Bekannte Behälter dieser Art, wie sie in Verbindung mit Polyurethan- Spritzgießanlagen zum Temperieren und Homogenisieren der zumeist mit Zusatzstoffen, wie Aktivatoren, Stabilisatoren und Trennmitteln oder auch Kurzfasern oder Gesteinsmehlen versetzten Polyolkomponente Verwen- dung finden, enthalten zur Temperaturregulierung einen äußeren, zumeist mit Wasser als Wärmeträger beschickten Behältermantel sowie ein ober- halb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter befindliches Druckgaspolster zur Aufrechterhaltung eines definierten Behälterdrucks und zum Ausgleich von Füllmengenschwankungen. Da für eine hohe Produktqualität eine äußerst gleichmäßige und exakte Temperierung und Homogenisierung der Polyol- komponente verlangt wird, der Polyoldurchsatz, bezogen auf die Füllmenge des Behälters, im allgemeinen aber sehr gering ist, ist ein Rührwerk erfor- derlich, welches die Polyolfüllung mit hoher Umwälzgeschwindigkeit an dem durch den Wärmeträger temperierten Behältermantel entlangführt und durchmischt. Ein derartiges Rührwerk bildet jedoch eine störende Warme-a quelle, ist konstruktiv aufwendig und erhöht den Energiebedarf, und ferner besteht dabei die Gefahr, daß Gaspartikel aus dem Gaspolster in die Po- lyolkomponente eingeschlagen werden und diese aufschäumt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Homogenisier-und Temperierbehälter der eingangs genannten Art unter Beibehalt einer hohen Produktqualität konstruktiv einfacher und energiesparender zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 ge- kennzeichneten Homogenisier-und Temperierbehälter gelöst.

Erfindungsgemäß werden aufgrund der Unterteilung des Behältervolumens in mehrere, nacheinander jeweils im Gegenstrom vom rezirkulierten Ar- beitsmedium durchsetzte Ringräume in Verbindung mit der zwangsweisen Einbeziehung sowohl der Innen-als auch der Außenflächen des Wärme- tauschers in den Gegenstrompfad nicht nur die Wärmeverluste des Wär- metauschers reduziert und die Wärmeaustauschflächen wirksam vergrößert, sondern selbst bei geringen Behälterdurchsätzen hohe Strömungsgeschwin- digkeiten im Behälterinneren und ein inniger Kontakt und hoher Durch- mischungsgrad des rezirkulierten Arbeitsmediums mit der Behälterfüllung erzielt, ohne daß es hierfür eines baulich und energetisch aufwendigen Rührwerks bedarf, mit der Folge, daß der erfindungsgemäße Behälter in konstruktiver Hinsicht wesentlich einfacher gestaltet ist, der Energiever- brauch verringert und zugleich der Gefahr eines Aufschäumens der Flüs- sigkomponente im Behälter wirksam begegnet wird.

Wird, wie bei einer Polyurethan-Spritzgießanlage üblich, oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Homogenisier-und Temperierbehälter für die Poly- olkomponente ein Gas-bzw. Luftpolster aufgebaut, so erstreckt sich die Zwischenwand gemäß Anspruch 2 mit ihrer Oberkante zweckmäßigerweise über den Flüssigkeitsspiegel im Behälter hinaus, so daß sich die Flüssig- keitsströmung im Bereich der Zwischenwand-Oberkante an diese anlegt und dadurch die Srömungsverteilung beim Übertritt zwischen benachbarten Ringräumen vergleichmäßigt und der Durchmischungsgrad weiter verbes- sert wird.

In weiterer, besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Wärmetauscher gemäß Anspruch 3 stromaufwärts der Ringräume im Ein- laßbereich des Behälters angeordnet, also an einer Stelle, wo noch kein Temperaturausgleich zwischen dem rezirkulierten Arbeitsmedium und der Behälterfüllung stattgefunden hat und daher die Temperaturdifferenz des Arbeitsmediums zur Solltemperatur am größten ist, so daß sich am Wär- metauscher ein hoher Temperaturgradient und damit eine noch effizientere Nutzung der Wärmetauschflächen ergibt.

Als Wärmetauscher wird vorzugsweise ein Platten-oder, wie nach An- spruch 4 bevorzugt, ein Rohrbündel-Wärmetauscher verwendet.

In besonders zweckmäßiger Weise ist gemäß Anspruch 5 zumindest im Einlaufbereich eines der Ringräume eine querschnittsverengende Blende angeordnet, durch die die Strömung örtlich beschleunigt und zur Rin- graummitte abgelenkt wird. Hierdurch wird die Homogenisier-und Tem- perierwirkung des Behälters nochmals signifikant verbessert. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Strömung an der Blende in eine Vielzahl paralleler Einzelströmungen aufzuteilen, was auf baulich einfache Weise dadurch erreicht wird, daß die Blende nach Anspruch 6 als vielfach gelochter, quer zur Zwischenwand verlaufender Ringkragen ausgebildet ist oder nach Anspruch 7 eine gezackte oder gewellte Umströmungskante be- sitzt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver- bindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schemati- sierter Darstellung : Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Polyurethan-Spritzgieß- anlage einschließlich eines Homogenisier-und Tem- perierbehälters für die Polyolkomponente ; Fig. 2 einen Längsschnitt des Polyolbehälters nach Fig. 1 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ; und Fig. 3A bis 3C unterschiedliche Ausführungsbeispiele von im Be- hälterinneren angeordneten Strömungsblenden.

