CN105848847A

CN105848847A - 制备粒子泡沫体的装置和方法

Info

Publication number: CN105848847A
Application number: CN201480070632.3A
Authority: CN
Inventors: 诺伯特·鲁伯; 贝恩德·雷蒙斯特
Original assignee: Kurtz GmbH
Current assignee: Kurtz GmbH
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-08-10
Also published as: WO2015097075A1; US20160311134A1; ES2759105T3; DE102013114799A1; EP3086916B1; EP3086916A1; US10625442B2

Abstract

本发明涉及制备粒子泡沫体的装置和方法。装置包括具有模腔3的模具2，蒸汽发生器12，以及进料管10，11，蒸汽发生器12用于产生蒸汽以将蒸汽送入模腔，从而对存在于模腔3内的泡沫粒子进行热塑性熔接，以形成粒子泡沫体，进料管10，11用于将蒸汽送入模具。在进料管内设有可控式蒸汽阀13，14，同时在蒸汽阀和模具之间的区域中，安装有压力感应器15，16，用于测定供应的蒸汽的压力。还设有控制设备23，用于根据预设的曲线随时间的推移而控制压力，其中，曲线为渐升式，以便在预设的时间段内压力可以从初始值逐步增加到终值。

Description

制备粒子泡沫体的装置和方法

技术领域

本发明涉及制备粒子泡沫体的装置和方法。

背景技术

从专利号为DE 3831600 C1的德国专利和专利号为DE 202006009569U1的德国实用新型专利可以得知用于制备粒子泡沫体的装置的实例。通过往模具的模腔中加入预发泡的泡沫粒子，再充入热蒸汽将这些粒子熔接在一起来制备粒子泡沫体。这些泡沫粒子可以浸有发泡剂，发泡剂用于在熔接过程中增加泡沫粒子的发泡性能。例如，这些泡沫粒子含有可发性聚苯乙烯EPS、可发性聚乙烯EPE、可发性聚丙烯EPP或E-共聚物。

公布号为DE 19637349 A1的德国专利公开了一种用于熔结发泡塑料材料的装置。所用的塑料材料为预发泡的聚苯乙烯，将聚苯乙烯从供料箱供应至熔结室。这种用于制备塑料件的装置具有两个模具部件，其将发泡室和熔结室结合起来。还可以设有滑块，从而形成带有底切面(undercut)的模具部件。这些模具部件和滑块都具有蒸汽室。许多小通道从该蒸汽室通往熔结室的内部。每个蒸汽室都配有连接到控制器的感应器。利用这些感应器，熔结室内获得的每个独立的蒸汽室区域的普遍温度，蒸汽室区域的普遍发泡压力，以及熔结室内的蒸汽压力都会传递到该控制器。该控制器用于单独为每个蒸汽室预设温度、发泡压力和蒸汽压力的目标值。

公布号为DE 19637347 A1的德国专利公开了一种用于制备铸件的类似方法，其中第一步是对塑料件进行发泡处理。

公告号为EP 224103 B1的欧洲专利描述了一种对由预发泡塑料材料制成的塑料体进行发泡和熔结的自适控制工艺。该熔结工艺制备的塑料件可以用于品质测定过程。这些品质参数为模塑精度、水分含量、抗弯强度和表面粗糙度或强度。借助于这些品质参数和控制标准的统计变差方法，可以将这些因素自动设定于最佳水平。

公告号为EP 259597 B1的欧洲专利涉及一种方法的开发，其中所用的蒸汽的温度比塑料材料的熔结温度高出5-25℃，并具有较高的预设饱和度，从而使蒸汽温度处于比蒸汽饱和温度高出约5℃的状态。

公布号为DE 3243632 A1的德国专利涉及用于熔结粒子泡沫体的方法和装置。通过这种方法，应当可以利用各种各样的可发泡塑料来制备不同的模具。由于这些材料在运输过程中的耐受性良好，并且取决于预发泡和中间贮存过程的诸如水分含量和吹气含量等参数存在差别，因此加工过程中测定的温度和压力数值决定了这些参数，并且还可用于持续确定缺省值并进行校正。

