混合排放装置的制作方法

专利名称：混合排放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有压力控制机构的混合排放装置。该混合排放装置在加压环境 中将液体混合在一起，并在减小混合物的压力的状态下将获得的混合物排放，以形成塑料 泡沫，其中，所述液体均含有原料并且所述液体中的至少一种液体还含有发泡剂。
背景技术：
专利文献1(JP2009_51013A)公开了一种混合头，该混合头使用二氧化碳或者二 氧化碳与其它低沸点气体的混合气体作为发泡剂，并且该混合头适于形成聚氨酯泡沫。专 利文献2(JP 3575815 B)公开了一种多成分混合头，该混合头采用通过高压注入的碰撞混 合(collisional mixing)。专利文献2的技术试图减少在碰撞混合期间产生的涡流和非定 常流(unsteady-state flow)，从而解决由这些流动引起的问题。专利文献3(JP 3332313 B)公开了一种当机械混合后的聚氨酯反应混合物一旦被容纳于扩张的分配室之后经由细 长流路排放所述聚氨酯反应混合物的方法，并公开了用于实施该方法的装置。具体地，专利文献1的混合头包括流出通道，其具有排放口 ；混合室，其在与流出 通道的交汇处具有开口，并且在内部形成有用于均含有原料和发泡剂的液体的入口 ；调整 室，其被设置成与混合室相对，并且流出通道介于调整室和混合室之间；第一活塞，其被插 入到混合室中，并且能够在混合室的朝向流出通道开放的开口和混合室内部的入口所开口 的位置之间往复移动；以及第二活塞，其被插入到调整室中并且可移动到混合室中，该第二 活塞的直径比第一活塞的直径小。在混合头中，两种类型的液体从入口注入到混合室中，同 时，第二活塞被插入到混合室中。通过控制第二活塞的插入量，调节混合室内部的压力，并 且在排放混合物的同时防止混合物快速膨胀。此外，混合头的实施方式还设置有位于流出 通道内部的清洁活塞，该流出通道从排放口笔直地向上游延伸并与混合室连通。清洁活塞 与第一活塞和第二活塞一起具有移除残留于相应通道中的液体和混合物的清洁功能。该功 能使混合头通过介于各排放之间的使用相应活塞的清洁步骤执行间歇排放(intermittent discharge)0专利文献2中的混合头包括具有混合室的喷嘴主体，其在高压下注入单个液体 组分，以使各组分碰撞并混合在一起；排放喷嘴，其朝向混合室开口并注入单个液体组分； 排放管道，其排放已在混合室内部混合了的混合溶液；缸体装置，其在混合室内部滑动；以 及调整构件，其具有能够突出到排放管道内部的空间中的多级活塞机构。排放管道和喷嘴 主体彼此直接连通。排放管道和混合室以预定角度彼此连通。该构造允许高压喷射液体组 分以及通过注入进行混合。所述多级活塞机构具有上述的清洁功能。该功能允许混合头执 行间歇排放。专利文献3的装置包括分配室，已被机械地混合的聚氨酯反应混合物在高压下 被供给到该分配室中；细长流路，其与分配室连通；以及活塞，其形成流路并具有锥形面。 流路的位于下游侧的端部与开口的排放口连通。在该装置中，活塞的往复移动改变流路的 宽度，从而调节将要被供给到分配室的混合物的压力并调节混合物的压力在流路中被减小的程度。从流路中高速流出的混合物所碰撞的环状碰撞面被布置于排放口的中央部或者布 置于排放口的内周面。碰撞面扰乱混合物的流动以减小混合物的动能。该构造使聚氨酯反 应混合物发泡。然而，该装置并不具有清洁功能，并且仅适于连续排放。在专利文献1的混合头中，通过控制第二活塞进入混合室中的行程量来调节混合 物的压力被减小的程度。然而，不管第二活塞的行程量如何，混合室的内壁和第二活塞之间 所形成的间隙的间距恒定。因此，当从混合室流出的混合物的量或液体中的发泡剂的含量 增大时，不管第二活塞的行程量增大多少，混合物都会在其压力尚未充分减小的情况下流 出到流出通道。这导致排放伴随有快速膨胀并伴随有紊流的发生。这种排放状态被称为所 谓的“喷溅(splash)”。该喷溅导致泡沫散射以及不均勻填充。