CN102666049B

CN102666049B - 泡沫分配设备

Info

Publication number: CN102666049B
Application number: CN201080052767.9A
Authority: CN
Inventors: J·斯瓦博; M·敦拉普; W·罗万德
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2030-11-22
Also published as: CN102666049A; MX340885B; KR20120099080A; CA2781714A1; MX2012005954A; KR101781236B1; WO2011061328A1; US20110121034A1; CA2781714C; US10220397B2

Abstract

本发明涉及一种泡沫分配设备（20），所述泡沫分配设备（20）能够分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物。泡沫分配设备（20）包括连接至集流管（34）的树脂管路（34）和异氰酸酯管路（36）。喷嘴（22）连接至所述集流管（24），并且所述混合物经所述喷嘴（22）分配。所述集流管（24）限定与所述树脂管路（34）和所述喷嘴（22）连通的树脂导管（26）以及与所述异氰酸酯管路（36）和所述喷嘴（22）连通的异氰酸酯导管（28）。至少一个阀（38，40）连接至所述树脂管路和异氰酸酯管路（34，36）并可在允许流体流经所述树脂管路和异氰酸酯管路的开启位置与阻止流体流经所述树脂管路和异氰酸酯管路的关闭位置之间移动。所述阀（38，40）配设在所述集流管（24）外部，并且所述集流管中的流量是未经调节的以减少对所述集流管的维护。

Description

泡沫分配设备

技术领域

本发明总体而言涉及一种泡沫分配设备，且更具体而言涉及一种用于分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物的泡沫分配设备。

背景技术

化学泡沫成分，如聚氨酯泡沫，当前是公知的，并被用在多个不同用途中。聚氨酯泡沫用于诸如隔热、海上漂浮、包覆层和包装之类的用途中。聚氨酯泡沫由树脂组分和异氰酸酯组分的混合物形成。

树脂组分和异氰酸酯组分被分开储存在罐中直到使用。树脂组分和异氰酸酯组分在泡沫分配设备中混合并形成聚氨酯泡沫并被泡沫分配设备分配。储存树脂组分和异氰酸酯组分的罐以及泡沫分配设备被加压，以从罐驱动树脂组分和异氰酸酯组分并使其通过泡沫分配设备。

罐和泡沫分配设备由低压系统或高压系统加压。低压系统利用气体压力对罐和泡沫分配设备进行加压。低压系统在100-500psi（磅每平方英寸）的压力范围内运行并对树脂组分和异氰酸酯组分各者形成0.4-5gpm（加仑每分钟）的流速，即低压系统可在6-10gpm的流速下分配聚氨酯泡沫。由于低压系统由气体加压并在比较低的压力下运行，所以低压系统比较小并因此比较容易运输和操控。此外，低压系统制造起来相对廉价。然而，从泡沫分配设备分配的聚氨酯的流速比较低，这不利地增加了用于分配给定量的聚氨酯泡沫的时间。

高压系统在1500至6000psi的压力范围内运行并形成4-50gpm的树脂组分和异氰酸酯组分各者的流速，即高压系统能以8-100gpm分配聚氨酯泡沫。然而，高压系统包括大型的泵和大量比较厚的管道。结果，不利地，高压系统庞大并因此难以运输和操控。此外，高压系统相对于低压系统而言很昂贵。

开发这样一种泡沫分配设备将是有利的：所述泡沫分配设备在将所述泡沫分配设备维持在比较小的尺寸和相对廉价的制造和维护成本的同时以比较高的流速分配聚氨酯泡沫。

发明内容

本发明包括一种用于分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物的泡沫分配设备。所述泡沫分配设备包括用于运送树脂组分的树脂管路和用于运送异氰酸酯组分的异氰酸酯管路。所述泡沫分配设备还包括用于从所述泡沫分配设备分配树脂组分和异氰酸酯组分的喷嘴。集流管连接至所述喷嘴。所述集流管限定树脂导管和异氰酸酯导管，所述树脂导管与所述树脂管路和所述喷嘴连通以将所述树脂组分引向所述喷嘴，所述异氰酸酯导管与所述异氰酸酯管路和所述喷嘴连通以将所述异氰酸酯组分引向所述喷嘴。至少一个阀连接至所述树脂管路和异氰酸酯管路并可在允许流经所述树脂和异氰酸酯管路的开启位置与阻止流经所述树脂和异氰酸酯管路的关闭之间移动。所述阀配设在所述集流管外部，并且所述集流管中的流量是未经调节的以减少对所述集流管的维护。

本发明还包括一种用于分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物的泡沫分配系统。所述泡沫分配系统包括树脂组分源和异氰酸酯组分源。所述泡沫分配系统还包括用于混合所述树脂组分和异氰酸酯组分的喷嘴和连接至所述喷嘴的集流管。所述集流管限定树脂导管和异氰酸酯导管，所述树脂导管与所述树脂组分源和所述喷嘴连通以将所述树脂组分引向所述喷嘴，所述异氰酸酯导管与所述异氰酸酯组分源和所述喷嘴连通以将所述异氰酸酯组分引向所述喷嘴。树脂管路将所述树脂组分源联接至所述树脂导管，并且异氰酸酯管路将所述异氰酸酯组分源联接至所述异氰酸酯导管。至少一个阀连接至所述树脂管路和异氰酸酯管路并可在允许流体流经所述树脂和异氰酸酯管路的开启位置与阻止流体流经所述树脂和异氰酸酯管路的关闭之间移动。所述阀配设在所述集流管外部，并且所述集流管中的流动是未经调节的以减少对所述集流管的维护。

