CN108972998A - 气体辅助压力混合枪 - Google Patents
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Abstract
一种气体辅助压力混合枪，包括能够旋转的旋转棒芯，旋转棒芯具有：碰撞混合腔，包括辅料入口端与复数个组分输入端，用于实现纤维和/或填料与组分的碰撞混合；回旋混合腔，包括复数个气体输入端，气体输入端用于将压缩气体喷入回旋混合腔，压缩气体用于使初级混合产物高速回旋混合及使回旋混合腔形成负压；喷射端，用于将回旋混合腔的混合产物喷出。本发明提供的气体辅助压力混合枪以碰撞方式实现纤维和/或填料与各组分的初级混合，以高速喷射的压缩气体使初级混合产物高速回旋而实现次级混合，并实现旋转棒芯内腔的清洁，具有故障率低、能耗低、自洁性佳、固液混合均匀度好的优点，兼容纯液态配方与固液混合配方的正常生产。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯生产设备技术领域，具体地来说，是一种气体辅助压力混合枪。
背景技术
在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，聚氨酯分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。由于聚氨酯大分子中含有的基团都是强极性基团，而且大分子中还含有聚醚或聚酯柔性链段，聚氨酯具有很多优异的性能，用途十分广泛。
传统的聚氨酯发泡材料，一般仅由均为液态的各原料组分混合发泡制成。随着聚氨酯行业的发展，常常需要在液态组分中添加诸如纤维或填料等固态添加物，以增强聚氨酯发泡材料的性能，满足迅速发展的应用需要。
传统的混合发泡设备，基于传统的聚氨酯发泡材料而设计，仅能满足纯液态的传统配方的混合要求。对于包含固态添加物的配方的混合发泡生产，传统的混合发泡设备无法良好兼容，存在固液混合不均、堵塞严重、缠绕故障等缺陷，严重影响正常生产的质量与效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种气体辅助压力混合枪，以碰撞方式实现纤维和/或填料与各组分的初级混合，以高速喷射的压缩气体使初级混合产物高速回旋而实现次级混合，压缩气体一并实现旋转棒芯内腔的清洁，具有故障率低、能耗低、自洁性佳、固液混合均匀度好的优点，兼容纯液态配方与固液混合配方的正常生产。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种气体辅助压力混合枪，包括能够旋转的旋转棒芯，所述旋转棒芯具有：
碰撞混合腔，包括辅料入口端与复数个组分输入端，所述辅料入口端用于输入纤维和/或填料，所述组分输入端用于一一对应注入不同的组分，所述碰撞混合腔用于实现所述纤维和/或所述填料与所述组分的碰撞混合而得到初级混合产物；
回旋混合腔，包括复数个气体输入端，所述回旋混合腔的输入端与所述碰撞混合腔的输出端连通，所述气体输入端用于将压缩气体喷入所述回旋混合腔，所述压缩气体用于使所述初级混合产物高速回旋混合及使所述回旋混合腔形成负压，所述复数个气体输入端的开口沿所述回旋混合腔的轴向和/或周向阵列分布；
喷射端，其与所述回旋混合腔的输出端连通，用于将所述回旋混合腔的混合产物喷出。
作为上述技术方案的改进，所述碰撞混合腔包括碰撞混合腔道，所述组分输入端开口于所述碰撞混合腔道的周壁。
作为上述技术方案的进一步改进，所述组分输入端为贯穿所述碰撞混合腔侧壁的圆柱形流道，所述碰撞混合腔道具有圆形截面，所述圆柱形流道的中心轴与所述碰撞混合腔道的任一截面直径均不重合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述碰撞混合腔还包括辅料入口端，用于输入助剂和/或填料。
作为上述技术方案的进一步改进，所述辅料入口端与所述碰撞混合腔的输出端分居所述碰撞混合腔的轴向两端，所述辅料入口端的开口方向与所述碰撞混合腔的延伸方向一致。
作为上述技术方案的进一步改进，所述回旋混合腔包括回旋混合腔道，所述复数个气体输入端的开口沿所述回旋混合腔的轴向螺旋分布于所述回旋混合腔道的周壁。
作为上述技术方案的进一步改进，所述气体输入端为贯穿所述回旋混合腔侧壁的圆柱形气道，所述回旋混合腔道具有圆形截面，所述圆柱形气道的中心轴与所述回旋混合腔道的任一截面直径均不重合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述回旋混合腔外周侧设有用于容纳所述压缩气体的环形容腔，所述环形容腔与所述圆柱形气道保持连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述碰撞混合腔、所述回旋混合腔与所述喷射端共轴连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述旋转棒芯的轴向沿铅垂方向布置。
本发明的有益效果是：
