專利名稱：混合排放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有壓力控制機(jī)構(gòu)的混合排放裝置。該混合排放裝置在加壓環(huán)境 中將液體混合在一起，并在減小混合物的壓力的狀態(tài)下將獲得的混合物排放，以形成塑料 泡沫，其中，所述液體均含有原料并且所述液體中的至少一種液體還含有發(fā)泡劑。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1(JP2009_51013A)公開了一種混合頭，該混合頭使用二氧化碳或者二 氧化碳與其它低沸點(diǎn)氣體的混合氣體作為發(fā)泡劑，并且該混合頭適于形成聚氨酯泡沫。專 利文獻(xiàn)2(JP 3575815 B)公開了一種多成分混合頭，該混合頭采用通過高壓注入的碰撞混 合(collisional mixing)。專利文獻(xiàn)2的技術(shù)試圖減少在碰撞混合期間產(chǎn)生的渦流和非定 常流(unsteady-state flow)，從而解決由這些流動(dòng)引起的問題。專利文獻(xiàn)3(JP 3332313 B)公開了一種當(dāng)機(jī)械混合后的聚氨酯反應(yīng)混合物一旦被容納于擴(kuò)張的分配室之后經(jīng)由細(xì) 長(zhǎng)流路排放所述聚氨酯反應(yīng)混合物的方法，并公開了用于實(shí)施該方法的裝置。具體地，專利文獻(xiàn)1的混合頭包括流出通道，其具有排放口 ；混合室，其在與流出 通道的交匯處具有開口，并且在內(nèi)部形成有用于均含有原料和發(fā)泡劑的液體的入口 ；調(diào)整 室，其被設(shè)置成與混合室相對(duì)，并且流出通道介于調(diào)整室和混合室之間；第一活塞，其被插 入到混合室中，并且能夠在混合室的朝向流出通道開放的開口和混合室內(nèi)部的入口所開口 的位置之間往復(fù)移動(dòng)；以及第二活塞，其被插入到調(diào)整室中并且可移動(dòng)到混合室中，該第二 活塞的直徑比第一活塞的直徑小。在混合頭中，兩種類型的液體從入口注入到混合室中，同 時(shí)，第二活塞被插入到混合室中。通過控制第二活塞的插入量，調(diào)節(jié)混合室內(nèi)部的壓力，并 且在排放混合物的同時(shí)防止混合物快速膨脹。此外，混合頭的實(shí)施方式還設(shè)置有位于流出 通道內(nèi)部的清潔活塞，該流出通道從排放口筆直地向上游延伸并與混合室連通。清潔活塞 與第一活塞和第二活塞一起具有移除殘留于相應(yīng)通道中的液體和混合物的清潔功能。該功 能使混合頭通過介于各排放之間的使用相應(yīng)活塞的清潔步驟執(zhí)行間歇排放(intermittent discharge)0專利文獻(xiàn)2中的混合頭包括具有混合室的噴嘴主體，其在高壓下注入單個(gè)液體 組分，以使各組分碰撞并混合在一起；排放噴嘴，其朝向混合室開口并注入單個(gè)液體組分； 排放管道，其排放已在混合室內(nèi)部混合了的混合溶液；缸體裝置，其在混合室內(nèi)部滑動(dòng)；以 及調(diào)整構(gòu)件，其具有能夠突出到排放管道內(nèi)部的空間中的多級(jí)活塞機(jī)構(gòu)。排放管道和噴嘴 主體彼此直接連通。排放管道和混合室以預(yù)定角度彼此連通。該構(gòu)造允許高壓噴射液體組 分以及通過注入進(jìn)行混合。所述多級(jí)活塞機(jī)構(gòu)具有上述的清潔功能。該功能允許混合頭執(zhí) 行間歇排放。專利文獻(xiàn)3的裝置包括分配室，已被機(jī)械地混合的聚氨酯反應(yīng)混合物在高壓下 被供給到該分配室中；細(xì)長(zhǎng)流路，其與分配室連通；以及活塞，其形成流路并具有錐形面。 流路的位于下游側(cè)的端部與開口的排放口連通。在該裝置中，活塞的往復(fù)移動(dòng)改變流路的 寬度，從而調(diào)節(jié)將要被供給到分配室的混合物的壓力并調(diào)節(jié)混合物的壓力在流路中被減小的程度。從流路中高速流出的混合物所碰撞的環(huán)狀碰撞面被布置于排放口的中央部或者布 置于排放口的內(nèi)周面。碰撞面擾亂混合物的流動(dòng)以減小混合物的動(dòng)能。該構(gòu)造使聚氨酯反 應(yīng)混合物發(fā)泡。然而，該裝置并不具有清潔功能，并且僅適于連續(xù)排放。在專利文獻(xiàn)1的混合頭中，通過控制第二活塞進(jìn)入混合室中的行程量來調(diào)節(jié)混合 物的壓力被減小的程度。然而，不管第二活塞的行程量如何，混合室的內(nèi)壁和第二活塞之間 所形成的間隙的間距恒定。因此，當(dāng)從混合室流出的混合物的量或液體中的發(fā)泡劑的含量 增大時(shí)，不管第二活塞的行程量增大多少，混合物都會(huì)在其壓力尚未充分減小的情況下流 出到流出通道。這導(dǎo)致排放伴隨有快速膨脹并伴隨有紊流的發(fā)生。這種排放狀態(tài)被稱為所 謂的“噴濺(splash)”。該噴濺導(dǎo)致泡沫散射以及不均勻填充。在專利文獻(xiàn)2的混合頭中，所述多個(gè)活塞在混合室和排放管道彼此連通的連通部 對(duì)混合物流路進(jìn)行多級(jí)調(diào)節(jié)。該調(diào)節(jié)減少?gòu)幕旌鲜伊鞒龅脚欧殴艿赖幕旌先芤褐兴a(chǎn)生的 渦流和非定常流，使該混合溶液成為層流狀態(tài)。然而，當(dāng)發(fā)泡劑是低沸點(diǎn)氣體時(shí)，要求包括 中央清潔活塞的多級(jí)活塞的開度極其地小。這種小的活塞開度導(dǎo)致已通過活塞段的混合溶 液快速膨脹，從而導(dǎo)致噴濺。另外，多級(jí)活塞的構(gòu)造和控制復(fù)雜，這導(dǎo)致混合頭的成本增加。專利文獻(xiàn)3的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，該裝置不受由碰撞混合產(chǎn)生的渦流和非定常流的 影響。然而，該裝置不能提供機(jī)械式洗凈，由此不適于間歇排放。引用清單專利文獻(xiàn){專利文獻(xiàn) 1} JP 2009-51013A{專利文獻(xiàn) 2} JP 3575815B{專利文獻(xiàn) 3} JP 3332313B