由于所述阀配设在所述集流管外部并不调节所述集流管中的流量，所以简化了所述集流管，从而有利地减少了制造所述集流管的时间和成本。另外，所述集流管相对不复杂，从而减少了与对所述集流管执行维护相关的时间和成本。具体而言，免除了清洗和重建所述集流管的需要，因为所述阀配设在所述集流管外部且不调节所述集流管中的流量。同样，由于免除了清洗和重建所述集流管的需要，所以还消除了配设在集流管中的树脂组分和异氰酸酯组分在清洗期间的不利损失。

附图说明

本发明的其它优点将容易被认识到，因为它们通过参照以下结合附图的详细描述后变得更好理解，在附图中：

图1是泡沫分配设备的立体图；

图2是包括泡沫分配设备的泡沫分配系统的示意图；

图3是泡沫分配设备的流量控制阀的分解图；

图4是控制阀的剖面图；

图5是控制阀的活塞的剖视图；以及

图6是包括集流管的泡沫分配设备的一部分的剖面图。

具体实施方式

参照各附图，其中同样的标号贯穿几个视图指代同样的部分，总体地示出了泡沫分配系统18。泡沫分配系统18是用于处理第一组分和第二组分的两组分系统。第一组分通常为树脂组分，而第二组分通常为异氰酸酯组分。泡沫分配系统18混合树脂组分和异氰酸酯组分并分配混合物，如图2所示。

对于聚氨酯泡沫，树脂组分和异氰酸酯组分被迅速混合在一起。发生快速的交联反应和泡沫膨胀，最终产生密度低但负载承受能力比较高的刚性聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫的用途例如可用于诸如用于器具或建筑物、海上漂浮、包覆层、以及包装的隔热。应认识到，树脂组分和异氰酸酯组分可包括发泡剂、熟化剂、催化剂、加速剂以及其它改性添加剂。应认识到，在其它用途中，第一组分、第二组分、第三组分、以及随后的组分可包括其它材料。

异氰酸酯组分可包括但不限于异氰酸酯、二异氰酸酯、多异氰酸酯、异氰酸酯和多异氰酸酯的缩二脲、异氰酸酯和多异氰酸酯的异氰脲酸酯、以及它们的组合。在一个实施例中，异氰酸酯组分包括n-官能异氰酸酯。“n”可以是从2至5、从2至4、或从3至4的数。应理解，n可以是整数，或者可具有从2至5的中间值。异氰酸酯组分可包括选自芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯、以及其组合的群组的异氰酸酯。在另一实施例中，异氰酸酯组分包括脂族异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯、H12MDI、以及它们的组合。如果异氰酸酯组分包括脂族异氰酸酯，则异氰酸酯组分也可包括改性多价脂族异氰酸酯，即通过脂族二异氰酸酯和/或脂族多异氰酸酯的化学反应得到的产物。例子包括但不限于脲、缩二脲、脲基甲酸酯、碳化二亚胺、脲酮亚胺、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯基团、二聚物、三聚物、以及它们的组合。异氰酸酯组分也可包括但不限于单独使用的改性二异氰酸酯，或呈与聚氧亚烷基二醇、二甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚(丙二醇-乙二醇)、聚酯醇、聚己内酯、以及它们的组合的反应产物的改性二异氰酸酯。

可选择地，异氰酸酯组分可包括芳族异氰酸酯。如果异氰酸酯组分包括芳族异氰酸酯，则芳族异氰酸酯可以与分子式R′（NCO）_z相对应，其中R′是芳族的，并且z是与R′的价相对应的整数。优选地，z至少是二。芳族异氰酸酯的适当例子包括但不限于：四甲代苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）；1，4—二异氰酸酯基苯；1，3—二异氰酸酯基-邻二甲苯；1，3—二异氰酸酯基-对二甲苯；1，3—二异氰酸酯基-间二甲苯；2，4-二异氰酸酯基—1—氯苯；2，4-二异氰酸酯基-1-硝基-苯；2，5-二异氰酸酯基-1-硝基苯；间苯二异氰酸酯；对苯二异氰酸酯；2，4-甲苯二异氰酸酯；2，6-甲苯二异氰酸酯；2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯的混合物；1，5-萘二异氰酸酯；1-甲氧基-2，4-苯二异氰酸酯；4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯；2，4′-二苯甲烷二异氰酸酯；4，4′-联苯二异氰酸酯；3，3′-二甲基-4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯；3，3′-二甲基二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯；三异氰酸酯，如4，4′，4″-三苯甲烷三异氰酸酯多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯和2，4，6-甲苯三异氰酸酯；四异氰酸酯，如4，4′–二甲基-2，2′-5，5′–二苯甲烷四异氰酸酯；甲苯二异氰酸酯；2，2′–二苯甲烷二异氰酸酯；2，4′–二苯甲烷二异氰酸酯；4，4′–二苯甲烷二异氰酸酯；多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯；其对应异构混合物；及它们的组合。可选择地，芳族异氰酸酯可包括间-TMXDI和1，1，1-三羟甲基丙烷的三异氰酸酯产物、甲苯二异氰酸酯和1，1，1-三羟甲基丙烷的反应产物、以及它们的组合。在一个实施例中，异氰酸酯组分包括从亚甲基二苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、H12MDI、以及它们的组合的群组选择的二异氰酸酯。