公布号为DE 4236081 A1的德国专利涉及以发泡塑料为原料来制备模制件的进一步方法。在此方法中，所用模具具有模腔，其腔壁面由导热性能差的材料制成或者适当地涂有这种材料。相应的模具可由塑料制成。具体来讲，这是一种含有良好导热粒子和/或纤维的塑料，例如其中的粒子和/或纤维可由金属制成。

已知的还有基于热塑可发性聚氨酯(ETPU)的粒子泡沫体(例如公布号为WO 94/20568 A的国际专利申请)。这些粒子泡沫体由可发性、粒子状热塑性ETPU制成。要制备这种模制件，需要充气达到合适的压力，将这些预发泡的ETPU粒子加入模具内并进行加热，直到这些粒子熔接在一起。通过使用蒸汽达到加热的效果。必要时，可以先对这些粒子进行增压，然后再制备模制件。脱模后，这种模制件应该受到恒重的制约。这种制约在温度为20-120℃下实现。可以在这种热塑性ETPU粒子中添加发泡剂，例如丁烷或CO₂。也可以使用分解出气体的固态发泡剂，例如偶氮二甲酰胺或甲基苯磺酸酰肼。

由基于热塑性聚氨酯的粒子(ETPU粒子)制成的粒子泡沫体的优点在于其与基于其它塑料的粒子泡沫体比较，具有高弹性，具体来讲是聚苯乙烯和聚丙烯。

基于聚氨酯的泡沫粒子具有高相互粘附力和高弹性。由于这种性能的存在，单个的泡沫粒子已经粘在一起并形成松散的团块。

发明内容

本发明要解决的问题是建立利用聚氨酯基(eTPU)泡沫粒子来制备粒子泡沫体的装置和方法，基于此，高品质粒子泡沫体的制备要具有可重复的可靠性。

本发明要解决的另一个问题是建立使用泡沫粒子来制备粒子泡沫体的装置和方法，基于此，大体积的高品质粒子泡沫体的制备要具有可重复的可靠性。

独立权利要求中限定的方法和装置解决了一个或多个问题。本发明中有益的进步在各自的从属权利要求中进行陈述。

根据本发明所述的用于制备粒子泡沫体的方法，包括以下步骤：

-将泡沫粒子加入模具的模腔；

-在蒸汽的供应下，对所述模具中的泡沫粒子进行热塑性熔接，以形成粒子泡沫体。所述方法的特征在于，所述蒸汽的压力根据预设的渐升式曲线在预设的时间段内从初始值逐步增加到终值。

本发明的发明人已经发现，有时候，在紧跟着将蒸汽送入所述模具的模腔之后，填充聚氨酯基(eTPU)的泡沫粒子的部分发生熔接，形成覆盖在表面的外皮，从而阻挡了蒸汽进一步流入某些区域。他们推测，由于热塑性聚氨酯基(eTPU)泡沫粒子的高弹性和粘附性表面，所述模具中填充的泡沫粒子上出现了局部压紧的区域，从而更快地发生了熔接并被外皮所覆盖。按照这种方式熔接制备的粒子泡沫体，某些区域的强度会有变化。这代表了相当大的质量缺陷。

在制备粒子泡沫体的传统方法中，是将蒸汽压力从0突然调节至预设的目标值。图5显示的是目标数值(粗线)和实际数值(细线)的示意图。蒸汽压力的突然升高造成了模具中泡沫粒子的突然增压。如果所述模具中填充密度不均匀，填料密封性有差别的区域就会受到不同压力的蒸汽的施压。这就会导致局部熔接和结皮，从而进一步阻止了其它区域的熔接。还有一个应该考虑的因素就是，随着蒸汽的突然加压，泡沫粒子之间的空间内的空气被迅速加热。这就增大了空气的体积并延缓了空气从模具中排出。相对于蒸汽来说，空气也是一种更好的绝热体，这就严重地延缓了蒸汽中携带的热量到达仍然充满空气的填充泡沫粒子的区域。