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明用于提供一種混合排放裝置，該混合排放裝置通過在加壓環(huán)境中將液體混 合在一起并在減小混合物的壓力的狀態(tài)下排放所獲得的混合物而形成塑料泡沫，其中所述 液體均含有原料并且所述液體中的至少一種液體還包含發(fā)泡劑，該混合排放裝置的構(gòu)造使 成本減小，并且在不降低塑料泡沫的發(fā)泡率的情況下防止在排放期間發(fā)生紊流和噴濺現(xiàn)象。用于解決問題的方案本發(fā)明的混合排放裝置是通過在加壓環(huán)境中將至少兩種液體混合在一起并在減 小所述至少兩種液體的混合物的壓力的狀態(tài)下排放所述混合物而形成塑料泡沫的裝置，所 述至少兩種液體均包含原料，并且所述至少兩種液體中的至少一種液體還包含發(fā)泡劑。所 述混合排放裝置包括混合室，在所述混合室中，被分別供給到所述混合室中的所述至少兩 種液體在加壓環(huán)境中被混合在一起；錐形通路，其在所述混合室的下游與所述混合室連通 并且具有內(nèi)周面，其中所述錐形通路的橫截面積沿所述錐形通路的下游方向減??；錐形活 塞，其被插入到所述錐形通路中并具有外周面，所述外周面的形狀與所述錐形通路的內(nèi)周 面的形狀相對(duì)應(yīng)；錐形活塞用的致動(dòng)器，其使所述錐形活塞從所述內(nèi)周面與所述外周面彼 此直接接觸的位置縮回，以在所述內(nèi)周面與所述外周面之間形成間隙，其中所述間隙的橫截面積沿所述錐形通路的下游方向減??；緩沖通路，其在所述錐形通路的下游與所述錐形 通路連通；以及排放口，其用于最終排放經(jīng)過了所述緩沖通路的混合物。所述緩沖通路裝置 在所述混合物膨脹的情況下接收從所述錐形通路經(jīng)由所述間隙被輸送到所述緩沖通路的 混合物，所述混合物經(jīng)由孔被輸送到所述排放口所在側(cè)，使得與從所述錐形通路將所述混 合物直接輸送到所述排放口的情況相比，減緩了所述混合物的膨脹程度。所述錐形活塞用 的致動(dòng)器控制所述錐形活塞的縮回量，以改變所述間隙的寬度，從而調(diào)節(jié)所述混合室所保 持的加壓環(huán)境并調(diào)節(jié)所述混合物的壓力在所述錐形通路中的減小程度。發(fā)明的效果在本發(fā)明的混合排放裝置中，含有發(fā)泡劑并形成于混合室的混合物經(jīng)由形成于錐 形通路的內(nèi)周面和錐形活塞的外周面之間的間隙被輸送到緩沖通路。與該內(nèi)周面的形狀 和該外周面的形狀相對(duì)應(yīng)，該間隙具有橫截面積沿錐形通路的下游方向減小的形狀，即，橫 截面積在從混合室到緩沖通路的方向上減小。經(jīng)過該間隙的混合物的壓力根據(jù)該間隙的形 狀逐漸地減小。通過控制錐形活塞的縮回量而易于調(diào)節(jié)減小的程度。另外，間隙的形狀實(shí) 現(xiàn)調(diào)節(jié)量，該調(diào)節(jié)量允許很大的減小程度。即使當(dāng)混合物中發(fā)泡劑的含量很大或者發(fā)泡劑 是諸如二氧化碳等低沸點(diǎn)氣體時(shí)，這使得可以通過溶解發(fā)泡劑而逐漸減小混合物的壓力。 通過間隙調(diào)節(jié)壓力還包括調(diào)節(jié)混合室內(nèi)部的加壓環(huán)境。在本發(fā)明的混合排放裝置中，已通 過間隙的混合物被進(jìn)一步輸送到在錐形通路的下游與錐形通路連通的緩沖通路。緩沖通 路具有如下構(gòu)造緩沖通路在混合物膨脹的情況下接收已經(jīng)通過間隙的混合物，并經(jīng)由孔 (aperture)將混合物輸送到排放口所在側(cè)。與將混合物從錐形通路直接輸送到排放口的情 況相比，緩沖通路的該構(gòu)造減緩(alleviate)混合物的膨脹程度。從緩沖通路輸送到排放 口所在側(cè)的混合物在從排放口排放之后膨脹并最終形成塑料泡沫。緩沖通路還實(shí)現(xiàn)了不同 于該最終膨脹的漸進(jìn)初步膨脹。本發(fā)明的混合排放裝置在通過間隙和緩沖通路防止發(fā)泡劑 揮發(fā)并防止混合物快速膨脹和壓力降低的狀態(tài)下排放混合物。在混合室中，即使當(dāng)包含原 料和發(fā)泡劑的液體進(jìn)行碰撞混合時(shí)，也有效地減少由此產(chǎn)生的紊流和非定常流。這可以防 止在排放期間發(fā)生紊流和噴濺現(xiàn)象，同時(shí)不會(huì)降低塑料泡沫的發(fā)泡率。本發(fā)明的混合排放裝置并不需要專利文獻(xiàn)2的混合頭中所使用的多級(jí)活塞，而是 具有簡(jiǎn)單的構(gòu)造。即，本發(fā)明的裝置具有可以降低成本的構(gòu)造。從以上說明可以理解，在發(fā)泡劑是例如二氧化碳等低沸點(diǎn)氣體的情況下，本發(fā)明 的混合排放裝置的效果尤其顯著。