在专利文献2的混合头中，所述多个活塞在混合室和排放管道彼此连通的连通部 对混合物流路进行多级调节。该调节减少从混合室流出到排放管道的混合溶液中所产生的 涡流和非定常流，使该混合溶液成为层流状态。然而，当发泡剂是低沸点气体时，要求包括 中央清洁活塞的多级活塞的开度极其地小。这种小的活塞开度导致已通过活塞段的混合溶 液快速膨胀，从而导致喷溅。另外，多级活塞的构造和控制复杂，这导致混合头的成本增加。专利文献3的装置的优点在于，该装置不受由碰撞混合产生的涡流和非定常流的 影响。然而，该装置不能提供机械式洗净，由此不适于间歇排放。引用清单专利文献{专利文献 1} JP 2009-51013A{专利文献 2} JP 3575815B{专利文献 3} JP 3332313B

发明内容
技术问题本发明用于提供一种混合排放装置，该混合排放装置通过在加压环境中将液体混 合在一起并在减小混合物的压力的状态下排放所获得的混合物而形成塑料泡沫，其中所述 液体均含有原料并且所述液体中的至少一种液体还包含发泡剂，该混合排放装置的构造使 成本减小，并且在不降低塑料泡沫的发泡率的情况下防止在排放期间发生紊流和喷溅现象。用于解决问题的方案本发明的混合排放装置是通过在加压环境中将至少两种液体混合在一起并在减 小所述至少两种液体的混合物的压力的状态下排放所述混合物而形成塑料泡沫的装置，所 述至少两种液体均包含原料，并且所述至少两种液体中的至少一种液体还包含发泡剂。所 述混合排放装置包括混合室，在所述混合室中，被分别供给到所述混合室中的所述至少两 种液体在加压环境中被混合在一起；锥形通路，其在所述混合室的下游与所述混合室连通 并且具有内周面，其中所述锥形通路的横截面积沿所述锥形通路的下游方向减小；锥形活 塞，其被插入到所述锥形通路中并具有外周面，所述外周面的形状与所述锥形通路的内周 面的形状相对应；锥形活塞用的致动器，其使所述锥形活塞从所述内周面与所述外周面彼 此直接接触的位置缩回，以在所述内周面与所述外周面之间形成间隙，其中所述间隙的横截面积沿所述锥形通路的下游方向减小；缓冲通路，其在所述锥形通路的下游与所述锥形 通路连通；以及排放口，其用于最终排放经过了所述缓冲通路的混合物。所述缓冲通路装置 在所述混合物膨胀的情况下接收从所述锥形通路经由所述间隙被输送到所述缓冲通路的 混合物，所述混合物经由孔被输送到所述排放口所在侧，使得与从所述锥形通路将所述混 合物直接输送到所述排放口的情况相比，减缓了所述混合物的膨胀程度。所述锥形活塞用 的致动器控制所述锥形活塞的缩回量，以改变所述间隙的宽度，从而调节所述混合室所保 持的加压环境并调节所述混合物的压力在所述锥形通路中的减小程度。发明的效果在本发明的混合排放装置中，含有发泡剂并形成于混合室的混合物经由形成于锥 形通路的内周面和锥形活塞的外周面之间的间隙被输送到缓冲通路。与该内周面的形状 和该外周面的形状相对应，该间隙具有横截面积沿锥形通路的下游方向减小的形状，即，横 截面积在从混合室到缓冲通路的方向上减小。经过该间隙的混合物的压力根据该间隙的形 状逐渐地减小。通过控制锥形活塞的缩回量而易于调节减小的程度。另外，间隙的形状实 现调节量，该调节量允许很大的减小程度。即使当混合物中发泡剂的含量很大或者发泡剂 是诸如二氧化碳等低沸点气体时，这使得可以通过溶解发泡剂而逐渐减小混合物的压力。 通过间隙调节压力还包括调节混合室内部的加压环境。在本发明的混合排放装置中，已通 过间隙的混合物被进一步输送到在锥形通路的下游与锥形通路连通的缓冲通路。缓冲通 路具有如下构造缓冲通路在混合物膨胀的情况下接收已经通过间隙的混合物，并经由孔 (aperture)将混合物输送到排放口所在侧。与将混合物从锥形通路直接输送到排放口的情 况相比，缓冲通路的该构造减缓(alleviate)混合物的膨胀程度。从缓冲通路输送到排放 口所在侧的混合物在从排放口排放之后膨胀并最终形成塑料泡沫。缓冲通路还实现了不同 于该最终膨胀的渐进初步膨胀。本发明的混合排放装置在通过间隙和缓冲通路防止发泡剂 挥发并防止混合物快速膨胀和压力降低的状态下排放混合物。在混合室中，即使当包含原 料和发泡剂的液体进行碰撞混合时，也有效地减少由此产生的紊流和非定常流。这可以防 止在排放期间发生紊流和喷溅现象，同时不会降低塑料泡沫的发泡率。本发明的混合排放装置并不需要专利文献2的混合头中所使用的多级活塞，而是 具有简单的构造。即，本发明的装置具有可以降低成本的构造。从以上说明可以理解，在发泡剂是例如二氧化碳等低沸点气体的情况下，本发明 的混合排放装置的效果尤其显著。