而且，目标数值的突然增加通常会导致实际数值的过度波动(参见图5)，因此在短时间内，尤其是对于再次局部反应，就会存在超压的和因此超温的蒸汽。

在本发明中，另一方面，根据预设的渐升式曲线来调节蒸汽压力，目的是在预设的时间段内将压力从初始值逐步增加到终值。通过这种渐升式的供给，最初供应的蒸汽压力较低，然后逐步升高，从而将存在于泡沫粒子之间的空间内的空气均匀排出。

通常供应的蒸汽类型为干饱和蒸汽。所述干饱和蒸汽的温度通过蒸汽的沸点曲线来确定，从而与压力相关。随着压力的逐步升高，也实现了蒸汽温度的逐步升高。一些蒸汽在模具表面发生冷凝，从而使饱和蒸汽变为湿蒸汽。

利用根据本发明所述的方法，粒子泡沫体的品质可以得到大大提升，尤其是以聚氨酯基泡沫粒子来制备粒子泡沫体和/或制备大体积粒子泡沫体。而且，对于这些方法，在填充过程中(裂缝填充、加压填充或反压填充)，泡沫粒子处于压力之下，因此可以可靠地使用这些方法并获得高品质的产品。

尽管蒸汽压力只能是逐步升高的，但是已经发现熔接和填充的整个过程并不需要比传统装置花费更长的时间。在一些个别的情况下，甚至有可能缩短生产周期。这是因为低压下通入蒸汽的过程中，仍然存在于模具内的空气不会被快速加热，并且因此可以更容易地、更迅速地从模具中被赶出来。此外，缓慢加热泡沫粒子，以便使泡沫粒子之间的拱肩空间保持长时间的开放，从而足以让空气和蒸汽顺畅地流通。

大体积粒子泡沫体的体积至少有0.5m³，具体来讲是至少有1m³并且优选至少1.5m³。

发明人还发现，根据本发明所述的方法适于以诸如聚氨酯等的其它材料来制备粒子泡沫体，具体来讲这些原料为聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯，并且具体来讲，当粒子泡沫体为大体积的和/或通过裂缝填充、加压填充或反压填充进行重力机械挤压的情况下，所述方法极为有利，原因在于，存在于模具中的空气可以被快速移除，进而对大体积粒子泡沫体进行均匀加热和熔接。大体积粒子泡沫体的体积至少有0.5m³，并且具体来讲是至少有1m³。制备这些大体积粒子泡沫体所用的模具在封闭的状态下也具有相应的大容积。

所述渐升式优选为随时间而变化的压力的连续可微函数。这就意味着在控制过程中，所述渐升式不包含可能引起过度波动的阶梯或峰值。利用这种渐升式，实际数值能够非常精确地遵循目标值曲线。对于初始值和终值，不是绝对要求所述渐升式是连续可微。

所述渐升式优选设计为使所述蒸汽压力以0.01bar/s至2bar/s的平均速率变化。

所述蒸汽压力在渐升过程中优选为以不高于2bar/s的平均速率变化。具体来讲，平均速率不超过1.5bar/s或1bar/s。

优选地，所述渐升式的平均速率高于0.02bar/s，具体来讲是高于0.04bar/s。优选地，所述粒子泡沫体由基于ET-PU(聚氨酯)、EPS(聚苯乙烯)、EPP(聚丙烯)或E-共聚物的泡沫粒子制成，或者主要由这些材料中的一种制成。

优选地，所用的模具具有两个半模，每个半模都安装在独立的蒸汽室内。通过连接到控制设备的蒸汽阀将蒸汽送入每个蒸汽室。在每个蒸汽室内或相应的进料管内都分别安装有压力感应器，压力感应器连接到所述控制设备。并且每个蒸汽室还具有凝汽阀，用于将蒸汽或凝结液从所述蒸汽室排出。首先，蒸汽通过相应的第一蒸汽室以预设的曲线被送入所述两个半模中的第一个半模，同时在第二蒸汽室，所述凝汽阀打开，以便从所述模腔排出的气体可以通过第二蒸汽室流出。然后，蒸汽通过第二蒸汽室以预设的参数被送入第二半模，同时所述的第一蒸汽室内的凝汽阀打开，以便残留的气体可以从所述模腔排出并能流走。