圖IA是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式的停止?fàn)顟B(tài)的剖視圖。圖IB是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式的工作狀態(tài)的剖視圖。圖2A是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的另一實(shí)施方式的停止?fàn)顟B(tài)的剖視 圖。圖2B是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的另一實(shí)施方式的工作狀態(tài)的剖視 圖。圖3A是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的再一實(shí)施方式的停止?fàn)顟B(tài)的剖視 圖。
圖IBB是示意性示出本發(fā)明的混合排放裝置的再一實(shí)施方式的工作狀態(tài)的剖視 圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式中，錐形通路的內(nèi)周面和錐形活塞的外周面 都是錐形面。在該構(gòu)造中，在該內(nèi)周面和該外周面之間形成錐體狀的間隙，其中，錐體的頂點(diǎn)側(cè) 位于下游側(cè)。該形狀可由不具有頂點(diǎn)的錐體的一部分形成。該間隙更加均勻地減小混合物 的壓力。在本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式中，在緩沖通路與間隙連通的連通部，緩沖 通路的混合物流路的橫截面積比間隙的橫截面積大，并且緩沖通路的端部處的混合物流路 的橫截面積小于連通部處的流路的橫截面積，因此，端部用作前述的孔。該構(gòu)造以更加緩和的狀態(tài)在緩沖通路中實(shí)現(xiàn)初步膨脹。在連通部處流路的比間隙 的橫截面積大的橫截面積和位于端部的孔顯著地有助于漸進(jìn)膨脹。該構(gòu)造可以更可靠有效 地防止發(fā)泡劑的揮發(fā)以及混合物的快速膨脹和壓力降低。本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式還包括副活塞，該副活塞改變用于向緩沖通 路的排放口所在側(cè)輸送混合物的輸送口的面積；以及副活塞致動(dòng)器，該副活塞致動(dòng)器用于 使副活塞往復(fù)移動(dòng)。在該構(gòu)造中，輸送口的開度由副活塞調(diào)節(jié)。輸送口的開度與輸送口處的混合物流 量對(duì)應(yīng)，即，與緩沖通路的端部處的孔的大小對(duì)應(yīng)。因此，副活塞進(jìn)一步精確地調(diào)節(jié)緩沖通 路中的初步膨脹程度。典型地，輸送口的面積小于緩沖通路的連通部處的流路的橫截面積，因此輸送口 用作孔。實(shí)施方式還可包括從緩沖通路輸送的混合物所流過的副緩沖通路，該副緩沖通路 位于緩沖通路和排放口之間。在該實(shí)施方式中，緩沖通路的輸送口在副緩沖通路的內(nèi)周面 開口。副緩沖通路在從輸送口向下游延伸的部分中具有恒定截面，并且副緩沖通路在該部 分中筆直地延伸。在副緩沖通路的從輸送口向下游延伸的部分中的混合物流路的橫截面積 大于輸送口的面積。副活塞被插入到副緩沖通路中。副活塞致動(dòng)器使副活塞在副緩沖通路 內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，以改變?cè)诟本彌_通路的內(nèi)周面開口的輸送口的面積。在副緩沖通路中，從輸送口輸送的混合物膨脹。與已通過輸送口的混合物從排放 口被直接排放的情況相比，膨脹的發(fā)生更加緩和。即，副緩沖通路延遲從緩沖通路輸送的混 合物的壓力向大氣壓的減小，并延遲混合物的膨脹，從而防止混合物在經(jīng)過排放口之后快 速膨脹?？焖倥蛎洉?huì)導(dǎo)致產(chǎn)生高的排放能量以及導(dǎo)致飛濺。因此，副緩沖通路使本發(fā)明的 效果更為可靠。實(shí)施方式可具有如下構(gòu)造位于副緩沖通路的端部的開口為排放口，副活塞能夠 在輸送口完全露出到副緩沖通路的位置與排放口以遠(yuǎn)的位置之間往復(fù)移動(dòng)。在該構(gòu)造中，副活塞能夠具有清潔從輸送口向排放口延伸的區(qū)域的功能。在該情 況下，本發(fā)明的混合排放裝置適用于塑料泡沫的間歇排放。根據(jù)錐形活塞的構(gòu)造以及將在后面說明的混合室內(nèi)的開閉活塞的構(gòu)造，這些活塞和副活塞能夠具有清潔從混合室向排放口延伸的區(qū)域的功能。在該情況下，本發(fā)明的混合 排放裝置尤其適用于塑料泡沫的間歇排放。在本發(fā)明的具有副活塞的混合排放裝置的實(shí)施方式中，錐形活塞和副活塞可具有 定位機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)用于設(shè)定這些活塞縮回的位置。在該構(gòu)造中，定位機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)間隙的寬度以及輸送口的開度。由定位機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的寬 度和開度不會(huì)被從混合室排放的混合物的壓力以及在排放期間施加的負(fù)荷改變。