于碰撞混合腔注入纤维和/或填料与各组分而实现碰撞混合，以气体输入端于回旋混合腔高速喷入压缩气体而驱使经碰撞混合的初级混合产物高速回旋而充分混合，同时于回旋混合腔内形成负压而加快纤维和/或填料与各组分的流动，压缩气体压迫发泡自喷射端喷出并实现同步的腔体自洁，无需任何机械搅拌与清洁装置，具有故障率低、自洁性佳、能耗低、混合均匀度好的优点，兼容纯液态配方与固液混合配方的正常生产，减少设备成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的轴测示意图；
图2是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的剖视示意图；
图3是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的旋转棒芯的轴测示意图；
图4是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的碰撞混合腔的第一结构的剖视示意图；
图5是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的碰撞混合腔的第二结构的剖视示意图；
图6是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的回旋混合腔的第一结构的主视示意图；
图7是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的回旋混合腔的第一结构的剖视示意图；
图8是本发明实施例1提供的气体辅助压力混合枪的回旋混合腔的第二结构的剖视示意图。
主要元件符号说明：
1000-气体辅助压力混合枪，0100-旋转棒芯，0110-碰撞混合腔，0111-碰撞混合腔道，0112-组分输入端，0113-辅料入口端，0120-回旋混合腔，0121-回旋混合腔道，0122-气体输入端，0130-喷射端，0200-安装壳体，0210-环形容腔，0300-支撑轴承。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对气体辅助压力混合枪进行更全面的描述。附图中给出了气体辅助压力混合枪的优选实施例。但是，气体辅助压力混合枪可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对气体辅助压力混合枪的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在气体辅助压力混合枪的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请结合参阅图1～3，本实施例公开一种气体辅助压力混合枪1000，包括能够旋转的旋转棒芯0100，旋转棒芯0100具有碰撞混合腔0110、回旋混合腔0120与喷射端0130，用于提供一种混合均匀、高效自洁、可连续作业生产不同配方产品的混合发泡装置。
可以理解，碰撞混合腔0110、回旋混合腔0120与喷射端0130均属旋转棒芯0100的一部分，分别充当碰撞混合、回旋混合与喷射的作用场所。其中，旋转棒芯0100连接有用于驱动其旋转的驱动源。驱动源的种类众多，包括旋转电机、液压泵等不同类型。
示范性地，气体辅助压力混合枪1000包括安装壳体0200，旋转棒芯0100可旋转地保持于安装壳体0200的内部，受到安装壳体0200的结构保护。可以理解，安装壳体0200与旋转棒芯0100之间可相应套设支撑轴承0300，以保证旋转棒芯0100的平稳旋转。
碰撞混合腔0110用于实现各组分之间(纯液态配方)或者纤维和/或填料与各组分之间(固液混合配方)的碰撞混合。请参阅图2，示范性地，碰撞混合腔0110包括辅料入口端0113，用于输入纤维和/或填料。其中，纤维包括碳纤维、塑料纤维、玻璃纤维等各种纤维类型，填料包括用于改善物料性能或能增容、增重、降低物料的成本的各种类型的固体填充物。
示范性地，辅料入口端0113与碰撞混合腔0110的输出端分居碰撞混合腔0110的轴向两端，辅料入口端0113的开口方向与碰撞混合腔0110的延伸方向(即轴向)一致，以便纤维和/或填料于负压作用下持续地被吸入并沿碰撞混合腔0110的轴向移动，以便接受自侧向高速注入的组分的碰撞冲击而实现初级混合。
碰撞混合腔0110包括复数个组分输入端0112，组分输入端0112的数量与组分数量相适应，每一组分输入端0112分别用于将一种组分注入碰撞混合腔0110。例如，第一组分为多元醇，第二组分为异氰酸酯。可以理解，多种组分分别被高速注入碰撞混合腔0110。在纯液态配方生产中，各组分之间相互碰撞而实现初级混合；在固液混合配方生产中，各组分与纤维和/或填料之间相互碰撞而实现初级混合。
示范性地，碰撞混合腔0110包括碰撞混合腔道0111。碰撞混合腔道0111开设于碰撞混合腔0110的内部，是碰撞混合的实际场所。由于碰撞混合腔0110属于旋转棒芯0100的一部分，碰撞混合腔道0111随旋转棒芯0100一并旋转。组分输入端0112开口于碰撞混合腔道0111的周壁，不同的组分输入端0112开口于不同位置。