按照预设的曲线，可以将蒸汽通入所述模腔，用于对所述模腔进行淋洗和/或对存在于所述模腔中的泡沫粒子进行高压汽蒸。由于可以同时非常高效地将空气从所述模腔赶出来，因此结合淋洗所述模腔的渐升式曲线特别有优势。

优选地，所述渐升为线性上升式渐升、单或多曲线渐升、阶梯式、抛物线形或以指数方式上升式渐升。

制备粒子泡沫体的所述装置，包括：

-模具，具有模腔；

-蒸汽发生器，用于产生蒸汽以将所述蒸汽送入所述模腔，从而对存在于所述模腔内的泡沫粒子进行热塑性熔接，以形成粒子泡沫体；

-进料管，用于将蒸汽送入所述模具，其中，所述进料管具有可控式蒸汽阀；

-压力感应器，定位于所述蒸汽阀和所述模具之间区域中，用于测定蒸汽压力。

所述装置的特征在于提供控制设备，用于根据预设的曲线(参考变量)随时间的推移而控制压力(控制变量)，其中所述控制设备连接到所述压力感应器和所述蒸汽阀，并且所述预设的曲线为渐升式，以便在预设的时间段内压力可以从初始值逐步增加到终值。

所述控制设备采用P控制器、PI控制器、PD控制器或PID控制器的形式。还可以设有模糊控制器和/或级联控制器。

所述的模具可以被两个或两个以上的蒸汽室围绕，其中，通过连接到所述控制设备的蒸汽阀将蒸汽送入每个蒸汽室，并且在每个蒸汽室内或相应的进料管内都分别设有与所述控制设备连接的压力感应器，其中，所述控制设备设计为根据预设的曲线(参考变量)随着时间的变化来控制所有蒸汽室内的压力(控制变量)。

所述的模具具有至少两个半模，每个半模都位于独立的蒸汽室内。例如，其它的模具部件是可伸缩的内核，还为每个内核配有独立的蒸汽室。

优选地，每个蒸汽室都具有可由所述控制设备控制的凝汽阀，以从各自的蒸汽室排出蒸汽。

所述模具具有多个喷嘴，并且至少有一个喷嘴通向每个蒸汽室。

附图说明

下面通过实施例的方式并结合附图对本发明进行详细说明。下面这些附图以简化图解形式示出：

图1为以框图的形式示出的一种制备粒子泡沫体的装置；

图2为穿过含有模具的两个蒸汽室的截面；

图3为沿着图2中A-A线截取的截面图；

图4a-4d为不同形式的渐升示意图，以及

图5为根据现有技术所述的装置中，蒸汽供应过程中，压力的目标值和实际数值的变化过程。

具体实施方式

一种用于制备粒子泡沫体的装置1，具有由两个半模2/1和2/2构成的模具2(图1)。两个半模2/1和2/2通常分别为阳模和阴模(未示出)，目的是为了将待制备的粒子泡沫体塑造成预设的形状。模腔3由模具2所限定，并且所述阳模和阴模位于其内部。

加料器4通向模腔3，利用加料器将泡沫粒子从物料容器通过管道加入模腔3。优选地，在物料容器和/或管道内可以供应水或蒸汽，用于浸湿将被输送至模具的泡沫粒子。按照这种方式，可以显著改善eTPU泡沫粒子的输送性能，同时避免了对管道或加料器的任何堵塞。沿着输送通道的多个点上还可以设有连接件，用于供应水或蒸汽。