Die in Fig. 1 gezeigte Polyurethan-Spritzgießanlage enthält als Hauptbe- standteile einen Polyol-und einen Isocyanat-Behälter 2.1 und 2.2 ein- schließlich einer Rezirkulationspumpe 4, durch die die beiden Kunststoff- komponenten jeweils getrennt voneinander einer Formstation 6 mit einem Mischkopf 8 zugefuhrt werden, von wo der sich beim Durchgang durch den Mischkopf 8 erwärmende Komponentenüberschuß zusammen mit einer aus einem Vorratsbehälter 10 abgezogenen, dem Komponentenverbrauch an der Formstation 6 entsprechenden Nachfüllmenge in den jeweiligen Kom- ponentenbehälter 2.1 bzw. 2.2 zurückströmt. Aus Gründen einer hohen Produktqualität ist es erforderlich, dal3 die Polyolkomponente, die zumeist mit Zusatzstoffen, wie Aktivatoren, Stabilisatoren, internen Trennmitteln oder auch Kurzfasern oder Gesteinsmehlen versetzt ist, im Behälter 2.1 äu- ßerst gleichmäßig und exakt temperiert und homogenisiert wird.

Der zu diesem Zweck benötigte Komponentenbehälter 2.1 arbeitet voll- ständig rührwerkfrei und enthält einen im Behälterinneren mit Abstand zur Behälterwand 12 angeordneten Rohrbündel-Wärmetauscher 14, der über seine gesamte Länge in die Polyolfüllung des Behälters 2.1 eintaucht, wel- che durch ein Luftpolster 16 bedrückt und über Füllstandsöffnungen 18 ni- veaugeregelt wird. Der Wärmetauscher 14 liegt unmittelbar abströmseitig des Behältereinlasses 20, so daß die jeweils zirkulierende Polyolmenge, die in der Regel nur ein geringes Teilvolumen der Behälterfüllung umfaßt, als erstes am Wärmetauscher 14 temperiert wird, bevor sie wieder mit der üb- rigen Behälterfüllung in Kontakt tritt.

Als Wärmeträger dient temperiertes Wasser, das-wie durch die Rich- tungspfeile W in Fig. 2 angedeutet-den Wärmetauscher 14 auf der Außen- seite der Wärmetauscherrohre entgegengesetzt zur Polyolkomponente durchströmt.

Umschlossen ist der Wärmetauscher 14 von einer Zwischenwand 22 in Form eines Innenbehälters, der das Behältervolumen zwischen Wärmetau- scher 14 und Behälter-Außenwand 12 in zwei zueinander koaxiale Ring- räume 24 und 26 unterteilt. Die die Wärmetauscherrohre passierende Po- lyolkomponente wird somit am unteren Wärmetauscherende in den inneren Ringraum 24 umgelenkt und durchströmt diesen entgegengesetzt zur Strö- mungsrichtung in den Wärmetauscherrohren nach oben, wobei sie-nun- mehr im Wärmeaustausch mit der Außenfläche 28 des Wärmetauschers 14 -weiter temperiert wird.

Im Übergangsbereich zum äußeren Ringraum 26, wo die Strömungwie- derum im Gegenstrom zum Ringraum 24 verläuft, ragt die obere Über- strömkante 30 der Zwischenwand 22 über den Flüssigkeitsspiegel 32 im Ringraum 26 hinaus, so daß sich die Strömung an dieser Stelle vergleich- mäßigt und an die Außenseite der Zwischenwand 22 anlegt, bevor sie in die Flüssigkeitssäule im Ringraum 26 eintritt.

Kurz unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 32 befindet sich im Ringraum 26 eine den Ringraumquerschnitt verengende Blende 34 in Form eines quer zur Zwischenwand 22 verlaufenden Ringkragens, an dem die Strömung innerhalb der Flüssigkeitssäule zur Ringraummitte hin abgelenkt wird, wo- durch die Temperier-und Homogenisierwirkung weiter verbessert wird, bevor die am Mischkopf 8 benötigte Polyolmenge mittels der Rezirkulati- onspumpe 4 über den Behälterauslaß 36 abgezogen wird.

In Fig. 3 ist die Blende 34 in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt.

Gemäß Fig. 3A besitzt die Blende 34A eine kreisförmige Umströmungs- kante 38, die zusammen mit der Behälterwand 12 einen konstanten Rings- palt begrenzt. Nach Fig. 3B ist die Blende 34 als vielfach gelochter Ring- kragen 34B ausgebildet, an welchem die Strömung in der Flüssigkeitssäule örtlich in eine Vielzahl diskreter Einzelstränge aufgespalten und die Grenz- fläche zwischen dem stehenden und dem strömenden Flüssigkeitsvolumen in der Flüssigkeitssäule vergrößert wird, während die Blende 34C nach Fig. 3C eine gezackte oder gewellte Umströmungskante 38 besitzt, durch die zusätzlich zur Grenzflächenvergrößerung eine weitgehend gleichförmige radiale Strömungsaufteilung über den Ringraumquerschnitt erzielt wird.