异氰酸酯组分可以具有任何%NCO含量和任何粘度。异氰酸酯组分也可以与任何量的树脂和/或增链剂反应，这些可以由本领域的技术人员确定。优选地，异氰酸酯组分和树脂和/或增链剂在从15至900，更优选地从95至130，及可选择地从105至130，的异氰酸酯指数下反应。

本发明的树脂成分可包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、以及它们的组合的一种或多种。如本领域中已知的那样，聚醚多元醇典型地由引发剂和氧化烯的反应形成。优选地，引发剂从脂族引发剂、芳族引发剂、以及它们的组合的群组选择。在一个实施例中，引发剂选自乙二醇；丙二醇；二丙二醇；丁二醇；三亚甲基二醇；1，2-丁二醇；1，3-丁二醇；1，4-丁二醇；1，2-戊二醇；1，4-戊二醇；1，5-戊二醇；1，6-己二醇；1，7-庚二醇；丁烯二醇；丁炔二醇；亚二甲苯基二甲醇；戊二醇；1，4-亚苯基-双-β-羟基乙基醚；1，3-亚苯基-双-β-羟基乙基醚；双-（羟基-甲基-环己烷）；硫二甘醇；甘油；1，1，1-三羟甲基丙烷；1，1，1-三羟甲基乙烷；1，2，6-己三醇；α-甲基葡糖苷；季戊四醇；山梨糖醇；苯胺；邻氯苯胺；对氨基苯胺；1，5-二氨基萘；二苯氨基甲烷；苯胺和甲醛的缩合产物；2，3-、2，6-、3，4-、2，5-以及2，4-二氨基甲苯和异构混合物；甲胺；三异丙醇胺；乙二胺；1，3-二氨基丙烷；1，3-二氨基丁烷；1，4-二氨基丁烷；丙邻二胺；亚丁基二胺；六亚甲基二胺；环己二胺；苯二胺；甲苯二胺；苯二甲胺；3，3′-二氯联苯胺；3，3′-和二硝基联苯氨；包括乙醇胺、氨基丙醇、2，2-二甲基丙醇胺、3-氨基环己醇以及对氨基苄醇的链烷醇胺；及它们的组合的群组。可设想，本领域中已知的任何适当引发剂可以用在本发明中。

优选地，与引发剂反应以形成聚醚多元醇的氧化烯，选自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、氧杂环己烷、四氢呋喃、氧化烯-四氢呋喃混合物、表卤代醇、氧化芳族烯烃（aralkylene oxide）、以及它们的组合的群组。更优选地，氧化烯选自氧化乙烯、氧化丙烯、以及它们的组合的群组。最优选地，氧化烯包括氧化乙烯。然而，也可设想，本领域中已知的任何适当氧化烯可以用在本发明中。

聚醚多元醇可以包括基于聚醚多元醇的总重量按重量从5%至20%的氧化乙烯封端。应理解，术语“封端”是指聚醚多元醇末端部分。不打算由任何具体理论约束，据信氧化乙烯封端能够促进聚醚多元醇和异氰酸酯的反应速率的增大。

聚醚多元醇也可以具有从18至10,000g/mol的数均分子量。而且，聚醚多元醇可以具有从15至6,250mg KOH/g的羟基数。聚醚多元醇也可以具有从2至8的名义官能度。而且，此外，聚醚多元醇也可以包括选自羧基、胺基、氨基甲酸酯基、酰胺基、以及环氧基的群组的有机官能团。

现在描述以上介绍的聚酯多元醇，聚酯多元醇可以由二羧酸和具有至少一个伯羟基的二醇的反应而产生。适当二羧酸可以非限制性地选自己二酸、甲基己二酸、琥珀酸、辛二酸、癸二酸、草酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、以及它们的组合的群组。适当二醇包括但不限于以上描述的那些。

聚酯多元醇也可以具有从80至1500g/mol的数均分子量。而且，聚酯多元醇可以具有从40至600mg KOH/g的羟基数。聚酯多元醇也可以具有从2至8的名义官能度。而且，此外，聚酯多元醇也可以包括选自羧基、胺基、氨基甲酸酯、酰胺基、以及环氧基的群组的有机官能团。

应认识到，树脂组分可包括添加剂。添加剂可选自增链剂、消泡剂、处理添加剂、增塑剂、链终止剂、表面活性剂、助粘剂、阻燃剂、抗氧化剂、水清除剂、煅制二氧化硅、染料、紫外光稳定剂、填料、触变剂、硅酮、过渡金属、催化剂、发泡剂、表面活性剂、交联剂、惰性稀释剂、以及它们的组合的群组。可包含如本领域的技术人员所希望的任何量的添加剂。

如图2所示，泡沫分配系统18包括连接至树脂组分源30和异氰酸酯组分源32的泡沫分配设备20。泡沫分配设备20混合树脂组分和异氰酸酯组分并如上文所述喷射混合物。泡沫分配设备20通常确定尺寸为易于由使用者携带和操控，以使得可在所选择的位置和方向上喷射混合物。

树脂组分源30和异氰酸酯组分源32通常是分别储存树脂组分和异氰酸酯组分的加压缸。应认识到，树脂组分源30和异氰酸酯组分源32可为任何类型的加压罐而不偏离本发明的本质。在任何情况下，树脂组分源30和异氰酸酯组分源32都维持树脂组分和异氰酸酯组分彼此分离。

