, 17. Internamente alla camera di miscelazione 11 scorre una spina di pulizia 18 collegata al pistone 19 di un cilindro idraulico di comando 20, le cui posizioni di apertura o di chiusura della camera di miscelazione 11 e degli ugelli, possono essere controllate mediante un sensore collegato ad una unità di controllo (non mostrata) dell'intera apparecchiatura . As shown, the apparatus has a body 10 formed in several pieces, comprising a small mixing chamber 11 of cylindrical shape and of very short length, for example equal to or less than 2-2.5 diameters, into which they are injected under pressure at least two reactive polyurethane components by means of respective injection nozzles 12, 13 connected to a respective tank 14, 15 for storing the component, by means of a feed pump 16, 17. A cleaning pin 18 connected to the piston runs inside the mixing chamber 11 19 of a hydraulic control cylinder 20, whose opening or closing positions of the mixing chamber 11 and of the nozzles, can be controlled by means of a sensor connected to a control unit (not shown) of the entire apparatus.

La spina di pulizia 18, in modo di per sé noto, presenta due cave laterali 22, 23 per il riciclo dei componenti ai serbatoi 14 e 15 mediante rispettivi condotti 24, 25. The cleaning pin 18, in a per se known manner, has two lateral slots 22, 23 for recycling the components to the tanks 14 and 15 by means of respective ducts 24, 25.

La camera di miscelazione 11 comunica con un condotto di scarico laterale 26 parallelo o differentemente orientato rispetto all'asse longitudinale della stessa camera di miscelazione, attraverso una camera intermedia di smorzamento 27 sotto forma di una camera anulare che si prolunga dall’uscita della camera di miscelazione 11, verso un lato di entrata del condotto di scarico 26. The mixing chamber 11 communicates with a lateral discharge duct 26 parallel or differently oriented with respect to the longitudinal axis of the mixing chamber itself, through an intermediate damping chamber 27 in the form of an annular chamber which extends from the outlet of the mixing chamber. mixing 11, towards an inlet side of the exhaust duct 26.

Come chiaramente mostrato in figura 1, l'asse longitudinale della camera anulare 27 forma un angolo di 90" sia con l'asse longitudinale della camera di miscelazione 11, che con l'asse longitudinale del condotto di scarico 26; più in generale, gli assi longitudinali della camera di miscelazione 11, della camera intermedia di smorzamento 27 e del condotto di scarico 26 possono formare un qualsiasi angolo fra loro, ovvero possono presentare un qualsiasi orientamento idoneo a causare una doppia deviazione del flusso della miscela poliuretanica che lascia la camera di miscelazione 11 e che attraverso la camera anulare 27 viene smorzata in breve spazio e convogliata nel condotto di scarico 26. As clearly shown in Figure 1, the longitudinal axis of the annular chamber 27 forms an angle of 90 "both with the longitudinal axis of the mixing chamber 11 and with the longitudinal axis of the discharge duct 26; more generally, the longitudinal axes of the mixing chamber 11, of the intermediate damping chamber 27 and of the exhaust duct 26 can form any angle between them, that is, they can have any suitable orientation to cause a double deviation of the flow of the polyurethane mixture that leaves the chamber. mixing 11 and which through the annular chamber 27 is damped in a short space and conveyed into the discharge duct 26.

Sempre con riferimento alla figura 1, si noti inoltre che longitudinalmente al condotto di scarico 26 scorre una seconda spina di pulizia 28 coliegata al pistone 29 di un secondo cilindro idraulico 30 con il quale si può comandare lo scorrimento della spina di pulizia 28 tra una posizione avanzata in cui chiude lo sbocco della camera anulare 27 e lo stesso condotto di scarico 26, ed una posizione arretrata in cui l'estremità della spina 28 può disporsi in posizione arretrata rispetto allo sbocco in camera 27 in modo da formare una zona morta 31, ovvero arrestarsi nella posizione tratteggiata in cui l'estremità della spina 28 si dispone tangente o a filo della camera intermedia 27. In tutti i casi, il condotto di scarico 26 presenta un diametro considerevolmente maggiore di quello della camera di smorzamento 27 e della camera di miscelazione 11, nonché una lunghezza comparativamente ridotta dell'ordine di qualche diametro. Again with reference to Figure 1, it should also be noted that longitudinally to the exhaust duct 26 runs a second cleaning pin 28 connected to the piston 29 of a second hydraulic cylinder 30 with which it is possible to control the sliding of the cleaning pin 28 between a position advanced in which it closes the outlet of the annular chamber 27 and the discharge duct 26 itself, and a rearward position in which the end of the pin 28 can be arranged in a rearward position with respect to the outlet in the chamber 27 so as to form a dead zone 31, or stop in the dotted position in which the end of the pin 28 is tangent or flush with the intermediate chamber 27. In all cases, the exhaust duct 26 has a considerably larger diameter than that of the damping chamber 27 and of the mixing chamber 11, as well as a comparatively short length of the order of some diameter.

