RU2426601C1 - Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby - Google Patents
Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby Download PDFInfo
- Publication number
- RU2426601C1 RU2426601C1 RU2009148878/05A RU2009148878A RU2426601C1 RU 2426601 C1 RU2426601 C1 RU 2426601C1 RU 2009148878/05 A RU2009148878/05 A RU 2009148878/05A RU 2009148878 A RU2009148878 A RU 2009148878A RU 2426601 C1 RU2426601 C1 RU 2426601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- swirl
- specified
- nozzle
- curable composition
- longitudinal axis
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию нагнетательной вихревой форсунки с признаками, указанными в ограничительной части п.1 формулы, предназначенной для распыления отверждаемой затвердевающей композиции на поверхность, чтобы получить полимерный слой на ней. Настоящее изобретение также имеет отношение к способу распыления отверждаемой композиции на поверхность, причем в указанном способе используют форсунку в соответствии с настоящим изобретением.The present invention relates to the creation of an injection vortex nozzle with the characteristics indicated in the restrictive part of claim 1 of the formula for spraying a curable hardening composition onto a surface to obtain a polymer layer on it. The present invention also relates to a method for spraying a curable composition onto a surface, wherein the nozzle according to the present invention is used in the method.
Отверждаемая композиция представляет собой, в частности, полиуретановую реакционную смесь, которую напыляют на поверхность изложницы (формы), чтобы получить, например, детали внутренней отделки салона автомобиля или автомобильные панели, такие как приборные панели, дверные панели, крышки вещевого ящика, консоли и т.п. Такие полиуретановые реакционные смеси обычно имеют относительно высокую вязкость и поэтому их достаточно трудно распылять.The curable composition is, in particular, a polyurethane reaction mixture that is sprayed onto the surface of a mold (mold) to obtain, for example, interior trim parts of a car or automobile panels, such as dashboards, door panels, glove box covers, consoles, etc. .P. Such polyurethane reaction mixtures usually have a relatively high viscosity and are therefore difficult to spray.
Нагнетательная вихревая форсунка для напыления слоя полиуретановой реакционной смеси на поверхность изложницы уже раскрыта в патентах ЕР-В-0303305 и ЕР-В-0389014. Форсунки, описанные в этих патентах, имеют выходную деталь, образующую полость в виде воронки, которая заканчивается выходным отверстием форсунки. На своем верхнем по ходу конце полость в виде воронки закрыта инжектором, так что образуется вихревая камера между передней стороной инжектора и выходным отверстием. Инжектор содержит два или больше завихряющих каналов, через которые отверждаемую композицию впрыскивают в вихревую камеру. За счет полученного вихревого движения отверждаемая композиция распыляется из выходного отверстия в виде полого конуса распыления.An injection vortex nozzle for spraying a layer of a polyurethane reaction mixture onto a mold surface has already been disclosed in patents EP-B-0303305 and EP-B-0389014. The nozzles described in these patents have an output part forming a cavity in the form of a funnel, which ends with the nozzle outlet. At its upper end, the cavity in the form of a funnel is closed by an injector, so that a vortex chamber forms between the front side of the injector and the outlet. The injector comprises two or more swirl channels through which the curable composition is injected into the swirl chamber. Due to the vortex motion obtained, the curable composition is sprayed from the outlet in the form of a hollow spray cone.
Когда используют форсунки, описанные в этих патентах, для напыления слоя отверждаемой композиции на сложные поверхности изложницы, в частности на поверхности изложницы, которые имеют полости, приходится делать форсунки достаточно небольшими, чтобы они могли двигаться внутри узких полостей при сохранении достаточного расстояния напыления. Более того, расход отверждаемой композиции должен быть достаточно низким для того, чтобы, даже при напылении с небольшого расстояния, тонкий слой отверждаемой композиции мог быть нанесен однородно на поверхность изложницы. Кроме того, отверждаемая композиция не должна распыляться в слишком тонкую пыль (мглу), чтобы избежать избытка материала при распылении.When using the nozzles described in these patents, to spray a layer of the curable composition on the complex surfaces of the mold, in particular on the surface of the mold that have cavities, it is necessary to make the nozzles small enough so that they can move inside narrow cavities while maintaining a sufficient spraying distance. Moreover, the consumption of the curable composition must be low enough so that, even when spraying from a short distance, a thin layer of the curable composition can be applied uniformly on the surface of the mold. In addition, the curable composition should not be sprayed into too fine dust (haze) in order to avoid excess material during spraying.