图IA是示意性示出本发明的混合排放装置的实施方式的停止状态的剖视图。图IB是示意性示出本发明的混合排放装置的实施方式的工作状态的剖视图。图2A是示意性示出本发明的混合排放装置的另一实施方式的停止状态的剖视 图。图2B是示意性示出本发明的混合排放装置的另一实施方式的工作状态的剖视 图。图3A是示意性示出本发明的混合排放装置的再一实施方式的停止状态的剖视 图。
图IBB是示意性示出本发明的混合排放装置的再一实施方式的工作状态的剖视 图。
具体实施例方式在本发明的混合排放装置的实施方式中，锥形通路的内周面和锥形活塞的外周面 都是锥形面。在该构造中，在该内周面和该外周面之间形成锥体状的间隙，其中，锥体的顶点侧 位于下游侧。该形状可由不具有顶点的锥体的一部分形成。该间隙更加均勻地减小混合物 的压力。在本发明的混合排放装置的实施方式中，在缓冲通路与间隙连通的连通部，缓冲 通路的混合物流路的横截面积比间隙的横截面积大，并且缓冲通路的端部处的混合物流路 的横截面积小于连通部处的流路的横截面积，因此，端部用作前述的孔。该构造以更加缓和的状态在缓冲通路中实现初步膨胀。在连通部处流路的比间隙 的横截面积大的横截面积和位于端部的孔显著地有助于渐进膨胀。该构造可以更可靠有效 地防止发泡剂的挥发以及混合物的快速膨胀和压力降低。本发明的混合排放装置的实施方式还包括副活塞，该副活塞改变用于向缓冲通 路的排放口所在侧输送混合物的输送口的面积；以及副活塞致动器，该副活塞致动器用于 使副活塞往复移动。在该构造中，输送口的开度由副活塞调节。输送口的开度与输送口处的混合物流 量对应，即，与缓冲通路的端部处的孔的大小对应。因此，副活塞进一步精确地调节缓冲通 路中的初步膨胀程度。典型地，输送口的面积小于缓冲通路的连通部处的流路的横截面积，因此输送口 用作孔。实施方式还可包括从缓冲通路输送的混合物所流过的副缓冲通路，该副缓冲通路 位于缓冲通路和排放口之间。在该实施方式中，缓冲通路的输送口在副缓冲通路的内周面 开口。副缓冲通路在从输送口向下游延伸的部分中具有恒定截面，并且副缓冲通路在该部 分中笔直地延伸。在副缓冲通路的从输送口向下游延伸的部分中的混合物流路的横截面积 大于输送口的面积。副活塞被插入到副缓冲通路中。副活塞致动器使副活塞在副缓冲通路 内往复移动，以改变在副缓冲通路的内周面开口的输送口的面积。在副缓冲通路中，从输送口输送的混合物膨胀。与已通过输送口的混合物从排放 口被直接排放的情况相比，膨胀的发生更加缓和。即，副缓冲通路延迟从缓冲通路输送的混 合物的压力向大气压的减小，并延迟混合物的膨胀，从而防止混合物在经过排放口之后快 速膨胀。快速膨胀会导致产生高的排放能量以及导致飞溅。因此，副缓冲通路使本发明的 效果更为可靠。实施方式可具有如下构造位于副缓冲通路的端部的开口为排放口，副活塞能够 在输送口完全露出到副缓冲通路的位置与排放口以远的位置之间往复移动。在该构造中，副活塞能够具有清洁从输送口向排放口延伸的区域的功能。在该情 况下，本发明的混合排放装置适用于塑料泡沫的间歇排放。根据锥形活塞的构造以及将在后面说明的混合室内的开闭活塞的构造，这些活塞和副活塞能够具有清洁从混合室向排放口延伸的区域的功能。在该情况下，本发明的混合 排放装置尤其适用于塑料泡沫的间歇排放。在本发明的具有副活塞的混合排放装置的实施方式中，锥形活塞和副活塞可具有 定位机构，定位机构用于设定这些活塞缩回的位置。在该构造中，定位机构调节间隙的宽度以及输送口的开度。