Come inizialmente detto, l'aspetto particolarmente innovativo della presente invenzione risiede nell'uso di una camera di smorzamento anulare corta e di piccolo volume, in posizione intermedia tra la camera di miscelazione 11 e il condotto di scarico 26 dell'apparecchiatura, che nel loro complesso definiscono una sorta di percorso a "Z" dimostratosi particolarmente idoneo a consentire un efficace smorzamento dell'energia cinetica e dei moti vorticosi nella miscela poliuretanica che fluisce verso l'uscita del condotto di scarico 26. As initially said, the particularly innovative aspect of the present invention resides in the use of a short and small volume annular damping chamber, in an intermediate position between the mixing chamber 11 and the discharge duct 26 of the apparatus, which in their complex they define a sort of "Z" path which has proved to be particularly suitable for allowing an effective damping of the kinetic energy and of the vortex motions in the polyurethane mixture which flows towards the outlet of the exhaust duct 26.

L'uso di una camera intermedia anulare per lo smorzamento del flusso vorticoso della miscela, costituisce l'elemento che principalmente caratterizza il metodo dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione in quanto concorre a ridurre le dimensioni di ingombro ed il peso dell'intera apparecchiatura. Occorre tuttavia che l'apparecchiatura nel suo complesso risulti autopulente, ovvero per applicazioni particolari consenta anche un parziale strozzamento dell'apertura di uscita della camera di miscelazione. The use of an intermediate annular chamber for damping the swirling flow of the mixture constitutes the element that mainly characterizes the method of the apparatus according to the present invention as it helps to reduce the overall dimensions and the weight of the entire apparatus. However, it is necessary that the apparatus as a whole is self-cleaning, or for particular applications it also allows a partial throttling of the outlet opening of the mixing chamber.

Ciò può essere ottenuto, come mostrato nell'esempio di figura 1, mediante una spina fissa 32 che si prolunga longitudinalmente in un foro 27' di guida di un organo tubolare 33 di pulizia della camera anulare 27; la spina 32 presenta pertanto un diametro inferiore a quello del foro 27' in modo che, nel loro complesso, definiscono la parete periferica interna, rispettivamente la parete periferica esterna che delimitano il condotto anulare 27. La spina 32 si prolunga oltre la camera di miscelazione 11, fino al condotto di scarico 26 nel quale si apre la camera anulare di smorzamento 27. This can be achieved, as shown in the example of Figure 1, by means of a fixed pin 32 which extends longitudinally into a guide hole 27 'of a tubular member 33 for cleaning the annular chamber 27; the pin 32 therefore has a smaller diameter than that of the hole 27 'so that, as a whole, they define the inner peripheral wall, respectively the outer peripheral wall that delimit the annular duct 27. The pin 32 extends beyond the mixing chamber 11, up to the exhaust duct 26 in which the annular damping chamber 27 opens.

La spina fissa 32 è disposta coassialmente in uno stelo tubolare 33 costituente un organo di pulizia per la camera anulare 27 scorrevole nel foro di guida 27'; lo stelo tubolare 33 è collegato ad un pistone 34 di un cilindro idraulico di comando 35 che muove lo stelo 33 tra una posizione arretrata nella quale libera totalmente, o strozza parzialmente l'apertura 38 di uscita della camera di miscelazione 11, ed una posizione avanzata in cui lo stelo tubolare 33 chiude sia la camera di miscelazione 11 che la camera anulare 27 rispetto al condotto di scarico 26. La spina fissa 32 attraversa a tenuta il pistone 34 del cilindro di comando 35 fissandosi alla parete posteriore di quest'ultimo. The fixed pin 32 is arranged coaxially in a tubular stem 33 constituting a cleaning member for the annular chamber 27 sliding in the guide hole 27 '; the tubular stem 33 is connected to a piston 34 of a hydraulic control cylinder 35 which moves the stem 33 between a retracted position in which it totally frees or partially constricts the outlet 38 of the mixing chamber 11, and an advanced position in which the tubular stem 33 closes both the mixing chamber 11 and the annular chamber 27 with respect to the discharge duct 26. The fixed pin 32 crosses the piston 34 of the control cylinder 35 in a sealed manner and is fixed to the rear wall of the latter.

Con 36 in figura 1 è stato infine rappresentato un mezzo di regolazione della corsa del pistone 34 che può essere facoltativamente previsto per regolare l'ampiezza dello strozzamento 38 dell'uscita della camera di miscelazione 11 verso la camera intermedia di smorzamento 27. Finally, reference 36 in Figure 1 shows a means for adjusting the stroke of the piston 34 which can optionally be provided to adjust the width of the throttle 38 of the outlet of the mixing chamber 11 towards the intermediate damping chamber 27.