加料器4具有连接件5，用于通入吹气，利用吹气将泡沫粒子输送至模腔(图2)。加料器4中的通往模腔3的开口可以通过凸模(punch)6来关闭。

两个半模2/1和2/2，设置为在其侧面处彼此背对，两个半模分别被第一蒸汽室7和第二蒸汽室8围绕着。半模2/1和2/2具有多个喷嘴9，这些喷嘴从蒸汽室7和8的内部通向模腔3。

半模和相应的蒸汽室可以通过机械作用组合在一起，也可以分离开以打开模腔3。

模具2可以是以所谓的“裂缝模具”的形式，其在填充泡沫粒子的过程中并不完全封闭，而是只有当填充完毕以后才完全封闭，并将填充在模腔3内的泡沫粒子压实。然而，还可以对模具2提供所谓的“增压”形式，其中在加压时将泡沫粒子加入模具，随后再进行减压，从而使泡沫粒子在模具内膨胀。

两个蒸汽室7，8中的任一个都通过进料管10，11连接至蒸汽发生器12。蒸汽发生器12提供干饱和蒸汽。每个进料管10，11具有蒸汽阀13，14，蒸汽阀13和14可用来控制蒸汽到相应的蒸汽室7和8的供应。在蒸汽阀13，14和模具2之间的区域中，在每种情况下都存在相应的压力感应器15，16。在本实施例中，压力感应器设置于进料管10，11内。类似地，压力感应器也可以位于第一或第二蒸汽室内。

图2和图3示出了蒸汽室7，8的输入侧和输出侧上分别设置有分布通路17，分布通路17沿着相应的蒸汽室7，8的整个长度延伸，并沿着整个长度均匀分布着几个开口18，以便使蒸汽流沿着蒸汽室7和8的长度均匀分布。

在输出侧，分布通路17通向各自的凝汽管19，20，并在每个凝汽管内设有凝汽阀21，22。

每个蒸汽阀13，14、压力感应器15，16以及凝汽阀21，22都连接到控制设备23(图1)。

用于制备粒子泡沫体的装置的操作过程说明如下。首先，将泡沫粒子通过加料器4加入模具2的模腔3。可以通过裂缝填充方法或加压填充来完成这个步骤。填充完之后，将模具的两个半模封闭。

接着，通过不仅打开蒸汽阀13，14，还同时打开凝汽阀21，22来用蒸汽对蒸汽室7和8进行淋洗。利用这种方式，存在于蒸汽室7，8内的空气被从蒸汽室驱赶出来，进入凝汽管19，20。

用蒸汽淋洗完两个蒸汽室7，8之后，关闭所有的蒸汽阀13，14以及凝汽阀21，22。

下一步，将进料管10的蒸汽阀13打开，以通向第一蒸汽室7，同时将第二蒸汽室8的凝汽管20中的凝汽阀22打开。因此，蒸汽会从蒸汽发生器12流进第一蒸汽室7，再通过第一半模2/1的喷嘴9进入模腔3，并通过另一个半模2/2上的喷嘴9进入第二蒸汽室8，再从那里进入凝汽管20。以这种方式，用蒸汽淋洗模腔3。蒸汽阀13和凝汽阀21的打开由控制设备23控制，用这种方式，通过压力感应器15测定的通向第一蒸汽室7的进料管10内的压力符合预设的渐升曲线。以这种方式，模腔3中的蒸汽压力逐步增加。对模具的这种淋洗，其中蒸汽从一个蒸汽室流向另一个蒸汽室，也被称为串蒸。串蒸的持续时间和在渐升曲线末端到达的压力的终值，要根据粒子泡沫体的原料和尺寸来设定。通常来说，对于ET-聚苯乙烯，串蒸压力的终值为0.2-0.5bar；对于ET-聚丙烯，压力为2-4bar；而对于ET-聚氨酯，压力为1.2-1.8bar。对于小件，串蒸持续的时间约为3-5秒，而对于大件(几m³)，约为10-20秒。对于大件，渐升曲线的持续时间可以延长至约10秒，而在另一方面，对于小件，渐升曲线大约经历1-2秒。