如图1中最佳所示，泡沫分配设备包括喷嘴22和连接至喷嘴22的集流管24。参照图6，集流管24限定树脂导管26和异氰酸酯导管28。树脂导管26与树脂组分源30和喷嘴22连通，以将树脂组分引向喷嘴22。异氰酸酯导管28与异氰酸酯组分源32和喷嘴22连通，以将异氰酸酯组分引向喷嘴22。

具体而言，如图1和2所示，树脂管路34将树脂组分源30联接至树脂导管26，并且异氰酸酯管路36将异氰酸酯组分源32联接至异氰酸酯管道28。树脂管路34和异氰酸酯管路36可包括搭配为恰当地处理树脂组分和异氰酸酯组分的管道、管道配件和软管。管道和管道配件限定内径。内径通常为至少一英寸。应认识到，各图所示的管道、管道配件基于示范性目的而被公开，并且除文中所述以及各图所示外或者替代文中所述以及各图所示，管路34、36可包括其它类型的管、管道等而不偏离本发明的本质。

参照图1，至少一个阀连接至树脂管路34和异氰酸酯管路36。在图1所示的实施例中，该阀还被限定为一对阀，即连接至树脂管路34的树脂阀38和连接至异氰酸酯管路36的异氰酸酯阀40。树脂阀38和异氰酸酯阀40可在允许流经树脂管路34和异氰酸酯管路46的开启位置与阻止流经树脂管路34和异氰酸酯管路36的关闭位置之间移动。在一个实施例中，阀38、40可移动至开启位置与关闭位置之间的中间位置，以约束流经树脂管路34和异氰酸酯管路36。

树脂阀38和异氰酸酯阀40配设在集流管24外部。换言之，树脂阀38和异氰酸酯阀40配设在集流管24的下游，以调节进入集流管24的树脂组分和异氰酸酯组分的流量。在图1所示的实施例中，树脂阀38和异氰酸酯阀40与集流管24间隔开并沿树脂管路34和异氰酸酯管路36配设。可选择地，树脂阀38和异氰酸酯阀40可邻近集流管24。

树脂组分和异氰酸酯组分的流量在集流管24中未被调节。换言之，集流管24内的流动未被集流管24内的阀或其它流量控制器中断。具体而言，树脂导管26和异氰酸酯导管28分别从树脂管路34和异氰酸酯管路36至喷嘴22是连续的而不中断。因此，树脂组分经树脂导管26从树脂管路34自由流向喷嘴22，并且异氰酸酯组分经异氰酸酯导管28从异氰酸酯管路36自由流向喷嘴22。

免除了对集流管24内部的阀的需要，因为使用树脂阀38和异氰酸酯阀40在集流管24的上游执行流量调节。通过免除对集流管24内的阀的需要，简化了集流管24，从而有利地减少了与制造集流管24相关的时间和成本。维护时间也由于免除了对清洗和重建集流管24内部的阀的需要而减少。此外，由于免除了对清洗和重建集流管24的需要，所以消除了集流管24中的树脂组分和异氰酸酯组分在清洗期间的损失，这降低了材料成本并且减少了人员在维护期间与树脂组分和异氰酸酯组分的接触。

集流管24通常由单个整体部件形成。如各图所示，集流管24是诸如通过加工处理修改以限定树脂导管26和异氰酸酯导管28的单个盒体（block）。应认识到，集流管24可由随后连接在一起的若干部件形成。在任何情况下，集流管24中阀的缺乏都免除了拆卸集流管24以维护该阀的必要。

如图6所示，集流管24可限定清洗端口42，所述清洗端口42与树脂导管26和异氰酸酯导管28连通，以供应用于冲洗树脂导管26和异氰酸酯导管28的清洗液和/或清洗气体。如图2示意性地所示，清洗端口42可与清洗气体源如压缩气体源44和/或清洗液源46连通，以冲洗树脂导管26和异氰酸酯导管28。如下文进一步陈述，如图2所示的压缩气体的源44也可被用于对树脂组分源30和异氰酸酯组分源32进行加压。然而，应认识到，可选择地，清洗端口42可与另一气体源连通，并且清洗气体可为任何类型经压缩或未经压缩的气体而不偏离本发明的本质。

如图1所示，清洗管路48与集流管24的清洗端口42连通。应认识到，清洗管路48和/或集流管24包括用于阻止流体经清洗端口42离开集流管24的单向阀。

在一个实施例中，清洗管路48包括连接至压缩气体源44的气体支路50、连接至清洗流体源46的液体支路52、以及连接至气体支路50和液体支路52两者并连接至清洗端口42的主支路54。气体支路50包括用于选择性地允许压缩气体源44与主支路54之间连通的气体支路阀58。同样，液体支路52具有用于选择性地允许清洗液源46与主支路54之间连通的液体支路阀60。

为向清洗端口42供应清洗液，气体支路阀58关闭并且液体支路阀60打开。为向清洗端口42供应清洗气体，例如从清洗端口42吹出清洗液，液体支路阀60关闭并且气体支路阀58开启。

