CN1549749A - 具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备，它包括：具有两个或多个容器(23，24)的填缝枪(22)，该填缝枪具有管嘴(15)、两个或多个安装在填缝枪(22)上以便在操作上接合各自容器(23，24)的推杆，以及用来增量地推进推杆(25，26)以便与各自容器在操作上接合的起动机构；静态混合器，它具有位于其上游端并用来从各自容器(23，24)的管嘴(15)接纳液体组分的入口孔和可拆卸的喷嘴(5)；雾化区(16)；静态混合器管套(7)；多个用来接纳加压空气的入口孔；以及用来将空气引入雾化区(16)的出口孔，其中喷嘴尖端穿过在喷射部分(10)内部的孔口。

Description

具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备
技术领域
本发明涉及具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备，该设备特别适于施加强烈反应的双组分涂敷、密封或粘附合成物，最好是双组分聚脲涂敷合成物。
背景技术
已经知道几种用来施加双组分涂敷合成物的喷射系统。如果两种组分不是强烈反应的，就能在使用前混合这两种组分并与多种已知单组分、无空气或空气辅助系统一起应用这些系统。这些系统一般使用具有一小时至几小时适用期的涂敷合成物。
最好是，用双组分喷射系统来施加双组分合成物，该系统可以是高压(大于100巴)或者是低压(小于100巴)系统。高压系统通常是多种无空气或者空气辅助的无空气喷射系统。在这些系统中两种组分通常在高压下引入静态混合器然后在足够压力下通过喷嘴尖端以便将液体雾化。这些系统的缺点是它们的成本高。
多种低压或高压冲击混合器也是适用的，在其中组分通过多个单独孔口引入混合腔然后依靠流体压力通过雾化喷嘴尖端。该混合腔通常用清洗杆或压缩空气来净化。这类冲击混合系统的缺点是它们的成本高、使用困难以及通常需要高压。
用来施加双组分合成物的低压系统实例是多种空气辅助喷射器，在其中组分进行预混合然后被虹吸、通过重力输送或从压力罐中通过空气喷射尖端排出。空气以通常垂直方式从多个相对出口传到已混合的合成物以便将该合成物喷成具有所需喷射图形的雾状。这些喷射系统的缺点是，它们不适用于喷射强烈反应的双组分系统。不仅在喷射过程期间而且尤其在停机期间，组分能起反应而形成堵塞液体喷嘴尖端和/或空气出口的聚合物固体。这会造成漫长的故障时间以便为进一步使用而清理该设备。
在任何的这些低或高压喷射器中防止堵塞的替代方法是在停机前用溶剂或空气清洗剂来冲洗该设备。然而这一实施例由于出现第三液流而导致较高的设备成本。此外，使用溶剂无论从成本观点还是环境观点来说都是不利的。
本发明的目的是以节约成本的方式克服现有技术喷射系统的缺点。本发明的附加目的是提供一种廉价、轻便和有效的用于双组分、易反应合成物的喷射系统。
这个目的可用按照本发明的低压、空气辅助喷射系统来达到。本发明的重要特性是：在喷射强烈反应双组分系统时使用一次性喷嘴尖端和静态混合器以便消除现有技术的堵塞问题。本发明的另一重要特性是：使用一种可任选的动力辅助填缝枪来将双组分合成物输送到喷嘴尖端。
与此有关的申请，美国系列号09/838,792和09/838,794披露了一种与低压、双组分、空气辅助喷射系统组合使用的一次性喷嘴尖端和静态混合器。然而，该系统旨在用作较大的应用场合并且没有披露使用堵缝枪来输送双组分合成物。与此相关的申请，律师案卷号为MD-00-13B-LS描述使用一种填缝枪来将双组分合成物输送到具有可随意更换喷嘴尖端的静态混合器，但是该申请没有描述将该静态混合器插入管套。
发明内容
本发明涉及一种具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备，它包括：
a)具有适于接纳两个或多个容器的承载器的填缝枪，它具有管嘴、两个或多个推杆以及起动机构，该推杆安装在该填缝枪上用来在操作上接合各自容器以便从该容器的管嘴分配液体组分，而该起动机构用来通过手动、气动、液压或电力增量地推进该推杆以便与各自容器在操作上接合；
b)静态混合器，它在其上游端具有入口孔以便从各自容器的管嘴接纳液体组分，并且在其下游端具有可随意更换的喷嘴尖端以便将已混合液体组分引入雾化区；