Il modo di funzionare di un'apparecchiatura di miscelazione secondo l’invenzione risulta essere sostanzialmente il seguente: si supponga che i tre cilindri idraulici di comando siano collegati ad una sorgente di olio in pressione ed alimentati in sequenza in modo che prima venga aperto il condotto di scarico 26, quindi la camera intermedia 27 e successivamente la camera di miscelazione 11 assumendo la posizione di figura 1; l'arretramento parziale o totale dello stelo cavo 33 e la conseguente formazione dello strozzamento 38, dipenderà da specifiche condizioni operative e di impiego richieste per l'apparecchiatura. The way of functioning of a mixing apparatus according to the invention is substantially the following: suppose that the three hydraulic control cylinders are connected to a source of pressurized oil and fed in sequence so that the duct is first opened discharge 26, then the intermediate chamber 27 and subsequently the mixing chamber 11 assuming the position of Figure 1; the partial or total retraction of the hollow stem 33 and the consequent formation of the constriction 38 will depend on specific operating and use conditions required for the apparatus.

Si supponga altresì di dover produrre una schiuma poliuretanica pre-espansa, miscelando i componenti poliuretanici reattivi con un agente di espansione basso-bollente, di tipo inerte, ad esempio CO2 nella quantità tra 1 e 10% in peso di uno dei componenti poliuretanici, sotto forte pressione per mantenere la CO2 in forma liquida durante la miscelazione stessa, regolando opportunamente lo strozzamento 38 mediante il dispositivo 36 di regolazione della corsa del pistone 34. In queste condizioni, i componenti poliuretanici allo stato liquido, unitamente alla CO2 vengono alimentati da rispettivi serbatoi 14, 15 ed iniettati, secondo rapporti stechiometricamente prefissati, nella camera di miscelazione 11 dove i due getti scontrandosi generano una intensa miscelazione. La miscela reattiva, resa fortemente turbolenta per l'intensa miscelazione, fuoriesce dalla strozzatura 38 e percorre l’intera camera anulare 27 dove subisce un forte effetto di smorzamento del suo moto vorticoso ed una sostanziale riduzione della sua velocità sia per il ridotto spessore della camera 27, che per l'effetto delle doppie pareti che delimitano la camera anulare stessa; in questo modo si riduce il moto vorticoso e la velocità della miscela in un brevissimo spazio di lunghezza valutabile a circa la metà o inferiore a quello che normalmente sarebbe richiesto in una apparecchiatura tradizionale per conseguire un analogo effetto di smorzamento mediante un condotto tubolare. It is also assumed that a pre-expanded polyurethane foam is to be produced, by mixing the reactive polyurethane components with a low-boiling expansion agent, of inert type, for example CO2 in the amount between 1 and 10% by weight of one of the polyurethane components, under strong pressure to keep the CO2 in liquid form during the mixing itself, by suitably adjusting the throttling 38 by means of the device 36 for adjusting the stroke of the piston 34. In these conditions, the polyurethane components in the liquid state, together with the CO2, are fed by respective tanks 14, 15 and injected, according to stoichiometrically predetermined ratios, into the mixing chamber 11 where the two jets colliding generate an intense mixing. The reactive mixture, made highly turbulent due to the intense mixing, comes out of the throat 38 and runs through the entire annular chamber 27 where it undergoes a strong damping effect of its swirling motion and a substantial reduction in its speed due to both the reduced thickness of the chamber. 27, which due to the effect of the double walls that delimit the annular chamber itself; in this way the vortex motion and the speed of the mixture are reduced in a very short space of length which can be estimated at about half or less than that which would normally be required in a traditional apparatus to achieve a similar damping effect by means of a tubular duct.

La miscela fortemente smorzata ed in condizioni di flusso laminare, dalla camera anulare 27 sbocca nel largo condotto di scarico 26 dove si espande, prima che inizi la reazione chimica tra i componenti poliuretanici, per effetto del graduale rilascio della CO2 liquida contenuta nella stessa miscela. Data la ridotta velocità della miscela che dalla camera anulare 27 entra nel condotto di scarico 26, anche la lunghezza di quest'ultimo può essere mantenuta comparativamente ridotta rispetto ad una apparecchiatura tradizionale. The strongly damped mixture and in laminar flow conditions, from the annular chamber 27 flows into the large exhaust duct 26 where it expands, before the chemical reaction between the polyurethane components begins, due to the gradual release of the liquid CO2 contained in the same mixture. Given the reduced speed of the mixture which enters the discharge duct 26 from the annular chamber 27, the length of the latter can also be kept comparatively reduced with respect to a traditional apparatus.