以下参数适于制备体积约为7m³的E-聚苯乙烯块：

压力终值0.4bar；

串蒸持续时间为20秒，其中渐升曲线占用10秒。因此，渐升过程中压力的平均偏差为0.04bar/秒。

对于以E-聚丙烯为原料来制备小件(约15cm³)，以下参数适于串蒸：

压力终值3bar；

串蒸持续时间为3秒，其中渐升曲线占用1.5秒。因此，渐升过程中压力的平均偏差为2bar/秒。

如果沿着从第一蒸汽室至第二蒸汽室8方向的串蒸已经终止，则所有的阀门13、14、21、22会再次关闭。然后，从第二蒸汽室8穿过模腔3至第一蒸汽室7的第二次串蒸开始进行，其中通过蒸汽阀14，将蒸汽送入第二蒸汽室8，同时通过打开凝汽阀21，蒸汽从第一蒸汽室7离开。这两个阀门14和21的打开，再次受到控制设备23的控制，以这种方式，按照预设的渐升曲线，将压力逐渐升高(图4a-4d)。在该第二次串蒸中，终点压力通常稍微高于第一次串蒸(约0.1-0.5bar以上)。这是有利的，因为在第一次串蒸之后，泡沫粒子已经部分熔接，引起流动阻力增大。

还有一种选择，在串蒸之前，可以在组合在一起并压实泡沫粒子之前或期间，通入蒸汽。然后，通过最初打开模腔(裂缝)，供应蒸汽，目的是将存在于拱肩空间内的空气赶出来。这种汽蒸步骤被称为裂缝汽蒸。

模具内部分真空条件下的汽蒸(低于绝对压力0.5bar)也被证明是又一种有利的汽蒸变量。为此，利用附加泵(未示出)，将空气通过单个或两个凝汽管19和20从模具2中吸出来。粒子之间空气体积的减少确保了热量的优良传导。由于另外的压力梯度，蒸汽也有可能流过已经被机械挤压(例如，通过裂缝填充或反压填充)的泡沫粒子。由于压力的降低，蒸汽温度保持在较低水平，因此模制件在进行内部区域的熔接之前，外皮未发生提前气密性熔接。

图4a-4d显示的是不同形式的渐升，利用这些渐升，可以在串蒸的开始阶段升高压力。根据图4a所示的渐升含有一条圆环段形曲线。根据图4b所示的渐升以直线形式上升。两个函数在渐升区域都是连续可微的，即没有跳跃和边缘。只有在渐升的开始阶段(图4a和4b)，还有末端(图4b)存在一阶求微的间断性。可以对这种连续可微函数进行非常精确地控制。例如可以使用简易比例控制器(P控制器)来达到目的。但是优选使用比例微分控制器(PD控制器)，具体来讲为比例积分微分控制器(PID)。

根据图4c所示的渐升含有两条相反的曲线，利用这种渐升在初始时和末端进行连续微分。因此，这是一条完全的光滑函数，可以进行非常精确的控制。

图4d显示的渐升含有多个台阶。原则上也有可能对这种渐升进行控制。然而，各个阶段并不是连续可微的。

因此，在每个阶段有可能发生过度波动。由于各个阶段相对于现有技术来说明显较小(参照图5)，因此相应地过度波动也较小。

所有这些形式的渐升共同特征是，在初始时，以低压通入蒸汽进而温度也低，这就极大地促进了蒸汽流过模腔并排出空气。

在渐升阶段，压力升高的平均速率优选为低于2bar/s，具体来讲是低于1.5bar/s并且优选低于1bar/s。

双向串蒸之后，凝汽阀21和22关闭，同时两个蒸汽阀13和14打开或者持续打开。以这种方式，蒸汽通过模具2的两个半模被送入模腔3，从而将其中含有的泡沫粒子完全熔接。这个步骤也被称为高压汽蒸。