由定位机构调节的宽 度和开度不会被从混合室排放的混合物的压力以及在排放期间施加的负荷改变。因此，该 构造确保由操作者所设定的塑料泡沫的排放。在本发明的具有副活塞的混合排放装置的实施方式中，基于将至少一种液体供给 到混合室的压力，锥形活塞用的致动器可使锥形活塞往复移动，副活塞用的致动器可使副 活塞往复移动，从而改变间隙的横截面积和输送口的面积(开度)。该构造还适当地调节混合室中的加压环境(混合物压力)、混合物压力在间隙 中的减小程度以及混合物在缓冲通路中的膨胀程度(另外，在具有副缓冲通路的实施方式 中，还调节在副缓冲通路中的膨胀程度)。该构造消除了供给液体的压力的变化，以在适当 的状态下排放塑料泡沫。典型地，基于供给液体的压力，这些活塞的往复移动、横截面积和面积的改变自动 地进行。例如通过下述的压力传感器和控制器实现所述的自动往复移动和改变。本发明的混合排放装置的实施方式还包括发泡剂供给机构，发泡剂供给机构将所 需量的发泡剂供给到包含原料的液体中，以形成包含原料和发泡剂的液体。该构造易于将塑料泡沫的排放期间所供给的发泡剂量改变到所需量，从而有助于 调节最终得到的塑料泡沫中的发泡剂量。在本发明的具有副缓冲通路的混合排放装置的实施方式中，包括混合室、锥形通 路、缓冲通路以及副缓冲通路的本体部的构造能够被分割成包括混合室、锥形通路和缓冲 通路的块(block)A以及包括副缓冲通路的块B。该构造能够由具有简单的加工形式的块组合而成，从而有助于减少本发明的混合 排放装置的成本。该构造便于装置的维护，从而支持装置保持正常的工作状态。块A例如为L形块。块B例如为笔直的(I形)±夬。块A和块B的构造均能够被 分割成更小的块。在本发明的混合排放装置的实施方式中，发泡剂为液体二氧化碳、亚临界二氧化 碳、超临界二氧化碳或二氧化碳与其它低沸点气体的混合物。本发明的混合排放装置的这些特征以及其它特征从以下所述的具体实施方式
变 得清楚。这些特征可被单独使用或者各种特征尽可能多地组合使用。下面，参考

本发明的混合排放装置的具体实施方式
。以下所述的实施方 式是本发明的装置的实施例，并不限制权利要求书的范围。图IA和图IB示出本发明的混合排放装置的实施方式。图IA示出实施方式的停 止状态。图IB示出实施方式的工作状态。图IA和图IB所示的混合排放装置100包括混 合室1、锥形活塞2、锥形通路3、锥形活塞2用的致动器、缓冲通路5以及排放口 4。至少两种类型的液体B和液体C在压力作用下分别经由供给系统31和供给系统 32被供给到混合室1，其中液体B和液体C均含有用于塑料泡沫的原料，并且液体B和液体 C中的至少一种液体还含有混合在该液体中的发泡剂A。由此所供给的液体B和液体C在混合室1的加压环境中被混合在一起。装置100包括能够插入混合室1中的开闭活塞15。如图IA所示，当装置100处于 停止状态时，开闭活塞15关闭混合室1。该关闭阻止经由供给系统31和供给系统32向混 合室1供给液体B和液体C。在该状态中，能够经由开闭活塞中所形成的循环通路36和37 将相应的液体B和液体C引导到装置100的外部。被引导到装置100的外部的液体B和液 体C能够经由供给系统31和32再循环。开闭活塞15和混合室1之间的这种关系使混合 室1被开闭活塞15清洁。这使得装置100适于间歇排放。另一方面，如图IB所示，当装置100工作时，开闭活塞15的致动器(图中仅示出 该致动器的部分油压管道或气压管道；以同样方式示出用于其它活塞的致动器)使开闭活 塞15缩回到如下位置使在混合室1的内周面开口的用于液体B的入口 13和用于液体C 的入口 14露出。在由于开闭活塞15的缩回而在开闭活塞15的前端与锥形通路3之间形 成的空间中，液体B和液体C被混合在一起。图IA和图IB中的附图标记“15a”标识开闭 活塞15的活塞头。锥形通路3在混合室1的下游与混合室1连通。通路3所具有的内周面的横截面 积沿通路3的下游方向减小。锥形活塞2所具有的外周面的形状与通路3的内周面的形状 对应，并且锥形活塞2被插入通路3中。