在纯液态配方生产中，首先进入碰撞混合腔道0111的组分具有随碰撞混合腔道0111发生的旋转运动，并于负压作用下沿旋转棒芯0100的轴向相对碰撞混合腔道0111而发生移动；随后进入碰撞混合腔道0111的组分则冲击碰撞轴向移动的组分，由碰撞而实现初级混合。
在固液混合配方生产中，首先进入碰撞混合腔道0111的纤维和/或填料具有随碰撞混合腔道0111发生的旋转运动，并于负压作用下沿旋转棒芯0100的轴向相对碰撞混合腔道0111而发生移动；随后进入碰撞混合腔道0111的组分则冲击碰撞轴向移动的纤维和/或填料，由碰撞而实现初级混合。
示范性地，组分输入端0112的开口分布于旋转棒芯0100轴向的不同位置，亦可位于碰撞混合腔道0111的同一横截面内。
组分输入端0112可采用多种方式实现，如喷管、流道等，并具有所需的截面形状。示范性地，组分输入端0112为贯穿碰撞混合腔0110侧壁的圆柱形流道(即孔道)。示范性地，组分输入端0112设有泵件，用于进一步实现组分于圆柱形流道的加速，从而实现组分的高速喷注，改善碰撞混合效果。
示范性地，碰撞混合腔道0111具有圆形截面，使碰撞混合腔道0111具有圆柱形或锥形构造。组分输入端0112的轴向根据所需的形式布置，可沿碰撞混合腔道0111的截面径向或非径向布置。
请结合参阅图3～4，示范性地，该圆柱形流道的中心轴与碰撞混合腔道0111的任一截面直径均不重合。换言之，圆柱形流道偏于碰撞混合腔道0111的一侧。进一步地，圆柱形流道的开口端更与碰撞混合腔道0111相切连通，使二者连接过渡平顺并实现对碰撞混合腔道0111内已有组分的进一步回旋加速。
请结合参阅图3与图5，另一种示范，该圆柱形流道的中心轴亦可与碰撞混合腔道0111的截面直径重合，使组分向心地喷入碰撞混合腔道0111。进一步地，复数个组分输入端0112的中心轴位于碰撞混合腔道0111的同一截面内，使各组分于同一位置同时喷入而发生碰撞混合。
回旋混合腔0120用于实现经碰撞混合腔0110初级混合的初级混合产物的回旋混合(即次级混合)，使各组分与固态添加物(包括纤维、填料等)真正实现混合均匀。回旋混合腔0120的输入端与碰撞混合腔0110的输出端连通，用于导入初级混合产物。可以理解，回旋混合腔0120属于旋转棒芯0100的一部分，随旋转棒芯0100一并旋转。
回旋混合腔0120包括复数个气体输入端0122，每一气体输入端0122分别用于将压缩气体喷入回旋混合腔0120。压缩气体高速喷入，其作用至少在于，一方面使组分高速回旋而加速混合，保证混合均匀而避免机械搅拌的混合不均；另一方面使回旋混合腔0120形成负压，提供前述的负压作用而使各组分与辅料实现轴向移动或吸入。
可以理解，压缩气体具有特定压力，且不参与回旋混合腔道0121内的化学反应。示范性地，压缩气体可为压缩空气。
其中，复数个气体输入端0122的开口沿回旋混合腔0120的轴向和/或周向阵列分布，使压缩气体自不同的方向与位置喷入，从而实现对初级混合产物的回旋运动的多级持续加速。其中，复数个气体输入端0122的阵列规律多种多样，包括沿回旋混合腔0120的轴向螺旋或双螺旋阵列分布等方式。特别地，由于旋转棒芯0100的旋转运动，复数个气体输入端0122一并旋转而实现均匀吹扫，增强初级混合产物的混合作用。
示范性地，初级混合产物呈现高速螺旋旋转运动，实现组分分子的均匀分布。示范性地，所谓沿回旋混合腔0120的轴向螺旋分布，是指气体输入端0122的开口的分布轨迹为螺旋线，且螺旋线的轴向与回旋混合腔0120的轴向一致。
示范性地，回旋混合腔0120包括回旋混合腔道0121。回旋混合腔道0121是实际的回旋混合场所，开设于回旋混合腔0120的内部。复数个气体输入端0122的开口沿回旋混合腔0120的轴向螺旋分布于回旋混合腔道0121的周壁，从而实现对初级混合产物的回旋加速，使之回旋混合并经化学反应而发泡。
气体输入端0122可采用多种方式实现，如喷管、流道等，并具有所需的截面形状。示范性地，气体输入端0122为贯穿回旋混合腔0120侧壁的圆柱形气道(即孔道)，使压缩气体高速流动。
示范性地，回旋混合腔道0121具有圆形截面，使回旋混合腔道0121具有圆柱形或锥形构造。气体输入端0122的轴向根据所需的形式布置，可沿回旋混合腔道0121的截面径向或非径向布置。
请结合参阅图3与图6～7，示范性地，圆柱形气道的中心轴与回旋混合腔道0121的任一截面直径均不重合。换言之，圆柱形气道偏于回旋混合腔道0121的一侧。进一步地，圆柱形气道的开口端更与回旋混合腔道0121相切连通，使二者连接过渡平顺并保证切向力最大而实现对初级混合产物的极限回旋加速。请结合参阅图3与图8，另一种示范，该圆柱形流道的中心轴亦可与回旋混合腔道0121的截面直径重合，使压缩气体向心地喷入回旋混合腔道0121。
示范性地，回旋混合腔0120的外周侧设有用于容纳压缩气体的环形容腔0210，环形容腔0210与圆柱形气道保持连通。换言之，环形容腔0210环抱于回旋混合腔0120的外周，保证各圆柱形气道(即气体输入端0122)的气体供应。示范性地，环形容腔0210由安装壳体0200与旋转棒芯0100包围而成，减少所需的管路器件而降低成本。另一种示范，气体输入端0122的压缩气体亦可通过气体管路由压缩气体源直接供给。