La miscela in fase di pre-espansione percorre il breve condotto di scarico 26 mantenendo una condizione di regime laminare, per poi essere dolcemente erogata in uno stampo aperto, o in uno stampo chiuso, ovvero su un supporto di qualsiasi natura senza causare spruzzi, o comportare formazione di bolle o di cavità nella struttura cellulare del materiale poliuretanico così ottenuto. The mixture in the pre-expansion phase runs through the short discharge duct 26 maintaining a laminar regime condition, and is then gently dispensed into an open mold, or into a closed mold, or onto a support of any kind without causing splashes, or entail the formation of bubbles or cavities in the cellular structure of the polyurethane material thus obtained.

Da prove svolte si è constatato che, strozzando adeguatamente l'uscita della camera di miscelazione 11, causando una doppia deviazione del flusso della miscela mediante l'adozione di una camera anulare 27 in posizione intermedia tra la camera di miscelazione 11 ed il condotto di scarico 26, subito dopo lo strozzamento 38, nella camera di smorzamento 27 si produce una piccola perdita di carico ed una leggera contropressione che vantaggiosamente concorre a ritardare il rilascio della CC>2 e a mantenere la miscela in una fase sostanzialmente liquida, consentendo in questo modo il graduale rilascio dell'agente di espansione mentre la miscela fluisce nel condotto di scarico 26. In questo modo si abbatte il più possibile qualsiasi turbolenza presente nella miscela, mantenendo una sua velocità sostanzialmente bassa. From tests carried out it has been found that, by adequately throttling the outlet of the mixing chamber 11, causing a double deviation of the flow of the mixture by adopting an annular chamber 27 in an intermediate position between the mixing chamber 11 and the exhaust duct 26, immediately after throttling 38, a small pressure drop and a slight back pressure are produced in the damping chamber 27 which advantageously helps to delay the release of the CC> 2 and to keep the mixture in a substantially liquid phase, thus allowing the gradual release of the expansion agent as the mixture flows into the exhaust duct 26. In this way any turbulence present in the mixture is eliminated as much as possible, maintaining its speed substantially low.

Si è altresì constatato in certi casi che la presenza di una zona morta 31 all'estremità posteriore del condotto di scarico 26, allo sbocco della camera, tende a smorzare ulteriormente il flusso della miscela, con il risultato di migliorare la qualità della schiuma prodotta, e conseguente miglior sfruttamento dell'agente di espansione. La schiuma prodotta, aveva infatti una densità comparativamente minore di quella ottenuta con un'apparecchiatura di configurazione tradizionale; si è ottenuto altresì una riduzione di circa il 15-20% del consumo di agente di pre-espansione. Ciò può essere spiegato col fatto che la miscela perveniva nel condotto di scarico 26 sostanzialmente priva di turbolenza e che l'eventuale presenza della zona morta 31, eliminando l'effetto della parete rigida in corrispondenza della derivazione del flusso presente nelle teste precedentemente note, migliora ulteriormente la stabilizzazione della miscela in una zona critica di deviazione del flusso . It has also been found in certain cases that the presence of a dead zone 31 at the rear end of the exhaust duct 26, at the outlet of the chamber, tends to further dampen the flow of the mixture, with the result of improving the quality of the foam produced, and consequent better exploitation of the expansion agent. The foam produced, in fact, had a comparatively lower density than that obtained with a traditional configuration apparatus; a reduction of about 15-20% of the consumption of pre-expansion agent was also obtained. This can be explained by the fact that the mixture reached the exhaust duct 26 substantially free of turbulence and that the possible presence of the dead zone 31, eliminating the effect of the rigid wall in correspondence with the derivation of the flow present in the previously known heads, improves further stabilization of the mixture in a critical flow deviation area.

Sono state fatte delle prove ottenendo buoni risultati sia nella produzione di miscele poliuretaniche liquide, che pre-espanse. Tests were carried out with good results both in the production of liquid polyurethane mixtures and pre-expanded ones.

ESEMPIO I EXAMPLE I

Nella produzione di schiume poliuretaniche pre-espanse si è operato con una apparecchiatura secondo l'esempio di figura 1, avente le seguenti caratteristiche: In the production of pre-expanded polyurethane foams, an apparatus was used according to the example of figure 1, having the following characteristics:

la camera di miscelazione 11 aveva un diametro di 12 mm ed una lunghezza sostanzialmente corrispondente; la camera anulare 27 aveva una lunghezza di circa 20 mm, calcolata a partire dallo strozzamento 38, uno spessore di circa 3 mm, con un diametro della parete esterna della camera anulare sostanzialmente pari o di poco superiore a quello della camera di miscelazione. Per contro il condotto di scarico 26 aveva un diametro di circa 30 mm ed una lunghezza massima pari al doppio del diametro stesso. the mixing chamber 11 had a diameter of 12 mm and a substantially corresponding length; the annular chamber 27 had a length of about 20 mm, calculated starting from the constriction 38, a thickness of about 3 mm, with a diameter of the outer wall of the annular chamber substantially equal to or slightly greater than that of the mixing chamber. On the other hand, the exhaust duct 26 had a diameter of about 30 mm and a maximum length equal to double the diameter itself.