清洗流体源46例如可以是保持清洗流体的筒。清洗流体例如可以是水。然而，应认识到，清洗流体可为任何类型的流体而不偏离本发明的本质。

树脂导管26和异氰酸酯导管28在分别通向喷嘴22的树脂管路34和异氰酸酯管路36之间彼此分离，以使得树脂组分和异氰酸酯组分首先在喷嘴22中混合。喷嘴22可从集流管24移除以进行清洗。例如，喷嘴22和集流管24可螺纹联接。

泡沫分配设备20可包括的至少一个气体管路62，所述至少一个气体管路62与阀38、40和集流管之间的树脂管路34和异氰酸酯管路36中的至少一者连通，以冲洗树脂管路34和异氰酸酯管路36。在各图所示的实施例中，泡沫分配设备20包括一对气体管路62，一个与树脂管路34连通，而另一个与异氰酸酯管路36连通。气体管路62可与压缩气体源44连通，所述压缩气体源44如下文进一步陈述也可被用于对树脂组分源30和异氰酸酯组分源32进行加压。然而，应认识到，可选择地，气体管路62可与另一压缩气体源连通而不偏离本发明的本质。

气体管路62可被加压，以在清洗处理期间从树脂管路34吹出树脂组分并从异氰酸酯管路36吹出异氰酸酯组分。气体管路62通常包括阀，如气体管路阀63，用于选择性地允许气体压力经气体管路62来到树脂管路34和异氰酸酯管路36。

气体管路62也可向树脂管路34和异氰酸酯管路36供应加压气体，以用于经集流管24分配树脂组分和异氰酸酯组分。例如，减压装置（未示出）通常配设在气体管路62与压缩气体源44之间，以将气体压力减低至合适的大小。可选择地，单独的加压气体管路（未示出），如经常称为“工厂用空气”的来自制造工厂的管路，连接至气体管路以用于经树脂管路34和异氰酸酯管路36分配树脂组分和异氰酸酯组分。在任何情况下，气体都优选是干燥的。

如上文所述，压缩气体源44与树脂组分源30和异氰酸酯组分源32连通，以对树脂组分和异氰酸酯组分进行加压，从而使树脂组分和异氰酸酯组分分别移动通过树脂管路34和异氰酸酯管路36。换言之，压缩气体源44对树脂源30和异氰酸酯源32进行加压。压缩气体源44可以是例如压缩空气罐。应认识到，压缩气体可为任何类型的气体。

压缩气体源44将树脂组分源30和异氰酸酯组分源32加压至100至500磅每平方英寸（psi）之间。更具体而言，树脂组分源30和异氰酸酯组分源32通常被加压至220psi与250psi之间。在处于该压力范围内的情况下，泡沫分配系统20在行业内被称为低压系统。由于低压系统如泡沫分配系统20通过气体加压并在比较低的压力下操作，所以低压系统比较小并因此比较容易运输和操控。此外，低压系统制造起来相对廉价。该比较低的压力可通过气体压力来实现并且通常不要求使用大型泵，如通常永久地安装在卡车上的泵。如下文进一步陈述，泡沫分配系统20与传统低压系统相比具有增加的流量，即聚氨酯泡沫的输出。

树脂阀38和异氰酸酯阀40通常为球阀。然而，应认识到，树脂阀38和异氰酸酯阀40可为任何类型的阀而不偏离本发明的本质。

通常，致动器64联接到树脂阀38和异氰酸酯阀40，以使树脂阀38和异氰酸酯阀40在开启位置与关闭位置之间移动。致动器64通常被气动地控制。应认识到，能以任何方式如液压、机械、电动等来控制树脂阀38和异氰酸酯阀40上的致动器64而不偏离本发明的本质。

在图1所示的实施例中，树脂阀38和异氰酸酯40是气动地控制的球阀。气动管路66在气体源如压缩气体源44与致动器64之间连通。电磁线圈（未示出）沿气动管路66配设并可移动以选择性地允许对致动器64气动加压。当电磁线圈阻止气动压力被供应给阀38、40时，阀38、40处于关闭位置。当电磁线圈允许气动压力被供应给阀38、40时，阀38、40处于开启位置。换言之，阀38、40是故障关闭阀，以使得如果电磁线圈和/或致动器发生故障，诸如在断电期间，阀38、40移动至关闭位置。

计时器68通常与致动器64连通以控制致动器64。具体而言，计时器68与电磁线圈连通，以控制向致动器64供应气动压力。因此，定时器68控制树脂阀38和异氰酸酯阀40处于开启位置的时间量，以控制从泡沫分配设备20分配的聚氨酯泡沫的量。可选择地，树脂阀38和异氰酸酯阀40可被手动控制。

至少一个温度计70由集流管24支承，并与树脂导管26和异氰酸酯导管28中的至少一者连通以测量树脂组分和异氰酸酯组分中的至少一者的温度。在图1所示的实施例中，温度计70由集流管24支承，其中温度计70中的一个与树脂导管26连通且另一个与异氰酸酯导管28连通。在图1中，温度计70也沿树脂导管26和异氰酸酯导管28定位。应认识到，泡沫分配设备20可包括仅一个温度计70或包括附加的温度计，如图1所示。

泡沫分配设备20可包括连接至喷嘴22以进一步混合树脂组分和异氰酸酯组分的混合管72。泡沫分配设备20例如可包括用于使用者抓握的手柄（未示出），并且该手柄容许用户方便和容易地操纵和操作泡沫分配设备。