喷射端0130与回旋混合腔0120的输出端连通，用于将回旋混合腔0120的混合产物(即次级混合产物)喷出。压缩气体于回旋混合腔0120内与初级混合产物一并高速螺旋旋转，逐渐迫近喷射端0130，进一步形成负压而使次级混合产物高速喷出。喷射端0130可采喷嘴等不同形式，并具有收敛结构，以射流效应实现高速喷射。
补充说明，压缩气体的螺旋旋转可实现对回旋混合腔0120的高效洁净，避免因发泡泡沫残留而造成堵塞，于每一配方生产完成后无需停机清洁即可继续下一配方的生产，从而保证不同配方的连续生产。
补充说明，碰撞混合腔0110、回旋混合腔0120与喷射端0130沿旋转棒芯0100的轴向连通设置。示范性地，碰撞混合腔0110、回旋混合腔0120与喷射端0130共轴连通，保证材料流动畅顺。
示范性地，旋转棒芯0100的轴向沿铅垂方向布置。相应地，碰撞混合腔0110、回旋混合腔0120与喷射端0130的轴向铅垂设置，进一步利用组分、纤维、填料的自重作用，加快上述材料的流动。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种气体辅助压力混合枪，其特征在于，包括能够旋转的旋转棒芯，所述旋转棒芯具有：
碰撞混合腔，包括辅料入口端与复数个组分输入端，所述辅料入口端用于输入纤维和/或填料，所述组分输入端用于一一对应注入不同的组分，所述碰撞混合腔用于实现所述纤维和/或所述填料与所述组分的碰撞混合而得到初级混合产物；
回旋混合腔，包括复数个气体输入端，所述回旋混合腔的输入端与所述碰撞混合腔的输出端连通，所述气体输入端用于将压缩气体喷入所述回旋混合腔，所述压缩气体用于使所述初级混合产物高速回旋混合及使所述回旋混合腔形成负压，所述复数个气体输入端的开口沿所述回旋混合腔的轴向和/或周向阵列分布；
喷射端，其与所述回旋混合腔的输出端连通，用于将所述回旋混合腔的混合产物喷出。
2.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述碰撞混合腔包括碰撞混合腔道，所述组分输入端开口于所述碰撞混合腔道的周壁。
3.根据权利要求2所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述组分输入端为贯穿所述碰撞混合腔侧壁的圆柱形流道，所述碰撞混合腔道具有圆形截面，所述圆柱形流道的中心轴与所述碰撞混合腔道的任一截面直径均不重合。
4.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述复数个气体输入端的开口沿所述回旋混合腔的轴向螺旋或双螺旋阵列分布。
5.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述辅料入口端与所述碰撞混合腔的输出端分居所述碰撞混合腔的轴向两端，所述辅料入口端的开口方向与所述碰撞混合腔的延伸方向一致。
6.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述回旋混合腔包括回旋混合腔道，所述复数个气体输入端的开口沿所述回旋混合腔的轴向螺旋分布于所述回旋混合腔道的周壁。
7.根据权利要求6所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述气体输入端为贯穿所述回旋混合腔侧壁的圆柱形气道，所述回旋混合腔道具有圆形截面，所述圆柱形气道的中心轴与所述回旋混合腔道的任一截面直径均不重合。
8.根据权利要求7所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述回旋混合腔外周侧设有用于容纳所述压缩气体的环形容腔，所述环形容腔与所述圆柱形气道保持连通。
9.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述碰撞混合腔、所述回旋混合腔与所述喷射端沿所述旋转棒芯的轴向依次连通。
10.根据权利要求1所述的气体辅助压力混合枪，其特征在于，所述旋转棒芯的轴向沿铅垂方向布置。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB1167844A (en) * | 1967-01-10 | 1969-10-22 | Krupp Gmbh | Process and Apparatus for the Manufacture of Bodies of Cellular Plastics Material for Buffers, in particular for Cranes and Railway Wagons. |
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2018
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