c)静态混合器管套，它包围该静态混合器，并在其上游端加工成所需尺寸以便将该管套连接在该填缝枪的容器上，而且在其下游端具有可随意更换的喷射部分，该喷射部分具有多个用来接纳加压空气的入口孔以及用来将空气引入该雾化区的出口孔，其特征在于，该喷嘴尖端穿过该喷射部分内部的孔口，因而该已混合液体组分被引入该雾化区。
本发明还涉及一种用来喷射双组分合成物的方法，其方法为：
a)起动具有两个或多个推杆并包含两个或多个容器的填缝枪的起动机构，以便增量地推进推杆以便与各自容器在操作上接合，从而分配来自第一容器的第一液体组分以及来自第二容器并易与第一液体组分反应的第二液体组分进入具有可随意更换喷嘴尖端的静态混合器，
b)在该静态混合器中混合该第一组分和该第二组分，
c)通过该静态混合器下游端处的可随意更换喷嘴尖端将已混合液体组分从该静态混合器排入雾化区，
d)将空气引入该雾化区，
e)在该雾化区内将该已混合液体组分雾化，
f)将已雾化的液体组分喷射到衬底上，以及
g)在该喷射过程中断期间或者在该喷射过程终止之后，抛弃该静态混合器和该可随意更换喷嘴尖端。
附图说明
图1表示本发明最佳实施例喷嘴的分解图。
图2表示按照本发明的管套的另一实施例。
图3表示连接到填缝枪的容器上的喷嘴实施例。
图4表示该喷嘴喷射部分的放大视图。
具体实施方式
按照本发明可以使用填缝枪喷射双组分合成物。该填缝枪可手动操作，或者最好用气动、液态或电马达驱动以便更加精确和容易地将两个或多个液体组分分配到连接在该填缝枪排出端的静态混合器中。
气动或液压填缝枪的推杆例如可用压缩空气或者例如水之类的液体驱动，这就驱动连接在该推杆上的活塞。电填缝枪的推杆由电动马达驱动，该马达驱动螺旋或者蜗杆传动装置从而驱动该推杆。按照本发明，任何已知填缝枪均适于分配液体组分。手动或气动填缝枪的实例可从Cox North America获得。使用气动填缝枪的优点是：用来驱动推杆的相同压缩空气源能用来给下文描述的喷射系统提供空气。
当填缝枪被用来从两个或多个容器分配材料时，不同的混合比能通过下法来实现：使用不同尺寸的容器或者例如使用单独驱动机构调节各自容器的推杆以便以不同的速度推进。获得不同混合比的另一种可能性是使用一个以上含有液体组分之一的容器。最好是，借助于对于不同组分使用不同尺寸的容器来获得不同的混合比。
这些容器的实例包括来自Plas-Pak Industry的Ratio-Pak容器。这些容器的另一优点是：它们的喷嘴加工出螺纹并且设计成被安装在下文所述可任意处理静态混合器的管套上。当使用两个容器时，两个管嘴配合在一起形成螺纹端，该螺纹端能安装在一次性静态混合器上。
当使用具有有限适用期的喷射合成物，例如易反应双组分合成物尤其是强烈反应双组分合成物时，本发明还能克服静态混合器、喷嘴尖端和/或空气入口孔内部堵塞问题。这通过使用可更换静态混合器来实现，该混合器下游端具有可随意更换的喷嘴尖端。在实施例中，静态混合器在下游端逐渐缩小以便形成喷嘴尖端。在最佳实施例中，喷嘴尖端被安装在静态混合器的下游端。按照这个最佳实施例能安装不同尺寸的喷嘴尖端以便控制被喷射材料的容积。
静态混合器可用金属或塑料或者其它适当材料制成。但出于成本原因混合器最好是用塑料制成，这是因为在喷射过程完成时或者在喷射过程被中断的时间间隔期间，静态混合器以及可随意更换的喷嘴尖端被拆除和抛弃。多种适当静态混合器的实例是从Tah Industry得到的静止混合器。该实例包括塑料管状混合器和塑料钟形喷嘴。可更换喷嘴尖端也可是从Tah Industry获得的Luer针。它们或者用塑料制造或者用金属和塑料的合成物制造。金属/塑料针是优选的。
按照本发明，静态混合器插入静态混合器管套。该管套的上游端加工成所需尺寸以便可逆地连接到填缝枪上，最好是连接到已插入填缝枪的容器上。连接的类型不重要，只要该管套可脱开连接以便抛弃该静态混合器和可随意更换的喷嘴尖端即可。适用的连接包括螺纹、夹子、保持环以及快速接头。
在图1所示的实施例中，管套的上游端被拧入以致于它能被安装到从填缝枪伸出的容器螺纹端上。在图2所示的另一实施例中，管套上游端被扩张因而能用保持环，最好是螺纹保持环保持压靠一个或多个容器。
具有雾化区的传统喷射部分连接(最好是可逆地连接)到管套的下游端。在实施例中喷射部分被永久地连接或者做成管套下游端的一部分。最好是，管套下游端使用先前陈述的用来将管套上游端连接到填缝枪容器的同类型连接物可逆地连接到喷射部分上游端上。喷嘴尖端延伸穿过喷射部分后部内的孔口并进入雾化区。