树脂管路34调节树脂组分的流速，并且异氰酸酯管路36调节异氰酸酯组分的流速。树脂管路34和异氰酸酯管路36调节流速使得树脂组分和异氰酸酯组分以合适的比率混合并在快速和充分冲击的状态下混合以获得可接受的产品。

具体而言，树脂管路34和异氰酸酯管路36包括如图3和4所示的用于控制树脂组分和异氰酸酯组分的流速的控制阀74。通常，树脂管路34和异氰酸酯管路36包括单独的控制阀74。树脂管路34和异氰酸酯管路36各者中的控制阀74通常互为镜像，并且为简单起见，以下描述适用于两个控制阀74。如下文更详细地陈述，控制阀74为内嵌式并且可在不从树脂管路34和异氰酸酯管路36拆卸的情况下调节。

控制阀74调节经过其中的组分的流速。参照图3和4，控制阀74包括壳体76。优选地，壳体76由铝制成。然而，应认识到，壳体76可由能够加压引导所述组分通过该壳体的某种其它材料制成。壳体76所用的材料通常化学地阻止特定组分流经其中。

壳体76限定输入腔室78和输出腔室80。输出腔室80与输入腔室78间隔开并沿输出轴线A配设。输入腔室78和输出腔室80构造成接纳树脂管路34或异氰酸酯管路36。输入腔室78和输出腔室80通常构造成包括具有限定直径的圆形的截面。所述直径通常为至少一英寸。应认识到，输入腔室78和输出腔室80的尺寸可变化而不偏离本发明的本质。例如，输入腔室78和输出腔室80构造成接纳一英寸（1″）NPT配件。应认识到，输入腔室78和输出腔室80的连接类型可从上述NPT螺纹配件变化，并且尤其可包括SAE、JIC、ISO-G、凸缘式和压缩配件以及集流管选择项。

壳体76还限定开口82。孔84从开口82延伸到壳体76内，并且大体延伸到输入腔室78内。孔84沿与输出轴线A交叉的平面P延伸。通常，平面P相对于输出轴线A成角度。应了解，孔84沿由平面P限定并与平面P共平面的轴线延伸。为清楚起见，图中将平面P示为一直线。然而，应理解，平面P是二维的，并因此延伸进入各图和从各图伸出。因此，应认识到，虽然孔84沿其延伸的轴线可能不会与输出轴线A相交，但孔84沿其延伸的平面P会与输出轴线A相交，即孔84可从输出轴线侧向偏离，而孔84沿其延伸的平面P仍与输出轴线A相交。在壳体76的开口从输出轴线A侧向偏离的情况下，平面P和输出轴线A二者之间限定一定角度。

平面P和输出轴线A在图中所示的壳体76内相交。然而，应了解，平面P和输出轴线A可在处于壳体76外部的点相交。应了解，输入腔室78和输出腔室80可以也可以不在重合的输出轴线A上内嵌，即，偏离0°。本发明对于输入腔室78和输出腔室80的任何不重合的输出轴线A同样可行。还应认识到，平面P和输出轴线A可以从0°（即内嵌）至180°（即反向U形流径）的任何角度相交。此外，平面P和输出轴线A甚至以中间角度交汇和相交。

流量控制装置86配设在孔84内。流量控制装置86限定流体通路88。流体通路88将输入腔室78和输出腔室80互连。流量控制装置86控制组分在输入腔室78与输出腔室80之间的流体流速。

参照图3-5，流量控制装置86包括活塞90。活塞90可沿平面P在孔84内移动。活塞90包括第一端92和第二端94。第一端92配设成邻近输入腔室78并限定孔隙96。第二端94配设成沿平面P与第一端92相对并限定至少一个孔隙98。第二端通常限定多个孔隙98和环形流径100。输入腔室78与孔隙96流体连通，孔隙96与至少一个孔隙98流体连通，至少一个孔隙98与环形流径100流体连通，并且环形流径与输出腔室80流体连通。流体组分从输入腔室78经活塞90的孔隙96、孔口98和环形流径100流入输出腔室80。通常，孔隙96与所有孔口98流体连通。

孔隙96包括用于调节树脂组分或异氰酸酯组分的流体流速的预定截面积。优选地，孔隙96包括具有预定直径的圆形截面。然而，应认识到，孔隙96的截面形状可变化，并且前边缘和后边缘的截面积、深度和外形决定通过活塞90的流体流速。应认识到，活塞90也可包括组装在一起成为一个组件的两个或更多分开的构件，如公共的活塞本体和孔口98模块，其具有各种孔隙96。

参照图3和4，输出腔室80通常包括至少一个进入端口102，但也可限定多个进入端口。进入端口102与环形流径100流体连通并且环形流径100与至少一个孔口98流体连通。环形流径100与进入端口100之间的界面限定可变阀孔口98。控制阀74中由环形流径100相对于进入端口102的位置形成的可变阀孔口98可由一完整而不中断的环限定，而其它装置通常采用被径向地安置在圆周周围的至少一个部分闭塞的孔口98。采用完整环形的可变孔口98使用于给定行程的流动面积最大化，减小了调节可变阀孔口98所需的行程，并因此提高了控制阀74的灵敏度。环形流径100和进入端口102横向于平面P和输出轴线A延伸而与输出腔室80交叉。树脂组分或异氰酸酯组分从孔口98经环形流径100、可变阀孔口98、进入端口102流入输出腔室80。