因此，該 構(gòu)造確保由操作者所設(shè)定的塑料泡沫的排放。在本發(fā)明的具有副活塞的混合排放裝置的實(shí)施方式中，基于將至少一種液體供給 到混合室的壓力，錐形活塞用的致動(dòng)器可使錐形活塞往復(fù)移動(dòng)，副活塞用的致動(dòng)器可使副 活塞往復(fù)移動(dòng)，從而改變間隙的橫截面積和輸送口的面積(開度)。該構(gòu)造還適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)混合室中的加壓環(huán)境(混合物壓力)、混合物壓力在間隙 中的減小程度以及混合物在緩沖通路中的膨脹程度(另外，在具有副緩沖通路的實(shí)施方式 中，還調(diào)節(jié)在副緩沖通路中的膨脹程度)。該構(gòu)造消除了供給液體的壓力的變化，以在適當(dāng) 的狀態(tài)下排放塑料泡沫。典型地，基于供給液體的壓力，這些活塞的往復(fù)移動(dòng)、橫截面積和面積的改變自動(dòng) 地進(jìn)行。例如通過下述的壓力傳感器和控制器實(shí)現(xiàn)所述的自動(dòng)往復(fù)移動(dòng)和改變。本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式還包括發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)，發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)將所 需量的發(fā)泡劑供給到包含原料的液體中，以形成包含原料和發(fā)泡劑的液體。該構(gòu)造易于將塑料泡沫的排放期間所供給的發(fā)泡劑量改變到所需量，從而有助于 調(diào)節(jié)最終得到的塑料泡沫中的發(fā)泡劑量。在本發(fā)明的具有副緩沖通路的混合排放裝置的實(shí)施方式中，包括混合室、錐形通 路、緩沖通路以及副緩沖通路的本體部的構(gòu)造能夠被分割成包括混合室、錐形通路和緩沖 通路的塊(block)A以及包括副緩沖通路的塊B。該構(gòu)造能夠由具有簡(jiǎn)單的加工形式的塊組合而成，從而有助于減少本發(fā)明的混合 排放裝置的成本。該構(gòu)造便于裝置的維護(hù)，從而支持裝置保持正常的工作狀態(tài)。塊A例如為L(zhǎng)形塊。塊B例如為筆直的(I形)±夬。塊A和塊B的構(gòu)造均能夠被 分割成更小的塊。在本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式中，發(fā)泡劑為液體二氧化碳、亞臨界二氧化 碳、超臨界二氧化碳或二氧化碳與其它低沸點(diǎn)氣體的混合物。本發(fā)明的混合排放裝置的這些特征以及其它特征從以下所述的具體實(shí)施方式
變 得清楚。這些特征可被單獨(dú)使用或者各種特征盡可能多地組合使用。下面，參考

本發(fā)明的混合排放裝置的具體實(shí)施方式
。以下所述的實(shí)施方 式是本發(fā)明的裝置的實(shí)施例，并不限制權(quán)利要求書的范圍。圖IA和圖IB示出本發(fā)明的混合排放裝置的實(shí)施方式。圖IA示出實(shí)施方式的停 止?fàn)顟B(tài)。圖IB示出實(shí)施方式的工作狀態(tài)。圖IA和圖IB所示的混合排放裝置100包括混 合室1、錐形活塞2、錐形通路3、錐形活塞2用的致動(dòng)器、緩沖通路5以及排放口 4。至少兩種類型的液體B和液體C在壓力作用下分別經(jīng)由供給系統(tǒng)31和供給系統(tǒng) 32被供給到混合室1，其中液體B和液體C均含有用于塑料泡沫的原料，并且液體B和液體 C中的至少一種液體還含有混合在該液體中的發(fā)泡劑A。由此所供給的液體B和液體C在混合室1的加壓環(huán)境中被混合在一起。裝置100包括能夠插入混合室1中的開閉活塞15。如圖IA所示，當(dāng)裝置100處于 停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，開閉活塞15關(guān)閉混合室1。該關(guān)閉阻止經(jīng)由供給系統(tǒng)31和供給系統(tǒng)32向混 合室1供給液體B和液體C。在該狀態(tài)中，能夠經(jīng)由開閉活塞中所形成的循環(huán)通路36和37 將相應(yīng)的液體B和液體C引導(dǎo)到裝置100的外部。被引導(dǎo)到裝置100的外部的液體B和液 體C能夠經(jīng)由供給系統(tǒng)31和32再循環(huán)。開閉活塞15和混合室1之間的這種關(guān)系使混合 室1被開閉活塞15清潔。這使得裝置100適于間歇排放。另一方面，如圖IB所示，當(dāng)裝置100工作時(shí)，開閉活塞15的致動(dòng)器(圖中僅示出 該致動(dòng)器的部分油壓管道或氣壓管道；以同樣方式示出用于其它活塞的致動(dòng)器)使開閉活 塞15縮回到如下位置使在混合室1的內(nèi)周面開口的用于液體B的入口 13和用于液體C 的入口 14露出。在由于開閉活塞15的縮回而在開閉活塞15的前端與錐形通路3之間形 成的空間中，液體B和液體C被混合在一起。圖IA和圖IB中的附圖標(biāo)記“15a”標(biāo)識(shí)開閉 活塞15的活塞頭。錐形通路3在混合室1的下游與混合室1連通。通路3所具有的內(nèi)周面的橫截面 積沿通路3的下游方向減小。錐形活塞2所具有的外周面的形狀與通路3的內(nèi)周面的形狀 對(duì)應(yīng)，并且錐形活塞2被插入通路3中。