组分在静态混合区内混合之后将它们引入喷射部分的雾化区并在那里通过空气将其雾化，所述空气积蓄在压缩气体筒体内或者以已知方式在压缩机中连续产成。用空气将一个或多个用来喷射的液体组分雾化的方法众所周知并且对于本发明而言是不重要的。在图4所示的最佳实施例中，已混合液体组分对于两个或多个相对的空气出口而言大致垂直通过。根据这些孔的配置，通过已知方式控制混合组分的平的或圆锥形的喷射图形。
空气也可通过喷嘴尖端穿过的相同喷射部分内部孔口引入。在这样的实施例中空气平行于已混合组分通过喷嘴尖端的外侧面。然而，按照这样的实施例只生成较少的雾化。可以相对于液体组分以其范围从平行到垂直或稍大的其它角度引入空气。
按照本发明的方法，液体组分优选地由填缝枪供给并在2至100巴的压力下引入静态混合器，更优选为5至70巴，并且最优选为10至50巴。然后该组分在静态混合器内混合并通过该静态混合器下游端处的可随意更换喷嘴尖端排入雾化区。空气在压力下引入雾化区，该压力优选为0.5至10巴，更优选为1至7巴，并且最优选为3至6巴。然后将雾化的液体组分施加到适当的衬底上。
在喷射双组分合成物时，适当的第一和第二组分包括相互反应以便生成聚合物的任何合成物。实例包括：聚异氰酸脂与多元醇生成聚氨脂的反应，聚异氰酸脂与聚胺生成聚脲纤维的反应，以及环氧树脂或环氧尿脘与胺治疗物生成聚酰胺的反应。适用组分的实例是众所周知的。最佳组分是相互强烈反应的那些组分，例如在几分钟到几秒钟内固化或相互反应的那些组分。在喷射这些类型的组分时，喷射作业的任何中断会导致堵塞静态混合器，尤其是喷嘴尖端，并且有时堵塞到达雾化区的空气入口。
强烈反应组分的实例是综合于此作为参考的美国专利5,126,170和5,236,741中描述的聚异氰酸脂和聚天冬氨酸脂。
在容器中还可出现其它多种添加剂，例如触媒剂，溶剂和颜料。例如，它们可与两种液体反应组分之一混合。作为替代，它们可在例如第三容器的单独容器之中。这在喷射多种有颜色的组分时特别有利。通常，颜料与两种液体反应组分之一混合。然而，当该颜料在单独容器中时，由于不必保持与多种反应组分之一调和的每种颜料的存量，可更容易改变该组分的颜色。
图1表示本发明的优选实施例。静态混合器1具有用来接纳单或双组分合成物的扩张端部2以及用来接纳可更换喷嘴尖端5的渐缩端部3。该静态混合器1还具有用来均匀混合该单或双组分合成物的内部混合构件4。喷嘴尖端5具有端部6。
静态混合器1和喷嘴尖端5穿过管套7和喷射部分10插入，以致于端部6伸入雾化区16。管套7具有用来连接在填缝枪的一个或多个容器上的螺纹端8和用来连接到喷射部分10的螺纹端9。当静态混合器1用塑料制成时，管套7的用途之一是防止静态混合器由于单或双组分合成物的输送压力而破裂。空气经由管12通过变型流体喷嘴15内的出口孔并通过空气帽14内的出口孔18导入雾化区16。空气帽14借助于把螺纹保持环17安装在喷射部分10的螺纹13上而保持紧靠变型流体喷嘴15。在雾化区16内，通过出口孔18的空气将流过静态混合器1和喷嘴尖端5的端部6的单或双组分合成物液流雾化。
图2表示替代实施例，在其中管套7具有扩张端部19，它用保持环21保持紧靠双组分填缝枪22的容器23和24的螺纹端20。
图3表示按照本发明的优选实施例喷嘴，它已被连接到双组分填缝枪22的容器23和24上。盛装在容器23和24中的组分A和B用推杆25和26在压力状态下输送到已经插入管套7的静态混合器1之中。容器23和24的螺纹端20连接在管套7的螺纹端8上。组分A和B在静态混合器1内混合，然后通过喷嘴尖端5和端部6进入雾化区16。喷嘴尖端5的变窄端部5延伸超出空气帽14的基部。
图4表示优选实施例喷射部分10的放大图。管套7用螺纹9连接到喷射部分10上。喷嘴尖端5延伸穿过喷射部分10，以致于端部6通过空气帽14内部的孔口，而空气帽14用保持环17保持在喷射部分10的端部上。空气经过管12进入喷射部分10的上部并通过变型流体喷嘴15内的出口孔，再经过空气帽14内的出口孔18进入雾化区16。
尽管出于说明目的已经在前面详细地介绍了本发明，应该理解，这种细节只是用于所述目的，本领域普通技术人员可在不偏离只受权利要求限制的本发明精神和范围的情况下做出多种变型。

Claims (20)