在高压汽蒸过程中，通常设定的压力高于进行串蒸时的压力。一般来讲，对于E-聚苯乙烯，高压汽蒸时的压力数值处于1-1.2bar之间；对于E-聚丙烯，压力数值处于3.5-5bar之间；对于E-聚氨酯，压力数值处于2.2-3.5bar之间。高压汽蒸阶段持续的时间取决于要制备的粒子泡沫体的体积和模具的重量，并且高压汽蒸阶段持续可以介于几秒至1分钟之间。

原则上，在高压汽蒸过程中，也有可能首先利用渐升来升高压力。然而，由于紧挨着高压汽蒸之前，模具内不应该再有任何空气，而且泡沫粒子已经通过串蒸预热，因此，渐升在高压汽蒸过程中的效果远不如在串蒸情况下明显。

对于上述步骤还有一种选择是裂缝汽蒸，即在模具仍然有些打开时，通入蒸汽，由于在这一阶段模具内存在大量空气，因此对于按照渐升来让压力升高具有非常重要的意义。

高压汽蒸之后，制备的粒子泡沫体开始冷却。这个步骤包括对半模进行喷水。通过存在于模腔内的蒸汽的凝结，蒸汽的体积以及进而施加于粒子泡沫体的压力减少了。此外，可以使用部分真空或真空，从而使凝结的水蒸发，引起进一步的冷却效果。然后，模具打开，移除粒子泡沫体。

然后，可以再次进行制备粒子泡沫体的过程。

上述方法避免了立即(一次性)利用太多能量，具体来讲是在模具中含有空气的开始阶段，一次性采用太多能量可能会引起泡沫体的结皮，即使内部区域仍然存在空气而且内部区域的泡沫粒子还没有熔接。方法可以非常高效地将空气从拱肩空间赶出去。由于蒸汽快速地、均匀地分布在模腔内，热量传导迅速，造成整个模腔的温度大体相同，进而进行均匀熔接。具体来讲，可以由此可靠地避免位于粒子泡沫体表面的部分灼热。传统方法中，如果发生了结皮现象，蒸汽就不能继续流动。这就会产生问题，尤其是在此区域中，压力升高，进而温度升高，从而使粒子泡沫体的表面出现局部灼热。由于利用本发明，压力和温度是遵循定义的函数，因此现有技术中的这些已知问题不可能出现。

附图标记列表

1-装置

2-模具

3-模腔

4-加料器

5-连接件

6-凸模

7-第一蒸汽室

8-第二蒸汽室

9-喷嘴

10-进料管

11-进料管

12-蒸汽发生器

13-蒸汽阀

14-蒸汽阀

15-压力感应器

16-压力感应器

17-分布通路

18-开口

19-凝汽管

20-凝汽管

21-凝汽阀

22-凝汽阀

23-控制设备

Claims

1.一种制备粒子泡沫体的方法，包括以下步骤：

-将泡沫粒子加入模具(2)的模腔(3)，其中，使用聚氨酯基(eTPU)泡沫粒子；

-在蒸汽的供应下，对所述模具(2)中的泡沫粒子进行热塑性熔接，以形成粒子泡沫体，其中，所述蒸汽的压力根据预设的渐升式曲线在预设的时间段内从初始值逐步增加到终值。

2.一种根据权利要求1所述的制备粒子泡沫体的方法，具体地，包括以下步骤：

-将泡沫粒子加入模具(2)的模腔(3)，其中，所述泡沫粒子通过裂缝填充、加压填充或反压填充被送入模具；

3.一种根据权利要求1或2所述的制备粒子泡沫体的方法，具体地，包括以下步骤：

-将泡沫粒子加入模具(2)的模腔(3)，其中，所用的模具(2)在封闭的状态下，具有至少0.5m³的容积；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述蒸汽的压力在渐升阶段以0.01bar/s至2bar/s的平均速率变化。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，