如图IA所示，当装置100处于停止状态时，锥形活塞2与锥形通路3直接接触，通 路3的内周面和活塞2的外周面之间没有间隙。此外，锥形活塞2与缓冲通路5的内周面 直接接触，并关闭缓冲通路5，其中，缓冲通路5包括设置于缓冲通路5的端部处的输送口 6。活塞2、通路3和通路5之间的这种关系使活塞2清洁通路3和通路5。这使得装置100 适用于间歇排放。另一方面，如图IB所示，当装置100工作时，锥形活塞2的致动器使锥形活塞2从 活塞2与通路3直接接触的位置缩回。活塞2的缩回使得通路3的内周面和活塞2的外周 面之间形成宽度为D的间隙。与通路3和活塞2的锥形面相对应，该间隙的横截面积沿通 路3的下游方向(朝向缓冲通路5的方向)减小。在混合室1中形成的混合物所流过的间 隙的长度大于锥形通路3的形成间隙的部分的直径。活塞2的缩回使活塞2的前端和输送 口 6之间形成缓冲通路5。缓冲通路5的混合物流路的横截面积大于在间隙与通路5彼此连通的连通部处的 间隙的横截面积。缓冲通路5的端部处的混合物流路的横截面积(图IA和图IB中所示的 实施方式中的输送口6的面积)比缓冲通路5的连通部处的流路的横截面积小。输送口6 用作流经缓冲通路5的混合物用的孔。即，缓冲通路5具有如下构造缓冲通路5接收经由 间隙从通路3输送到通路5的混合物，混合物产生膨胀，并且混合物经由孔被输送到排放口 4所在侧。与混合物从通路3被直接输送到排放口 4的情况相比，该构造减缓混合物的膨胀 程度。 装置100包括副活塞11和副缓冲通路12，副活塞11改变将混合物从缓冲通路5 输送到排放口 4所在侧所用的输送口 6的面积，副活塞11插入副缓冲通路12，并且副活塞 11在所述副缓冲通路12中滑动。 副缓冲通路12被布置在缓冲通路5和排放口 4之间。在装置100中，位于副缓冲 通路12的端部(最下游)的开口是排放口 4。缓冲通路5的输送口 6在副缓冲通路12的内周面开口。当装置100工作时，经由输送口(孔)6自缓冲通路5输送的混合物经过副缓 冲通路12到达排放口 4。副缓冲通路12的从输送口 6向下游延伸的部分具有恒定截面。 在该部分中，副缓冲通路12笔直地延伸。副缓冲通路12的从输送口 6向下游延伸的部分 中的混合物流路的横截面积大于输送口 6的面积。副活塞11用的致动器使副活塞11在副 缓冲通路12内往复移动以改变在副缓冲通路12的内周面开口的输送口 6的面积。副活塞 11经由其致动器在输送口 6被完全露出到副缓冲通路12的位置和排放口 4以远的位置之 间往复移动。如图IA所示，当装置100处于停止状态时，副活塞11关闭副缓冲通路12并封闭 输送口 6。输送口 6、副活塞11和副缓冲通路12之间的这种关系使活塞11清洁通路12。 这使得装置100适用于间歇排放。另一方面，如图IB所示，当装置100工作时，副活塞11的致动器使副活塞11缩回， 使得输送口 6的至少一部分露出到副缓冲通路12。活塞11的这种缩回使混合物经由输送 口 6到达副缓冲通路12。下面，说明图IA和图IB所示的混合排放装置100的控制的实施方式。当排放停止时，装置100处于图IA所示的状态。当操作者开始操作装置100时， 如图IB所示，开闭活塞15缩回到使液体B用的入口 13和液体C用的入口 14露出的位置。 与控制器34连接的致动器使活塞15缩回。该缩回在活塞15的前端和锥形通路3之间形成 空间。这样，在压力作用下，控制器34经由供给系统31以及入口 13将液体B供给到上述 空间中，并经由供给系统32以及入口 14将液体C供给到上述空间中。通常，通过将发泡剂 A混合到液体中而提供在供给期间施加的压力。然而，如果有必要的话，可以对装置100添 加加压机构。与控制器34相连的压力传感器33和温度传感器38和39被布置于液体用的 供给系统31和供给系统32中。已供给的液体B和液体C在上述空间(在混合室1内部) 内在加压环境中被混合在一起以形成混合物。该混合物包含发泡剂A，而该加压环境使发泡 剂A溶解于混合物中。