调节机构104联接至流量控制装置86。调节机构104调节抵靠在活塞90上的力并按比例调节跨孔隙96的压降。活塞90的孔隙96和所施加的弹力限定通过活塞90的流体流速，并且调节机构104调节或改变所述流体流速，以精确调节或定制进入输出腔室80的流体组分的流量。

调节机构104包括与孔84螺纹接合的头部106，以及沿平面P配设在头部106与活塞90之间的弹簧108。弹簧108配设在孔84内并邻靠活塞90。头部106包括邻近开口的工具接合凹部。该工具接合凹部提供头部106与工具（未示出）之间的界面，以允许用户使头部106绕平面P转动。应认识到，头部106将响应于绕平面P的螺纹转动而沿平面P移动。优选地，工具接合凹部包括用于与外部扳手接合的六边形。然而，应认识到，工具接合凹部可与在此所示和描述不同地构造成用于与某种其它工具接合。

弹簧108配设在头部106与活塞90之间，以将活塞90沿平面P促动。在运行中，弹簧108响应于由树脂或异氰酸酯组分施加在活塞90上的流体压力而被压缩在头部106与活塞90之间。因此，应认识到，在给定的流体压力下，弹簧108沿平面P被压缩一定距离。弹簧被压缩的距离取决于弹簧108的弹簧常数。因此，改变弹簧108的弹簧常数将改变通过控制阀74的流速。

头部106在孔84内的前移或收回沿平面P压缩弹簧108，并从而调节沿平面P抵靠在活塞90上的力。因此，对弹簧108的调节调节了抵靠在活塞90上并因此跨孔隙96和可变阀孔口98的力，从而形成跨孔隙96的受控的压降。相对于进入端口102移动（即重新对准）环形流径100改变了可变阀孔口98在环形流径100与流体组分可流经的进入端口102之间的截面积。改变环形流径100与进入端口102之间的截面积从而调节了跨可变阀孔口98的流体的压降。随着流体流速试图上升，跨孔隙96的压降增大，从而形成抵靠在活塞90上的力。增大的力压缩弹簧108并通过活塞90的微小移动而封闭可变阀孔口98，因而形成附加约束并维持恒定流量。

头部106通常包括用于密封孔84的至少一个密封件110。如图所示，密封件110绕头部106周向地配设而与孔84密封接合。密封件110防止流体组分经孔84泄漏。应了解，至少一个密封件110可包括如图所示的多个密封件和/或支承式支座。优选地，所述至少一个密封件110包括环状O形垫圈。然而，应认识到，密封件110可包括在此未示出或描述的某一其它类型的密封件，并且可位于孔84内的某一其它位置以密封孔84。

流量控制装置86和调节机构104配设在孔84内，其中调节机构104可通过孔84的开启而工作。如上所述，开口82从输出轴线A侧向偏移。因此，流量控制装置86和调节机构104可经该开口从壳体76的孔口84内移除。由于流量控制装置86和调节机构104可从孔84移除，无需从连接至输入腔室78和输出腔室80的管路移除或松开控制阀74。

控制阀74可包括多个可互换的流量控制装置86。可互换的流量控制装置86可互换的原因在于，流量控制阀74仅在某一时间接纳可互换的流量控制装置86中的仅一个，并且多个流量控制装置86中的一个可被从流量控制阀74上移除并用多个流量控制阀74中的另一个替代。多个可互换的流量控制装置86中的每一个均具有不同的活塞90。多个可互换的活塞90中的每一个的孔隙96包括不同预定截面积。因此，由于流体的流速如上所述取决于孔隙96的截面积，所以多个不同活塞90提供了多个不同流体流速，即每个活塞90均提供不同流体流速。同样，由于流量控制装置86和调节机构104可经孔84的开口容易地移除，所以多个不同活塞90可容易地互换而不必移除连接至输入腔室78和输出腔室80的任何连接管路。应认识到，各图中仅示出一个流量控制装置86，并且多个流量控制装置86中的每一个除孔隙96的尺寸外均可具有相似的构造。

流量控制装置86可被调节而改变流体通路88与输入和输出腔室80之间的流体连通，以将树脂组分和/或异氰酸酯组分的流速确立在每分钟5加仑到70加仑之间。在树脂组分和异氰酸酯组分两者均通过气体压力源加压的情形中，树脂组分和异氰酸酯组分两者均在每分钟5加仑到70加仑之间移动通过流量控制装置86。因此，聚氨酯泡沫在每分钟10加仑到140加仑之间离开分配头106。

已按例示的方式描述了本发明，应理解，已经使用的术语的性质是描述用语而不是限制性用语。显然，根据以上教导，本发明可以有众多改型和变型，并且本发明可采用不同于具体描述的方式来实施。

Claims

1.一种用于分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物的泡沫分配设备，所述泡沫分配设备包括：

用于运送所述树脂组分的树脂管路；

用于运送所述异氰酸酯组分的异氰酸酯管路；

用于从所述泡沫分配设备分配所述树脂组分和异氰酸酯组分的喷嘴；

集流管，其连接至所述喷嘴并限定树脂导管和异氰酸酯导管，所述树脂导管与所述树脂管路和所述喷嘴连通以将所述树脂组分引向所述喷嘴，所述异氰酸酯导管与所述异氰酸酯管路和所述喷嘴连通以将所述异氰酸酯组分引向所述喷嘴；以及