1.一种具有改进喷嘴的空气辅助低压喷射设备，它包括：
a)具有适于接纳两个或多个容器的承载器的填缝枪，它具有管嘴、两个或多个推杆以及起动机构，所述推杆安装在所述填缝枪上以便在操作上接合各自容器从而从所述容器的管嘴分配液体组分，而所述起动机构用来通过手动、气动、液压或电力增量地推进所述推杆以便与各自容器在操作上接合；
b)静态混合器，它在其上游端具有入口孔以便从各自容器的管嘴接纳液体组分，并且在其下游端具有可随意更换的喷嘴尖端以便将已混合液体组分引入雾化区；
c)静态混合器管套，它包围所述静态混合器，并在其上游端加工成所需尺寸以便将所述管套连接在所述填缝枪的容器上，而且在其下游端具有可随意更换的喷射部分，所述喷射部分具有用来接纳加压空气的入口孔以及用来将空气引入所述雾化区的出口孔，其中所述喷嘴尖端穿过所述喷射部分内部的孔口因而所述已混合液体组分被引入所述雾化区。
2.如权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，所述喷嘴尖端是可拆卸的。
3.如权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，提供所述可任选的第二液体组分。
4.如权利要求2所述的喷射设备，其特征在于，提供所述可任选的第二液体组分。
5.如权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，所述喷射部分是可更换的。
6.如权利要求2所述的喷射设备，其特征在于，所述喷射部分是可拆卸的。
7.如权利要求3所述的喷射设备，其特征在于，所述喷射部分是可更换的。
8.如权利要求4所述的喷射设备，其特征在于，所述喷射部分是可拆卸的。
9.如权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
10.如权利要求2所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
11.如权利要求3所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
12.如权利要求4所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
13.如权利要求5所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
14.如权利要求6所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
15.如权利要求7所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
16.如权利要求8所述的喷射设备，其特征在于，所述管套在其上游端和下游端处加工成所需尺寸以便用螺纹进行连接。
17.如权利要求1所述的喷射设备，其特征在于，所述静态混合器逐渐缩小以便形成喷嘴尖端。
18.一种用来喷射单或双组分合成物的方法，其方法是：
a)起动把具有一个或多个推杆并包含一个或多个容器的填缝枪的起动机构，以便增量地推进所述推杆以便与各自容器在操作上接合，从而分配来自第一容器的第一液体组分以及来自第二容器并易与所述第一液体组分反应的第二液体组分进入具有可随意更换喷嘴尖端的静态混合器，
b)在所述静态混合器中混合所述第一组分和所述第二组分，
c)通过所述静态混合器下游端处的可随意更换喷嘴尖端将已混合液体组分从所述静态混合器排入雾化区，
d)将空气引入所述雾化区，
e)在所述雾化区内将所述已混合液体组分雾化，
f)将已雾化的液体组分喷射到衬底上，以及
g)在所述喷射过程中断期间或者在所述喷射过程终止之后，抛弃所述静态混合器和所述可随意更换喷嘴尖端。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一液体组分包括一种聚异氰酸脂，而所述第二液体组分包括多元醇。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一液体组分包括聚异氰酸脂，而所述第二液体组分包括聚天冬氨酸脂。
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