在图IA和图IB所示的实施方式中，混合室1的入口 13和入口 14由开闭活塞 15开闭。该构造对进入混合室1中的液体B和液体C提供良好的注入响应和切断响应 (responses of injectionand cutoff)0随着混合物的形成，锥形活塞2从与锥形通路3直接接触的位置缩回，副活塞11 从活塞11的前端到达排放口 4的位置缩回到使缓冲通路5的输送口 6的至少一部分露出 到副缓冲通路12的位置。这些活塞2和11的缩回形成从混合室1延伸到排放口 4并具有 特定形状的混合物流路。该特定形状如上所述。流路的非传统形状逐渐地减小混合室1中 形成的混合物的压力，从而可靠地获得本发明的上述效果。本领域技术人员使用装置100能够执行与上述的控制的实施方式不同的其它控 制。装置100设置有定位机构21和22，定位机构21用于设定活塞2缩回的位置，定位 机构22用于设定活塞11缩回的位置。定位机构21防止活塞2缩回的位置、即通过活塞2 的缩回而获得的间隙的宽度D由于从混合室1排放的混合物的压力和在混合物的排放期间 所强加的负荷而改变；定位机构22防止活塞11缩回的位置、即通过活塞11的缩回而获得 的输送口 6的开口 E由于从混合室1排放的混合物的压力和在混合物的排放期间所强加的负荷而改变。定位机构21和22根据操作者的设定确保塑料泡沫的排放。装置100的定位 机构21设置有防松螺母21a以及带有密封件21b的螺钉；装置100的定位机构22设置有 防松螺母22a以及带有密封件22b的螺钉定位机构可设置有双螺母而不是防松螺母。带有 密封件21b的螺钉贯穿缸体2b以与活塞头加接触从而确定活塞2缩回的位置；带有密封 件22b的螺钉贯穿缸体lib以与活塞头Ila接触从而确定活塞11缩回的位置。本领域技 术人员能够适当地采用除图IA和图IB所示的定位机构之外的其他定位机构。当执行间歇排放时，每次排放时间可不同。在该情况下，每次要消耗的液体B的量 和液体C的量发生差异。该差异导致混合室1中所形成的混合物的压力变化，该变化使活 塞2和活塞11移动从而改变了用于排放混合物的条件。当排放塑料泡沫时，并不期望无意 间改变所述排放条件。定位机构21和定位机构22防止这些改变。当使用含有例如二氧化碳等低沸点气体的发泡剂时，难以使液体B和液体C被供 给到混合室时的压力保持恒定。装置100包括压力传感器33，该压力传感器33被设置以液 体B用的供给系统31和液体C用的供给系统32。在装置100中，控制器34反馈至少一种 液体的由传感器监测到的压力，以控制活塞2和活塞11的缩回量。本领域技术人员能够构 造一种自动地执行控制的控制系统。该构造调节间隙的宽度D和输送口的开度E，以消除液 体B和液体C的供给压力的改变，从而保持适当的排放条件。装置100包括发泡剂供给机构，发泡剂供给机构将待供给到液体B和/或液体C 中的发泡剂A的量调节到所需量。该机构设置有与控制器34相连的阀35。该机构调节待 供给到液体B和/或液体C中的发泡剂A的量，从而可以控制塑料泡沫的发泡状态和调节 在所获得的泡沫中含有的发泡剂的量。阀35可以电动地或手动地操作。本领域技术人员 能够适当地构造一种发泡剂供给机构。尽管附图中没有示出分解状态，但是，装置100的包括混合室1、锥形通路3、缓冲 通路5以及副缓冲通路12的主体块41是L形块和笔直(I形)块的组合，L形块包括混合 室1、锥形通路3以及缓冲通路5，笔直块包括副缓冲通路12。各块能够彼此分离。能够利 用具有简单形式的块的组合来获得该构造，从而能够以低的成本制造出该构造。除该构造 以外，本领域技术人员还能够设计并制造作为任意形状的块的组合的装置100。更具体地，通过加工主体块41形成混合室1、锥形通路3、缓冲通路5、输送口 6以 及副缓冲通路12。锥形活塞2、副活塞11、开闭活塞15与容纳所述活塞的缸体2b、1 Ib、1恥 一起可拆卸地固定于主体块41。该构造便于装置100的维护。装置100包括温度传感器38和39，温度传感器38用于测量向液体供给系统31提 供的液体B的温度，温度传感器39用于测量向液体供给系统32提供的液体C的温度。