如圖IA所示，當(dāng)裝置100處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，錐形活塞2與錐形通路3直接接觸，通 路3的內(nèi)周面和活塞2的外周面之間沒有間隙。此外，錐形活塞2與緩沖通路5的內(nèi)周面 直接接觸，并關(guān)閉緩沖通路5，其中，緩沖通路5包括設(shè)置于緩沖通路5的端部處的輸送口 6?；钊?、通路3和通路5之間的這種關(guān)系使活塞2清潔通路3和通路5。這使得裝置100 適用于間歇排放。另一方面，如圖IB所示，當(dāng)裝置100工作時(shí)，錐形活塞2的致動(dòng)器使錐形活塞2從 活塞2與通路3直接接觸的位置縮回?；钊?的縮回使得通路3的內(nèi)周面和活塞2的外周 面之間形成寬度為D的間隙。與通路3和活塞2的錐形面相對(duì)應(yīng)，該間隙的橫截面積沿通 路3的下游方向(朝向緩沖通路5的方向)減小。在混合室1中形成的混合物所流過的間 隙的長(zhǎng)度大于錐形通路3的形成間隙的部分的直徑。活塞2的縮回使活塞2的前端和輸送 口 6之間形成緩沖通路5。緩沖通路5的混合物流路的橫截面積大于在間隙與通路5彼此連通的連通部處的 間隙的橫截面積。緩沖通路5的端部處的混合物流路的橫截面積(圖IA和圖IB中所示的 實(shí)施方式中的輸送口6的面積)比緩沖通路5的連通部處的流路的橫截面積小。輸送口6 用作流經(jīng)緩沖通路5的混合物用的孔。即，緩沖通路5具有如下構(gòu)造緩沖通路5接收經(jīng)由 間隙從通路3輸送到通路5的混合物，混合物產(chǎn)生膨脹，并且混合物經(jīng)由孔被輸送到排放口 4所在側(cè)。與混合物從通路3被直接輸送到排放口 4的情況相比，該構(gòu)造減緩混合物的膨脹 程度。 裝置100包括副活塞11和副緩沖通路12，副活塞11改變將混合物從緩沖通路5 輸送到排放口 4所在側(cè)所用的輸送口 6的面積，副活塞11插入副緩沖通路12，并且副活塞 11在所述副緩沖通路12中滑動(dòng)。 副緩沖通路12被布置在緩沖通路5和排放口 4之間。在裝置100中，位于副緩沖 通路12的端部(最下游)的開口是排放口 4。緩沖通路5的輸送口 6在副緩沖通路12的內(nèi)周面開口。當(dāng)裝置100工作時(shí)，經(jīng)由輸送口(孔)6自緩沖通路5輸送的混合物經(jīng)過副緩 沖通路12到達(dá)排放口 4。副緩沖通路12的從輸送口 6向下游延伸的部分具有恒定截面。 在該部分中，副緩沖通路12筆直地延伸。副緩沖通路12的從輸送口 6向下游延伸的部分 中的混合物流路的橫截面積大于輸送口 6的面積。副活塞11用的致動(dòng)器使副活塞11在副 緩沖通路12內(nèi)往復(fù)移動(dòng)以改變?cè)诟本彌_通路12的內(nèi)周面開口的輸送口 6的面積。副活塞 11經(jīng)由其致動(dòng)器在輸送口 6被完全露出到副緩沖通路12的位置和排放口 4以遠(yuǎn)的位置之 間往復(fù)移動(dòng)。如圖IA所示，當(dāng)裝置100處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，副活塞11關(guān)閉副緩沖通路12并封閉 輸送口 6。輸送口 6、副活塞11和副緩沖通路12之間的這種關(guān)系使活塞11清潔通路12。 這使得裝置100適用于間歇排放。另一方面，如圖IB所示，當(dāng)裝置100工作時(shí)，副活塞11的致動(dòng)器使副活塞11縮回， 使得輸送口 6的至少一部分露出到副緩沖通路12?；钊?1的這種縮回使混合物經(jīng)由輸送 口 6到達(dá)副緩沖通路12。下面，說明圖IA和圖IB所示的混合排放裝置100的控制的實(shí)施方式。當(dāng)排放停止時(shí)，裝置100處于圖IA所示的狀態(tài)。當(dāng)操作者開始操作裝置100時(shí)， 如圖IB所示，開閉活塞15縮回到使液體B用的入口 13和液體C用的入口 14露出的位置。 與控制器34連接的致動(dòng)器使活塞15縮回。該縮回在活塞15的前端和錐形通路3之間形成 空間。這樣，在壓力作用下，控制器34經(jīng)由供給系統(tǒng)31以及入口 13將液體B供給到上述 空間中，并經(jīng)由供給系統(tǒng)32以及入口 14將液體C供給到上述空間中。通常，通過將發(fā)泡劑 A混合到液體中而提供在供給期間施加的壓力。然而，如果有必要的話，可以對(duì)裝置100添 加加壓機(jī)構(gòu)。與控制器34相連的壓力傳感器33和溫度傳感器38和39被布置于液體用的 供給系統(tǒng)31和供給系統(tǒng)32中。已供給的液體B和液體C在上述空間(在混合室1內(nèi)部) 內(nèi)在加壓環(huán)境中被混合在一起以形成混合物。該混合物包含發(fā)泡劑A，而該加壓環(huán)境使發(fā)泡 劑A溶解于混合物中。在圖IA和圖IB所示的實(shí)施方式中，混合室1的入口 13和入口 14由開閉活塞 15開閉。該構(gòu)造對(duì)進(jìn)入混合室1中的液體B和液體C提供良好的注入響應(yīng)和切斷響應(yīng) (responses of injectionand cutoff)0隨著混合物的形成，錐形活塞2從與錐形通路3直接接觸的位置縮回，副活塞11 從活塞11的前端到達(dá)排放口 4的位置縮回到使緩沖通路5的輸送口 6的至少一部分露出 到副緩沖通路12的位置。