E' stato usata una miscela di componenti poliuretanici aventi una formulazione tradizionale, impiegando CC>2 liquida come agente di espansione, in quantità di 5 parti in peso sul poliolo della miscela reattiva. A mixture of polyurethane components having a traditional formulation was used, using liquid CC> 2 as an expanding agent, in an amount of 5 parts by weight on the polyol of the reactive mixture.

Le pompe 16 e 17 erano state impostate per una portata complessiva dell'apparecchiatura di 400 gr al secondo . Pumps 16 and 17 had been set for a total equipment flow rate of 400 g per second.

Si è infine provveduto a regolare lo strozzamento 38 fino ad ottenere in uscita un flusso omogeneo di una miscela pre-espansa e ben frothizzata, che veniva depositata in modo dolce e regolare nella cavità di uno stampo. La miscelazione nella camera 11 avveniva ad una pressione di circa 17 bar, misurando una pressione di circa 1,5 bar nella camera anulare 27, in prossimità dello strozzamento 38. Finally, the throttling 38 was adjusted until a homogeneous flow of a pre-expanded and well-frothed mixture was obtained at the outlet, which was deposited in a smooth and regular way in the cavity of a mold. The mixing in the chamber 11 took place at a pressure of about 17 bar, measuring a pressure of about 1.5 bar in the annular chamber 27, near the throttle 38.

La schiuma ottenuta aveva una densità di circa 27 kg/m-^, presentava una struttura delle celle fine ed omogenea, priva di grosse cavità. La qualità della schiuma veniva giudicata commercialmente accettabile. Si è infine proceduto ripetendo la stessa prova arretrando maggiormente la spina di pulizia 28 in modo da creare una adeguata zona morta 31. The foam obtained had a density of about 27 kg / m- ^, had a fine and homogeneous cell structure, without large cavities. The quality of the foam was found to be commercially acceptable. Finally, the same test was repeated by moving the cleaning pin 28 further back so as to create an adequate dead zone 31.

La miscela pre-espansa fuoriusciva ancora in modo molto dolce e controllato come nell'esempio precedente, ottenendo in questo caso una schiuma di qualità migliorata avente una densità leggermente inferiore. The pre-foamed mixture still came out in a very smooth and controlled manner as in the previous example, in this case obtaining an improved quality foam having a slightly lower density.

Al termine delle varie prove, l'apparecchiatura poteva essere rapidamente e facilmente pulita espellendo la miscela residua semplicemente facendo avanzare nella giusta sequenza i tre organi di pulizia 18, 33 e 28, mediante i rispettivi cilindri idraulici di comando. At the end of the various tests, the apparatus could be quickly and easily cleaned by expelling the residual mixture simply by making the three cleaning members 18, 33 and 28 advance in the right sequence, by means of the respective hydraulic control cylinders.

ESEMPIO II EXAMPLE II

Le prove sono state ripetute con le stesse modalità dell'esempio precedente e con la stessa apparecchiatura di figura 1 predisposta per la preparazione di una miscela poliuretanica liquida, priva di agente di preespansione. In particolare, la camera di miscelazione e la camera anulare di smorzamento presentavano le stesse dimensioni dell'esempio precedente, mentre il diametro del condotto di scarico 26 era stato ridotto a 18 mm per una lunghezza sempre di 60 mm. Se si tiene conto che in una apparecchiatura tradizionale, a parità di diametri della camera intermedia e del condotto di scarico, per avere un accettabile effetto di smorzamento si sarebbe dovuto operare con lunghezze della stessa camera più che doppie di quelle dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione, risultano evidenti i vantaggi di ingombro e di peso, conseguentemente anche di ordine funzionale, che in questo modo sono stati conseguiti. The tests were repeated with the same modalities of the previous example and with the same apparatus of figure 1 set up for the preparation of a liquid polyurethane mixture, devoid of pre-expansion agent. In particular, the mixing chamber and the annular damping chamber had the same dimensions as the previous example, while the diameter of the exhaust duct 26 had been reduced to 18 mm for a length of 60 mm. If it is taken into account that in a traditional apparatus, with the same diameters of the intermediate chamber and of the exhaust duct, in order to have an acceptable damping effect it would have been necessary to operate with lengths of the same chamber more than double those of the apparatus according to the present invention, the advantages of bulk and weight, consequently also of a functional nature, which have been achieved in this way are evident.