温 度传感器38和39连接到控制器34。在装置100停止(图1A)的状态下，当液体B和液体 C经由开闭活塞15中所形成的循环通路36和37循环时，该构造使得能够通过热交换器控 制液体B和液体C的温度，图中未示出所述热交换器。当发泡剂A包含低沸点气体时，本发明的效果变得更加显著。低沸点气体的 例子包括液体二氧化碳、亚临界二氧化碳、超临界二氧化碳、例如HFC-13^等氯氟烃 (chlorofluorocarbon)、氮气以及氩气。发泡剂A可以包含两种以上低沸点气体。下面说明实施例。如图IA所示，在开闭活塞15被关闭并且入口 13和入口 14被 关闭的状态下，液体B (包含二氧化碳气体的多羟基化合物)通过循环通路36在供给系统31内循环，液体C(异氰酸酯)通过循环通路37在供给系统32内循环。在由压力传感器 33所监测到的液体的压力与由温度传感器38所监测到的液体的温度到达设定值之前，使 液体B循环；在由压力传感器33所监测到的液体的压力与由温度传感器39所监测到的液 体的温度到达设定值之前，使液体C循环。在压力和温度稳定在设定值之后，开闭活塞15 缩回，以使循环路径36与供给系统31分离和使循环路径37与供给系统32分离，从而使入 口 13和入口 14露出于混合室1内。然后，液体B和液体C被注入到混合室1中以混合在 一起。这样，锥形活塞2和副活塞11被缩回以形成用于上述混合物的流路，然后塑料泡沫 从排放口 4排放。在由本发明人进行的试验中，所获得的泡沫包含体积比大约为10%的残 留二氧化碳气体。残留的二氧化碳气体的量会减小待消耗的液体B和液体C的量。在该实 施例中，由液体B和液体C的温度控制液体的压力。然而，本领域技术人员能够使用其它方 法来控制压力。由开闭活塞15的缩回而实现的入口 13和入口 14的露出以及由锥形活塞2和副 活塞11的缩回而实现的混合物流路的形成可不必同时发生。操作者能够设定各活塞的往 复移动的定时以及移动量。由包括至少混合室1、锥形活塞2、锥形通路3和缓冲通路5的装置实现本发明的 效果。图2A和图2B示出本装置的一个实施方式。图2A示出本实施方式的停止状态。图 2B示出本实施方式的工作状态。如图2B所示，当装置101工作时，形成上述混合物流路。如图3A和图:3B所示，装置101可包括副活塞11以及其致动器，其中副活塞11改 变输送口 6的面积。图3A示出本实施方式的停止状态。图:3B示出本实施方式的工作状态。产业上的可利用性本发明的混合排放装置适用于制造塑料泡沫，尤其适用于使用包含低沸点气体的 发泡剂制造塑料泡沫。
1权利要求
1.一种混合排放装置，其通过在加压环境中将至少两种液体混合在一起并在减小所述 至少两种液体的混合物的压力的状态下排放所述混合物而形成塑料泡沫，所述至少两种液 体均包含原料，并且所述至少两种液体中的至少一种液体还包含发泡剂，其中，所述混合排放装置包括混合室，在所述混合室中，被分别供给到所述混合室中的所述至少两种液体在加压环 境中被混合在一起；锥形通路，其在所述混合室的下游与所述混合室连通并且具有内周面，其中所述锥形 通路的横截面积沿所述锥形通路的下游方向减小；锥形活塞，其被插入到所述锥形通路中并具有外周面，所述外周面的形状与所述锥形 通路的内周面的形状相对应；锥形活塞用的致动器，其使所述锥形活塞从所述内周面与所述外周面彼此直接接触的 位置缩回，以在所述内周面与所述外周面之间形成间隙，其中所述间隙的横截面积沿所述 锥形通路的下游方向减小；缓冲通路，其在所述锥形通路的下游与所述锥形通路连通；以及排放口，其用于最终排放经过了所述缓冲通路的混合物，所述缓冲通路具有在所述混合物膨胀的情况下接收从所述锥形通路经由所述间隙被 输送到所述缓冲通路的混合物的构造，所述混合物经由孔被输送到所述排放口所在侧，使 得与从所述锥形通路将所述混合物直接输送到所述排放口的情况相比，减缓了所述混合物 的膨胀程度，而且所述锥形活塞用的致动器控制所述锥形活塞的缩回量，以改变所述间隙的宽度，从而 调节所述混合室所保持的加压环境并调节所述混合物的压力在所述锥形通路中的减小程度。