所使用的模具(2)具有两个半模(2/1，2/2)，每个半模(2/1，2/2)都被独立的蒸汽室(7，8)围绕着，并且通过连接到控制设备(23)的蒸汽阀(13，14)将蒸汽送入每个蒸汽室(7，8)，并且在每个蒸汽室(7，8)内或相应的进料管内都分别安装有压力感应器(15，16)，所述压力感应器(15，16)连接到所述控制设备(23)，并且每个蒸汽室(7，8)还具有凝汽阀(21，22)，用于将蒸汽从所述蒸汽室(7，8)排出，其中，首先，蒸汽通过相应的第一蒸汽室(7)以预设的曲线被送入所述两个半模中的第一个半模(2/1)，并且在第二蒸汽室(8)，所述凝汽阀(22)打开，以便从所述模腔(3)排出的气体可以流出，然后蒸汽通过第二蒸汽室(8)以预设的曲线被送入第二半模(2/2)，并且所述第一蒸汽室(7)内的凝汽阀(21)打开，以便从所述模腔(3)排出的气体可以流走。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，

为了对所述模腔(3)进行裂缝汽蒸和/或淋洗或串蒸，和/或对所述模腔(3)中存在的泡沫粒子进行高压汽蒸，通过符合预设的曲线的蒸汽压力，将蒸汽送入所述模腔(3)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，

所述的渐升为线性上升式渐升、单或多曲线渐升、阶梯式、抛物线形或以指数方式上升式渐升。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，

以加入水的方式，将所述泡沫粒子加入所述模具，具体来讲是在供应蒸汽的条件下。

9.一种制备粒子泡沫体的装置，包括：

-模具(2)，具有模腔(3)；

-蒸汽发生器(12)，用于产生蒸汽以将所述蒸汽送入所述模腔(3)，从而对存在于所述模腔(3)内的泡沫粒子进行热塑性熔接，以形成粒子泡沫体，其中，所述泡沫粒子为聚氨酯基(eTPU)泡沫粒子；

-进料管(10，11)，用于将蒸汽送入所述模具(2)，其中，所述进料管(10，11)具有可控式蒸汽阀(13，14)；

-压力感应器(15，16)，定位于所述蒸汽阀(13，14)和所述模具(2)之间区域中，用于测定蒸汽压力，

其中，设有控制设备(23)，所述控制设备(23)用于根据预设的曲线随时间的推移而控制压力，其中，所述控制设备(23)连接到所述压力感应器(15，16)和所述蒸汽阀(13，14)，并且所述预设的曲线为渐升式，以便在预设的时间段内压力可以从初始值逐步增加到终值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述控制设备(23)采用P控制器、PI控制器、PD控制器或PID控制器的形式。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，

所述渐升式设计为使所述蒸汽的压力以不高于2bar/s的平均速率变化。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的装置，其特征在于，

所述渐升式为随时间而变化的压力的连续可微函数。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，其特征在于，

所述模具(2)可以被两个以上的蒸汽室(7，8)围绕，其中，通过连接到所述控制设备(23)的蒸汽阀(13，14)将蒸汽送入每个蒸汽室(7，8)，并且在每个蒸汽室(7，8)内或相应的进料管内都分别设有与所述控制设备(23)连接的压力感应器(15，16)，其中，所述控制设备(23)设计为根据预设的曲线(参考变量)随着时间的变化来控制所有蒸汽室内的压力(控制变量)。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，

所述模具(2)具有两个半模(2/1，2/2)，每个半模(2/1，2/2)都位于独立的蒸汽室内(7，8)。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，

每个蒸汽室(7，8)都具有可由所述控制设备(23)控制的凝汽阀(21，22)，以从相应的蒸汽室(7，8)排出蒸汽。

16.根据权利要求13或15所述的装置，其特征在于，

所述模具(2)具有多个喷嘴(9)，其中，至少一个喷嘴(9)通向每个蒸汽室(7，8)。

17.根据权利要求9-16中任一项所述的装置，其特征在于，

设有用于将泡沫粒子从物料容器输送至所述模具的管道，其中，在所述物料容器或管道上设有进水管或进汽管，以浸湿将被输送至所述模具的泡沫粒子。

18.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，

采用权利要求9-17中任一项所述的装置由聚氨酯基(eTPU)泡沫粒子制备粒子泡沫体。