A conclusione delle prove svolte si è dunque constatato che la presenza di una camera di forma anulare, intermedia tra la camera di miscelazione ed il condotto di scarico, rispetto alle configurazioni tradizionali delle apparecchiature di questo tipo, ha consentito di ottenere una miscela omogenea, priva di turbolenza che fuoriusciva in modo dolce con un flusso laminare dal condotto di scarico, sia nel caso di miscele poliuretaniche liquide, che frothizzate. At the conclusion of the tests carried out, it was therefore found that the presence of an annular-shaped chamber, intermediate between the mixing chamber and the exhaust duct, compared to the traditional configurations of equipment of this type, made it possible to obtain a homogeneous mixture, without of turbulence that came out smoothly with a laminar flow from the exhaust duct, both in the case of liquid polyurethane mixtures and frothized ones.

L'uso di una camera anulare intermedia tra la camera di miscelazione ed il condotto di scarico, ha altresì consentito di ridurre sostanzialmente il percorso necessario per ottenere un considerevole abbattimento dei moti vorticosi nella miscela, ed una sostanziale riduzione della velocità che in questo modo si è potuto mantenere ad un valore molto basso, di circa 5-10 metri/secondo, di molto minore del valore critico della velocità di flusso in regime di moto turbolento. The use of an intermediate annular chamber between the mixing chamber and the discharge duct has also made it possible to substantially reduce the path necessary to obtain a considerable reduction of the vortex motions in the mixture, and a substantial reduction in the speed which in this way is it was able to maintain at a very low value, of about 5-10 meters / second, much lower than the critical value of the flow velocity in a turbulent flow regime.

Le figure 3 e 4 dei disegni allegati mostrano un'ulteriore caratteristica aggiuntiva che consente di semplificare la parte di comando dell'apparecchiatura secondo 1’invenzione. Figures 3 and 4 of the attached drawings show a further additional feature that allows to simplify the control part of the equipment according to the invention.

Come precedentemente detto, i tre cilindri idraulici 20, 30 e 35 devono essere opportunamente comandati nella giusta sequenza sia per aprire la camera di miscelazione 11, la camera di smorzamento 27 ed il condotto di scarico 26, che per interrompere il flusso della miscela, effettuando contemporaneamente una azione di pulizia delle due camere e dello stesso condotto di scarico; ciò si ottiene alimentando olio in pressione nelle camere dei cilindri/ secondo la sequenza desiderata. Il controllo delle sequenze operative può essere fatto con qualsiasi mezzo idoneo, ad esempio predisponendo ciascun cilindro idraulico di un opportuno sensore, ad esempio un interruttore di prossimità 40, 41 e 42 i cui segnali sono inviati ad una unità elettronica di controllo dell'intera apparecchiatura. As previously mentioned, the three hydraulic cylinders 20, 30 and 35 must be suitably controlled in the right sequence both to open the mixing chamber 11, the damping chamber 27 and the discharge duct 26, and to interrupt the flow of the mixture, by carrying out simultaneously a cleaning action of the two chambers and of the same exhaust duct; this is achieved by feeding pressurized oil into the cylinder chambers / according to the desired sequence. The control of the operating sequences can be done by any suitable means, for example by providing each hydraulic cylinder with a suitable sensor, for example a proximity switch 40, 41 and 42 whose signals are sent to an electronic control unit of the entire equipment. .

Le figure 3 e 4 mostrano una soluzione secondo cui due dei cilindri idraulici di comando, in particolare il cilindro 30 della spina di pulizia del condotto di scarico 26, ed il cilindro 35 dell'organo di pulizia della camera anulare 27, contemporaneamente alla funzione di apertura e di chiusura dell'apparecchiatura, svolgono anche la funzione aggiuntiva di valvola sequenziale per l'alimentazione dell'olio in pressione; in questo modo è possibile semplificare la parte di comando dell'apparecchiatura, riducendo ulteriormente gli ingombri ed il suo peso. Figures 3 and 4 show a solution according to which two of the hydraulic control cylinders, in particular the cylinder 30 of the cleaning pin of the exhaust duct 26, and the cylinder 35 of the annular chamber cleaning member 27, simultaneously with the function of opening and closing of the equipment, they also perform the additional function of sequential valve for supplying oil under pressure; in this way it is possible to simplify the control part of the equipment, further reducing the overall dimensions and its weight.