2.根据权利要求1所述的混合排放装置，其特征在于，所述内周面与所述外周面均为 圆锥形面。
3.根据权利要求1所述的混合排放装置，其特征在于，在所述缓冲通路的所述缓冲通 路与所述间隙彼此连通的连通部，所述缓冲通路的混合物流路的横截面积比所述间隙的混 合物流路的横截面积大，并且所述缓冲通路的端部处的混合物流路的横截面积小于所述连 通部处的混合物流路的横截面积，所述端部用作所述孔。
4.根据权利要求1所述的混合排放装置，其特征在于，所述混合排放装置还包括副活塞，所述副活塞改变所述缓冲通路的用于向所述排放口所在侧输送混合物的输送 口的面积；以及副活塞用的致动器，所述副活塞用的致动器使所述副活塞往复移动。
5.根据权利要求4所述的混合排放装置，其特征在于，所述混合排放装置还包括副缓冲通路，其位于所述缓冲通路和所述排放口之间，从所述缓冲通路输送的所述混 合物经过所述副缓冲通路，其中，所述缓冲通路的输送口在所述副缓冲通路的内周面开口，所述副缓冲通路在从所述输送口向下游延伸的部分具有恒定的截面，并且所述副缓冲 通路在该部分笔直地延伸，所述副缓冲通路的从所述输送口向下游延伸的所述部分中的混 合物流路的横截面积大于所述输送口的面积，所述副活塞被插入到所述副缓冲通路中，而且所述副活塞用的致动器使所述副活塞在所述副缓冲通路内部往复移动，以改变在所述 副缓冲通路的内周面开口的所述输送口的面积。
6.根据权利要求5所述的混合排放装置，其特征在于，位于所述副缓冲通路的端部的 开口为所述排放口，所述副活塞在所述输送口完全露出到所述副缓冲通路的位置与所述排 放口的位置之间或者在所述输送口完全露出到所述副缓冲通路的位置与超过所述排放口 的位置之间往复移动。
7.根据权利要求4所述的混合排放装置，其特征在于，所述混合排放装置还包括定位 机构，所述定位机构用于设定所述锥形活塞和所述副活塞缩回的位置。
8.根据权利要求4所述的混合排放装置，其特征在于，基于将所述液体中的至少一种 液体供给到所述混合室的压力，所述锥形活塞用的致动器使所述锥形活塞往复移动，从而 改变所述间隙的横截面积，并且所述副活塞用的致动器使所述副活塞往复移动，从而改变 所述输送口的面积。
9.根据权利要求1所述的混合排放装置，其特征在于，所述混合排放装置还包括发泡 剂供给机构，所述发泡剂供给机构将所需量的发泡剂供给到包含原料的液体中，以形成包 含原料和发泡剂的液体。
10.根据权利要求5所述的混合排放装置，其特征在于，包括所述混合室、所述锥形通 路、所述缓冲通路以及所述副缓冲通路的主体部具有如下构造该构造能够被分成包括所 述混合室、所述锥形通路和所述缓冲通路的块以及包括所述副缓冲通路的块。
11.根据权利要求1所述的混合排放装置，其特征在于，所述发泡剂是液体二氧化碳、 亚临界二氧化碳或超临界二氧化碳，或者是所述二氧化碳与其它低沸点气体的混合物。
全文摘要
一种混合排放装置，其包括混合室(1)，在混合室中，包含原料的液体在加压环境下被混合，所述液体中的至少一种液体还含有发泡剂；锥形通路(3)，其与混合室连通并具有横截面积沿下游方向减小的内周面；锥形活塞(2)，其被插入到锥形通路中并具有与所述内周面对应的外周面；致动器，其使活塞从内周面与外周面彼此接触的位置缩回，以形成特定间隙；缓冲通路(5)，其与锥形通路连通；以及排放口(4)，其用于最终排放混合物。缓冲通路具有减缓混合物的膨胀的构造。致动器控制活塞的缩回量，以改变间隙的宽度D，从而调节混合室所保持的压力并调节混合物的压力在锥形通路中减小的程度。
文档编号B29C44/42GK102137743SQ20108000247
公开日2011年7月27日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月22日
发明者上原且资, 元木昭, 尾崎仁, 柴山卓人, 永田均, 铃江三司郎 申请人:东邦机械工业株式会社, 松下电器产业株式会社