這些活塞2和11的縮回形成從混合室1延伸到排放口 4并具有 特定形狀的混合物流路。該特定形狀如上所述。流路的非傳統(tǒng)形狀逐漸地減小混合室1中 形成的混合物的壓力，從而可靠地獲得本發(fā)明的上述效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用裝置100能夠執(zhí)行與上述的控制的實(shí)施方式不同的其它控 制。裝置100設(shè)置有定位機(jī)構(gòu)21和22，定位機(jī)構(gòu)21用于設(shè)定活塞2縮回的位置，定位 機(jī)構(gòu)22用于設(shè)定活塞11縮回的位置。定位機(jī)構(gòu)21防止活塞2縮回的位置、即通過活塞2 的縮回而獲得的間隙的寬度D由于從混合室1排放的混合物的壓力和在混合物的排放期間 所強(qiáng)加的負(fù)荷而改變；定位機(jī)構(gòu)22防止活塞11縮回的位置、即通過活塞11的縮回而獲得 的輸送口 6的開口 E由于從混合室1排放的混合物的壓力和在混合物的排放期間所強(qiáng)加的負(fù)荷而改變。定位機(jī)構(gòu)21和22根據(jù)操作者的設(shè)定確保塑料泡沫的排放。裝置100的定位 機(jī)構(gòu)21設(shè)置有防松螺母21a以及帶有密封件21b的螺釘；裝置100的定位機(jī)構(gòu)22設(shè)置有 防松螺母22a以及帶有密封件22b的螺釘定位機(jī)構(gòu)可設(shè)置有雙螺母而不是防松螺母。帶有 密封件21b的螺釘貫穿缸體2b以與活塞頭加接觸從而確定活塞2縮回的位置；帶有密封 件22b的螺釘貫穿缸體lib以與活塞頭Ila接觸從而確定活塞11縮回的位置。本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠適當(dāng)?shù)夭捎贸龍DIA和圖IB所示的定位機(jī)構(gòu)之外的其他定位機(jī)構(gòu)。當(dāng)執(zhí)行間歇排放時(shí)，每次排放時(shí)間可不同。在該情況下，每次要消耗的液體B的量 和液體C的量發(fā)生差異。該差異導(dǎo)致混合室1中所形成的混合物的壓力變化，該變化使活 塞2和活塞11移動(dòng)從而改變了用于排放混合物的條件。當(dāng)排放塑料泡沫時(shí)，并不期望無意 間改變所述排放條件。定位機(jī)構(gòu)21和定位機(jī)構(gòu)22防止這些改變。當(dāng)使用含有例如二氧化碳等低沸點(diǎn)氣體的發(fā)泡劑時(shí)，難以使液體B和液體C被供 給到混合室時(shí)的壓力保持恒定。裝置100包括壓力傳感器33，該壓力傳感器33被設(shè)置以液 體B用的供給系統(tǒng)31和液體C用的供給系統(tǒng)32。在裝置100中，控制器34反饋至少一種 液體的由傳感器監(jiān)測(cè)到的壓力，以控制活塞2和活塞11的縮回量。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠構(gòu) 造一種自動(dòng)地執(zhí)行控制的控制系統(tǒng)。該構(gòu)造調(diào)節(jié)間隙的寬度D和輸送口的開度E，以消除液 體B和液體C的供給壓力的改變，從而保持適當(dāng)?shù)呐欧艞l件。裝置100包括發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)，發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)將待供給到液體B和/或液體C 中的發(fā)泡劑A的量調(diào)節(jié)到所需量。該機(jī)構(gòu)設(shè)置有與控制器34相連的閥35。該機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)待 供給到液體B和/或液體C中的發(fā)泡劑A的量，從而可以控制塑料泡沫的發(fā)泡狀態(tài)和調(diào)節(jié) 在所獲得的泡沫中含有的發(fā)泡劑的量。閥35可以電動(dòng)地或手動(dòng)地操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員 能夠適當(dāng)?shù)貥?gòu)造一種發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)。盡管附圖中沒有示出分解狀態(tài)，但是，裝置100的包括混合室1、錐形通路3、緩沖 通路5以及副緩沖通路12的主體塊41是L形塊和筆直(I形)塊的組合，L形塊包括混合 室1、錐形通路3以及緩沖通路5，筆直塊包括副緩沖通路12。各塊能夠彼此分離。能夠利 用具有簡(jiǎn)單形式的塊的組合來獲得該構(gòu)造，從而能夠以低的成本制造出該構(gòu)造。除該構(gòu)造 以外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠設(shè)計(jì)并制造作為任意形狀的塊的組合的裝置100。更具體地，通過加工主體塊41形成混合室1、錐形通路3、緩沖通路5、輸送口 6以 及副緩沖通路12。錐形活塞2、副活塞11、開閉活塞15與容納所述活塞的缸體2b、1 Ib、1恥 一起可拆卸地固定于主體塊41。該構(gòu)造便于裝置100的維護(hù)。裝置100包括溫度傳感器38和39，溫度傳感器38用于測(cè)量向液體供給系統(tǒng)31提 供的液體B的溫度，溫度傳感器39用于測(cè)量向液體供給系統(tǒng)32提供的液體C的溫度。