Come si può notare, il cilindro 30 che comanda la spina di pulizia 28, presenta delle luci di ammissione e di scarico dell'olio 43, 44 ad entrambe le estremità; inoltre, in una posizione intermedia opportunamente calcolata, prevede una terza luce di ammissione e di scarico 45 che viene chiusa dal pistone 29 nella posizione totalmente avanzata del pistone stesso, come mostrato in figura 3, ovvero viene aperta nella posizione arretrata, come mostrato in figura 4. Diversamente, l'altro cilindro idraulico 35, che deve essere azionato in ritardo durante l'apertura, ed in anticipo durante la chiusura dell’apparecchiatura di miscelazione, oltre alle luci di afflusso e di scarico 46 e 47 previste alle due estremità del cilindro, presenta una terza luce intermedia 48 che, diversamente dall'altro cilindro, risulta aperta nella posizione avanzata e chiusa nella posizione arretrata del pistone 34. As can be seen, the cylinder 30 which controls the cleaning pin 28 has oil inlet and discharge ports 43, 44 at both ends; moreover, in a suitably calculated intermediate position, it provides a third inlet and exhaust port 45 which is closed by the piston 29 in the fully advanced position of the piston itself, as shown in figure 3, or is opened in the retracted position, as shown in the figure 4. Otherwise, the other hydraulic cylinder 35, which must be operated late when opening, and early when closing the mixing apparatus, in addition to the inlet and discharge ports 46 and 47 provided at the two ends of the cylinder, has a third intermediate port 48 which, unlike the other cylinder, is open in the forward position and closed in the retracted position of the piston 34.

Contemporaneamente, la luce posteriore 44 del cilindro idraulico 30 è collegata tramite un condotto 49 con la luce intermedia 48 dell'altro cilindro 35, mentre la luce anteriore 46 di quest'ultimo a sua volta è collegata, tramite il condotto 50, con la luce intermedia 45 del cilindro 30. In questo modo è possibile ottenere una corretta alimentazione sequenziale del fluido in pressione ai due cilindri, mediante l'azione valvolare dei cilindri stessi. At the same time, the rear port 44 of the hydraulic cylinder 30 is connected by means of a duct 49 with the intermediate port 48 of the other cylinder 35, while the front port 46 of the latter in turn is connected, by means of the duct 50, with the port intermediate 45 of the cylinder 30. In this way it is possible to obtain a correct sequential supply of the fluid under pressure to the two cylinders, by means of the valve action of the cylinders themselves.

Ciò è mostrato dalle figure 3, 4; infatti, alimentando olio in pressione alla luce di entrata 43 del cilindro 30, il pistone 29 arretra gradualmente mantenendo la luce intermedia 45 chiusa fintanto che non sarà arrivato nella posizione arretrata di figura 4. Nel contempo l'olio contenuto nella camera posteriore del cilindro 30, fluirà attraverso la luce posteriore 44, il condotto 49, la luce intermedia 48, la camera posteriore del secondo cilindro 35, e la sua luce posteriore 47, verso il lato di scarico della sorgente del fluido in pressione. This is shown in figures 3, 4; in fact, by supplying pressurized oil to the inlet port 43 of the cylinder 30, the piston 29 gradually withdraws, keeping the intermediate port 45 closed until it reaches the rear position of figure 4. At the same time the oil contained in the rear chamber of the cylinder 30 , will flow through the rear port 44, the duct 49, the intermediate port 48, the rear chamber of the second cylinder 35, and its rear port 47, towards the discharge side of the source of the pressurized fluid.

Quando il pistone 29 del cilindro 30 è completamente arretrato e scopre la luce intermedia 45, l'olio in pressione entrando dalla luce 43 potrà fluire, attraverso la camera anteriore dello stesso cilindro, la luce intermedia 45 ed il condotto 50, verso la luce anteriore 46 per alimentare olio nella camera anteriore del cilindro 35. Non appena il suo pistone 34 si muove per arretrare, chiude la luce intermedia 48 impedendo che olio in pressione venga fatto ritornare al cilindro 30; contemporaneamente l'olio in pressione esistente nella camera posteriore del cilindro 35 verrà mandato allo scarico attraverso la luce 47; la condizione finale è rappresentata dalla figura 4. Ovviamente, invertendo la direzione di alimentazione dell'olio in pressione, si invertirà la sequenza operativa dei due cilindri idraulici di comando. When the piston 29 of the cylinder 30 is completely withdrawn and discovers the intermediate port 45, the pressurized oil entering from the port 43 will be able to flow, through the front chamber of the same cylinder, the intermediate port 45 and the duct 50, towards the front port. 46 to feed oil into the front chamber of cylinder 35. As soon as its piston 34 moves back, it closes the intermediate port 48 preventing pressurized oil from being returned to cylinder 30; at the same time the pressurized oil existing in the rear chamber of the cylinder 35 will be sent to the discharge through the port 47; the final condition is represented by figure 4. Obviously, by inverting the direction of supply of the oil under pressure, the operating sequence of the two hydraulic control cylinders will be inverted.

Claims

R IV EN D I CA C T IO N I 1. Process for the preparation of a polyurethane mixture starting from at least two fluid components that chemically react with each other to form an expanded polyurethane material, according to which the reactive chemical components are injected with predetermined stoichiometric ratios into a mixing chamber communicating with a duct and in which the flow of the mixture is throttled and calmed by diverting it along an angled path between the mixing chamber and the exhaust duct, characterized in that the polyurethane mixture, after exiting the mixing chamber, is damped and maintained in a laminar flow condition and its speed is correspondingly reduced, causing it to flow along an annular path comprised between the outlet of the mixing chamber and an inlet side of the aforesaid exhaust duct.