至少一个阀，其连接至所述树脂管路和异氰酸酯管路并能够在允许流体流经所述树脂管路和异氰酸酯管路的开启位置与阻止流体流经所述树脂管路和异氰酸酯管路的关闭位置之间移动；

其中所述至少一个阀配设在所述集流管外部，并且所述集流管中的流量是未经调节的以减少对所述集流管的维护，致动器联接至所述至少一个阀以使所述至少一个阀在所述开启位置和关闭位置之间移动，计时器与所述致动器通信以控制所述致动器，

至少一个控制阀设置在所述至少一个阀之前位于所述树脂管路和所述异氰酸酯管路的至少一者的管路中，并且可在不拆卸所述树脂管路和所述异氰酸酯管路的所述至少一者的情况下从外部调节以控制所述树脂组分和所述异氰酸酯组分的所述至少一者的流速。

2.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述树脂导管和所述异氰酸酯导管连续而不中断地分别从所述树脂管路和所述异氰酸酯管路至所述喷嘴。

3.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中，所述集流管由单个整体部件形成。

4.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述致动器被气动地控制。

5.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中，所述至少一个阀进一步被限定为球阀。

6.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述集流管限定清洗端口，所述清洗端口与所述树脂导管和所述异氰酸酯导管连通，以供应用于冲洗所述树脂导管和异氰酸酯导管的清洗液和/或清洗流体。

7.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述树脂管路和所述异氰酸酯管路被加压至100到500磅每平方英寸之间，即689KPa和3447KPa之间。

8.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述至少一个控制阀包括限定彼此间隔开的输入腔室和输出腔室的壳体，并且所述至少一个控制阀包括流量控制装置，所述流量控制装置将所述输入腔室和所述输出腔室互连，以控制所述输入腔室与所述输出腔室之间的流体流速。

9.如权利要求8所述的泡沫分配设备，其中所述流速在每分钟5加仑与70加仑之间，即每分钟19升和265升之间。

10.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述树脂导管和所述异氰酸酯导管分别在所述树脂管路与所述喷嘴之间和异氰酸酯管路与所述喷嘴之间彼此分离，以使得所述树脂组分和异氰酸酯组分首先在所述喷嘴中混合。

11.如权利要求10所述的泡沫分配设备，其中，所述喷嘴可从所述集流管移除以进行清洗。

12.如权利要求1所述的泡沫分配设备，还包括至少一个气体管路，所述至少一个气体管路与所述阀和所述集流管之间的所述树脂管路和异氰酸酯管路中的至少一者连通，以冲洗所述树脂管路和异氰酸酯管路。

13.如权利要求1所述的泡沫分配设备，其中所述至少一个阀进一步被限定为连接至所述树脂管路的树脂阀和连接至所述异氰酸酯管路的异氰酸酯阀。

14.如权利要求13所述的泡沫分配设备，其中所述树脂阀和异氰酸酯阀两者均进一步被限定为气动致动的球阀。

15.一种用于分配树脂组分和异氰酸酯组分的混合物的泡沫分配系统，所述泡沫分配系统包括：

树脂组分源；

异氰酸酯组分源；

用于混合所述树脂组分和异氰酸酯组分的喷嘴；

集流管，其连接至所述喷嘴并限定树脂导管和异氰酸酯导管，所述树脂导管与所述树脂组分源和所述喷嘴连通以将所述树脂组分引向所述喷嘴，所述异氰酸酯导管与所述异氰酸酯组分源和所述喷嘴连通以将所述异氰酸酯组分引向所述喷嘴；

将所述树脂组分源联接至所述树脂导管的树脂管路；

将所述异氰酸酯组分源联接至所述异氰酸酯导管的异氰酸酯管路；以及

至少一个控制阀设置在所述至少一个阀之前位于所述树脂管路和所述异氰酸酯管路中，并且可在不拆卸所述树脂管路和所述异氰酸酯管路的情况下从外部调节以控制所述树脂组分和所述异氰酸酯组分的流速。

16.如权利要求15所述的泡沫分配系统，其中所述树脂导管和所述异氰酸酯导管连续而不中断地分别从所述树脂管路和所述异氰酸酯管路至所述喷嘴。

17.如权利要求15所述的泡沫分配系统，其中，所述集流管由单个整体部件形成。

18.如权利要求15所述的泡沫分配系统，其中所述致动器被气动地控制。

19.如权利要求15所述的泡沫分配系统，还包括加压气体源，所述加压气体源与所述树脂组分源和所述异氰酸酯组分源连通以对所述树脂组分和异氰酸酯组分进行加压，从而使所述树脂组分和异氰酸酯组分分别移动通过所述树脂管路和异氰酸酯管路。

20.如权利要求19所述的泡沫分配系统，其中所述加压气体源将所述树脂组分源和所述异氰酸酯组分源加压至100到500磅每平方英寸之间，即689KPa和3447KPa之间。

21.如权利要求15所述的泡沫分配系统，其中所述集流管限定清洗端口，所述清洗端口与所述树脂导管和所述异氰酸酯导管连通，以供应用于冲洗所述树脂导管和异氰酸酯导管的清洗液和/或清洗流体。

22.如权利要求15所述的泡沫分配系统，还包括至少一个气体管路，所述至少一个气体管路与所述阀和所述集流管之间的所述树脂管路和异氰酸酯管路中的至少一者连通，以冲洗所述树脂管路和异氰酸酯管路。