溫 度傳感器38和39連接到控制器34。在裝置100停止(圖1A)的狀態(tài)下，當(dāng)液體B和液體 C經(jīng)由開閉活塞15中所形成的循環(huán)通路36和37循環(huán)時(shí)，該構(gòu)造使得能夠通過熱交換器控 制液體B和液體C的溫度，圖中未示出所述熱交換器。當(dāng)發(fā)泡劑A包含低沸點(diǎn)氣體時(shí)，本發(fā)明的效果變得更加顯著。低沸點(diǎn)氣體的 例子包括液體二氧化碳、亞臨界二氧化碳、超臨界二氧化碳、例如HFC-13^等氯氟烴 (chlorofluorocarbon)、氮?dú)庖约皻鍤狻０l(fā)泡劑A可以包含兩種以上低沸點(diǎn)氣體。下面說明實(shí)施例。如圖IA所示，在開閉活塞15被關(guān)閉并且入口 13和入口 14被 關(guān)閉的狀態(tài)下，液體B (包含二氧化碳?xì)怏w的多羥基化合物)通過循環(huán)通路36在供給系統(tǒng)31內(nèi)循環(huán)，液體C(異氰酸酯)通過循環(huán)通路37在供給系統(tǒng)32內(nèi)循環(huán)。在由壓力傳感器 33所監(jiān)測(cè)到的液體的壓力與由溫度傳感器38所監(jiān)測(cè)到的液體的溫度到達(dá)設(shè)定值之前，使 液體B循環(huán)；在由壓力傳感器33所監(jiān)測(cè)到的液體的壓力與由溫度傳感器39所監(jiān)測(cè)到的液 體的溫度到達(dá)設(shè)定值之前，使液體C循環(huán)。在壓力和溫度穩(wěn)定在設(shè)定值之后，開閉活塞15 縮回，以使循環(huán)路徑36與供給系統(tǒng)31分離和使循環(huán)路徑37與供給系統(tǒng)32分離，從而使入 口 13和入口 14露出于混合室1內(nèi)。然后，液體B和液體C被注入到混合室1中以混合在 一起。這樣，錐形活塞2和副活塞11被縮回以形成用于上述混合物的流路，然后塑料泡沫 從排放口 4排放。在由本發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)中，所獲得的泡沫包含體積比大約為10%的殘 留二氧化碳?xì)怏w。殘留的二氧化碳?xì)怏w的量會(huì)減小待消耗的液體B和液體C的量。在該實(shí) 施例中，由液體B和液體C的溫度控制液體的壓力。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠使用其它方 法來控制壓力。由開閉活塞15的縮回而實(shí)現(xiàn)的入口 13和入口 14的露出以及由錐形活塞2和副 活塞11的縮回而實(shí)現(xiàn)的混合物流路的形成可不必同時(shí)發(fā)生。操作者能夠設(shè)定各活塞的往 復(fù)移動(dòng)的定時(shí)以及移動(dòng)量。由包括至少混合室1、錐形活塞2、錐形通路3和緩沖通路5的裝置實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的 效果。圖2A和圖2B示出本裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖2A示出本實(shí)施方式的停止?fàn)顟B(tài)。圖 2B示出本實(shí)施方式的工作狀態(tài)。如圖2B所示，當(dāng)裝置101工作時(shí)，形成上述混合物流路。如圖3A和圖:3B所示，裝置101可包括副活塞11以及其致動(dòng)器，其中副活塞11改 變輸送口 6的面積。圖3A示出本實(shí)施方式的停止?fàn)顟B(tài)。圖:3B示出本實(shí)施方式的工作狀態(tài)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的混合排放裝置適用于制造塑料泡沫，尤其適用于使用包含低沸點(diǎn)氣體的 發(fā)泡劑制造塑料泡沫。
1權(quán)利要求
1.一種混合排放裝置，其通過在加壓環(huán)境中將至少兩種液體混合在一起并在減小所述 至少兩種液體的混合物的壓力的狀態(tài)下排放所述混合物而形成塑料泡沫，所述至少兩種液 體均包含原料，并且所述至少兩種液體中的至少一種液體還包含發(fā)泡劑，其中，所述混合排放裝置包括混合室，在所述混合室中，被分別供給到所述混合室中的所述至少兩種液體在加壓環(huán) 境中被混合在一起；錐形通路，其在所述混合室的下游與所述混合室連通并且具有內(nèi)周面，其中所述錐形 通路的橫截面積沿所述錐形通路的下游方向減?。诲F形活塞，其被插入到所述錐形通路中并具有外周面，所述外周面的形狀與所述錐形 通路的內(nèi)周面的形狀相對(duì)應(yīng)；錐形活塞用的致動(dòng)器，其使所述錐形活塞從所述內(nèi)周面與所述外周面彼此直接接觸的 位置縮回，以在所述內(nèi)周面與所述外周面之間形成間隙，其中所述間隙的橫截面積沿所述 錐形通路的下游方向減小；緩沖通路，其在所述錐形通路的下游與所述錐形通路連通；以及排放口，其用于最終排放經(jīng)過了所述緩沖通路的混合物，所述緩沖通路具有在所述混合物膨脹的情況下接收從所述錐形通路經(jīng)由所述間隙被 輸送到所述緩沖通路的混合物的構(gòu)造，所述混合物經(jīng)由孔被輸送到所述排放口所在側(cè)，使 得與從所述錐形通路將所述混合物直接輸送到所述排放口的情況相比，減緩了所述混合物 的膨脹程度，而且所述錐形活塞用的致動(dòng)器控制所述錐形活塞的縮回量，以改變所述間隙的寬度，從而 