2. Process according to claim 1, in particular for the preparation of a pre-foamed polyurethane blend, in which the polyurethane components are mixed together and with a low-boiling expanding agent at a mixing pressure sufficient to maintain the agent expansion in the liquid state, and in which the flow of the mixture is throttled at the outlet of the mixing chamber, characterized in that it causes in the annular damping chamber, starting from the outlet from the mixing chamber, a pressure drop and a back pressure, in said annular damping chamber, of sufficient value to maintain the mixture in a liquid state and to gradually release the expansion agent at the outlet of said annular damping chamber and along said exhaust duct.

3. Process according to claim 2, characterized in that said pre-expanding agent comprises carbon dioxide in a quantity between 1 and 10% by weight of one of the polyurethane components.

4. Process according to claim 1, further characterized in that it forms a dead zone for the accumulation of the polyurethane mixture in the exhaust duct, at the outlet of the annular damping chamber.

5. Process according to claim 4, characterized in that said dead zone of accumulation of the mixture is formed in correspondence with the deviation of the flow between said intermediate damping chamber and the exhaust duct of the mixture.

6. Mixing apparatus for the preparation of a polyurethane mixture starting from at least two fluid components which chemically react with each other to form a polyurethane foam material, the equipment comprising a mixing chamber which communicates with an exhaust duct through an intermediate path which forms an angle with the mixing chamber, respectively with the aforementioned discharge duct, and in which cleaning members sliding in the mixing chamber, in the intermediate damping duct and in the mixture discharge duct are provided, said cleaning members being moved in sequence between an advanced position and a retracted position by means of respective hydraulic control actuators, characterized in that said intermediate path is provided with means for damping the mixture comprising an annular chamber.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that said annular damping chamber extends linearly between the outlet of the mixing chamber and an inlet side of the mixture discharge duct.

8. Apparatus according to the preceding claim, characterized in that said discharge duct has a diameter greater than the diameter of the intermediate annular chamber, respectively of the mixing chamber.

9. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that said intermediate chamber and / or said mixture discharge duct have a length equal to or less than 3.5 times their diameter.

10. Apparatus according to the preceding claims, in particular for the production of pre-expanded polyurethane foams, according to which an inert expansion agent is mixed in the liquid state under controlled pressure conditions, characterized in that it provides means for generating a back pressure in proximity of the outlet of the mixing chamber, in the annular damping chamber, said means for generating the back pressure comprising an angled connection of deviation of the flow of the mixture between said mixing chamber and said annular damping chamber, respectively between said intermediate annular chamber and the mixture discharge duct.

11. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that it comprises a dead zone for accumulating the mixture at the outlet of the annular chamber in the mixture discharge duct.

12. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that said dead zone of accumulation of the mixture is arranged coaxially to the discharge duct, in the guide hole of the cleaning member, being closed at the rear by a rearward arrangement of the end of said member of cleaning, with respect to the outlet of the intermediate damping chamber.

13. Apparatus according to the preceding claims, characterized in that it comprises means for throttling the outlet of the mixing chamber.

14. Apparatus according to claim 13, characterized in that said throttling means comprise said cleaning member of the annular damping chamber.

15. Apparatus according to the preceding claims in which the hydraulic actuator of the cleaning member of the annular damping chamber comprises a control piston movable alternately between an advanced position in which said cleaning member closes the outlet of the mixing chamber, and a retracted position in which said cleaning member partially opens the outlet of the mixing chamber, characterized in that it comprises adjustable stop means defining the retracted position of said control piston, to vary the throttling opening at the outlet of the chamber mixing.

16. Apparatus according to a. any preceding claim, characterized in that said annular damping chamber is delimited by a fixed cylindrical pin of reduced diameter, which extends into the guide hole of the cleaning member sliding into the intermediate damping chamber itself and by the fact that said damping member cleaning is in the form of a tubular element sliding in the guide hole, concentrically around said fixed pin of reduced diameter.

17. Apparatus according to claim 16, characterized in that said fixed pin which delimits the annular damping chamber, extends in a sealed manner through the control piston of the aforementioned tubular cleaning member.

18. Apparatus according to any preceding claim, wherein the actuators of the cleaning member of the exhaust duct, respectively of the annular damping chamber comprise a hydraulic cylinder whose piston is movable between an advanced position and a retracted position, and in which said hydraulic cylinders comprise at their ends ports for feeding and discharging the pressurized fluid, selectively connectable to a source of pressurized fluid, characterized in that a connection duct is provided between an intermediate port of a cylinder and the front port of the the other cylinder, respectively, an intermediate port of the latter and the rear port of the preceding cylinder, and in that the intermediate port of each cylinder is closed selectively and alternately by the respective piston.