調(diào)節(jié)所述混合室所保持的加壓環(huán)境并調(diào)節(jié)所述混合物的壓力在所述錐形通路中的減小程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合排放裝置，其特征在于，所述內(nèi)周面與所述外周面均為 圓錐形面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合排放裝置，其特征在于，在所述緩沖通路的所述緩沖通 路與所述間隙彼此連通的連通部，所述緩沖通路的混合物流路的橫截面積比所述間隙的混 合物流路的橫截面積大，并且所述緩沖通路的端部處的混合物流路的橫截面積小于所述連 通部處的混合物流路的橫截面積，所述端部用作所述孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合排放裝置，其特征在于，所述混合排放裝置還包括副活塞，所述副活塞改變所述緩沖通路的用于向所述排放口所在側(cè)輸送混合物的輸送 口的面積；以及副活塞用的致動(dòng)器，所述副活塞用的致動(dòng)器使所述副活塞往復(fù)移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合排放裝置，其特征在于，所述混合排放裝置還包括副緩沖通路，其位于所述緩沖通路和所述排放口之間，從所述緩沖通路輸送的所述混 合物經(jīng)過所述副緩沖通路，其中，所述緩沖通路的輸送口在所述副緩沖通路的內(nèi)周面開口，所述副緩沖通路在從所述輸送口向下游延伸的部分具有恒定的截面，并且所述副緩沖 通路在該部分筆直地延伸，所述副緩沖通路的從所述輸送口向下游延伸的所述部分中的混 合物流路的橫截面積大于所述輸送口的面積，所述副活塞被插入到所述副緩沖通路中，而且所述副活塞用的致動(dòng)器使所述副活塞在所述副緩沖通路內(nèi)部往復(fù)移動(dòng)，以改變?cè)谒?副緩沖通路的內(nèi)周面開口的所述輸送口的面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合排放裝置，其特征在于，位于所述副緩沖通路的端部的 開口為所述排放口，所述副活塞在所述輸送口完全露出到所述副緩沖通路的位置與所述排 放口的位置之間或者在所述輸送口完全露出到所述副緩沖通路的位置與超過所述排放口 的位置之間往復(fù)移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合排放裝置，其特征在于，所述混合排放裝置還包括定位 機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)用于設(shè)定所述錐形活塞和所述副活塞縮回的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合排放裝置，其特征在于，基于將所述液體中的至少一種 液體供給到所述混合室的壓力，所述錐形活塞用的致動(dòng)器使所述錐形活塞往復(fù)移動(dòng)，從而 改變所述間隙的橫截面積，并且所述副活塞用的致動(dòng)器使所述副活塞往復(fù)移動(dòng)，從而改變 所述輸送口的面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合排放裝置，其特征在于，所述混合排放裝置還包括發(fā)泡 劑供給機(jī)構(gòu)，所述發(fā)泡劑供給機(jī)構(gòu)將所需量的發(fā)泡劑供給到包含原料的液體中，以形成包 含原料和發(fā)泡劑的液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合排放裝置，其特征在于，包括所述混合室、所述錐形通 路、所述緩沖通路以及所述副緩沖通路的主體部具有如下構(gòu)造該構(gòu)造能夠被分成包括所 述混合室、所述錐形通路和所述緩沖通路的塊以及包括所述副緩沖通路的塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合排放裝置，其特征在于，所述發(fā)泡劑是液體二氧化碳、 亞臨界二氧化碳或超臨界二氧化碳，或者是所述二氧化碳與其它低沸點(diǎn)氣體的混合物。
全文摘要
一種混合排放裝置，其包括混合室(1)，在混合室中，包含原料的液體在加壓環(huán)境下被混合，所述液體中的至少一種液體還含有發(fā)泡劑；錐形通路(3)，其與混合室連通并具有橫截面積沿下游方向減小的內(nèi)周面；錐形活塞(2)，其被插入到錐形通路中并具有與所述內(nèi)周面對(duì)應(yīng)的外周面；致動(dòng)器，其使活塞從內(nèi)周面與外周面彼此接觸的位置縮回，以形成特定間隙；緩沖通路(5)，其與錐形通路連通；以及排放口(4)，其用于最終排放混合物。緩沖通路具有減緩混合物的膨脹的構(gòu)造。致動(dòng)器控制活塞的縮回量，以改變間隙的寬度D，從而調(diào)節(jié)混合室所保持的壓力并調(diào)節(jié)混合物的壓力在錐形通路中減小的程度。
文檔編號(hào)B29C44/42GK102137743SQ20108000247
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者上原且資, 元木昭, 尾崎仁, 柴山卓人, 永田均, 鈴江三司郎 申請(qǐng)人:東邦機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社