При напылении отверждаемой композиции на поверхность изложниц желательно изменять расход отверждаемой композиции без чрезмерного влияния на форму распыла (на размер капель и стабильность картины напыления, то есть на кинетическую энергию отверждаемой композиции). Это позволяет снижать расход отверждаемой композиции при напылении с небольшого расстояния напыления, например, в углах или в узких полостях, и повышать расход отверждаемой композиции при напылении с большего расстояния напыления на большие поверхности. За счет этого можно напылять слой, имеющий более однородную толщину, и снижать расход материала при распылении, без чрезмерного увеличения времени цикла.When spraying a curable composition onto the surface of the molds, it is desirable to change the flow rate of the curable composition without unduly influencing the spray pattern (droplet size and stability of the spray pattern, i.e., the kinetic energy of the curable composition). This allows to reduce the consumption of the curable composition during spraying from a small spraying distance, for example, in corners or in narrow cavities, and to increase the consumption of the curable composition when spraying from a larger spraying distance to large surfaces. Due to this, it is possible to spray a layer having a more uniform thickness, and to reduce the consumption of material during spraying, without excessive increase in cycle time.
Испытания, проведенные авторами настоящего изобретения, показали, что форсунки, описанные в патентах ЕР-В-0303305 и ЕР-В-0389014, производят напыление полиуретановой реакционной смеси под таким давлением, что она распыляется на капли, имеющие MVD около 95 мкм, причем снижение приложенного давления на 40% приводит к снижению расхода ориентировочно на 30% и к возрастанию MVD распыленных капель ориентировочно на 65% (MVD представляет собой средний объемный диаметр капель, определенный в соответствии с ASTM Е 799-81). Это увеличение размера капель намного больше того, которое наблюдается, например, при распылении нефтяного топлива.Tests conducted by the authors of the present invention showed that the nozzles described in patents EP-B-0303305 and EP-B-0389014 spray a polyurethane reaction mixture under such pressure that it is sprayed onto droplets having an MVD of about 95 μm, with a decrease applied pressure by 40% leads to a decrease in flow rate of approximately 30% and to an increase in MVD of atomized droplets of approximately 65% (MVD is the average volumetric diameter of the droplets, determined in accordance with ASTM E 799-81). This increase in droplet size is much larger than that observed, for example, when spraying petroleum fuel.
Описанные в статье "Fuel Nozzles for Oil Burners" by Е.O.Olson (Delavan) результаты исследования показали, что средний размер капель изменяется обратно пропорционально 0,3 величины изменения давления. Таким образом, снижение давления на 40% соответствует увеличению размера капель ориентировочно на 16%, что намного меньше увеличения размера капель, которое наблюдается при использовании полиуретановых реакционных смесей.The results of the study described in the article "Fuel Nozzles for Oil Burners" by E.O. Olson (Delavan) showed that the average droplet size varies inversely with the 0.3 pressure change. Thus, a decrease in pressure of 40% corresponds to an increase in droplet size of approximately 16%, which is much less than the increase in droplet size that is observed when using polyurethane reaction mixtures.
Первый недостаток, связанный с увеличением размера капель, заключается в том, что более крупные воздушные пузырьки вводятся в напыленный слой, что ведет к ухудшению прочностных свойств. Другой недостаток заключается в том, что образованная более крупными каплями форма распыла является менее стабильной и может легче нарушаться за счет силы тяжести или воздушных потоков, так что необходимо напылять более толстый слой, чтобы получить однородный слой с желательными прочностными свойствами.The first disadvantage associated with the increase in droplet size is that larger air bubbles are introduced into the sprayed layer, which leads to a deterioration in strength properties. Another disadvantage is that the spray pattern formed by the larger droplets is less stable and can be more easily disturbed by gravity or air currents, so it is necessary to spray a thicker layer to obtain a uniform layer with desirable strength properties.
Уже известны так называемые форсунки с переменным потоком, такие как форсунки с обводным потоком или с возвратным потоком, воздушные форсунки, форсунки с двумя отверстиями и дуплексные форсунки. Эти форсунки допускают большую вариацию расхода через форсунку, однако они подходят не для всех распыляемых отверждаемых композиций. Более того, они являются достаточно громоздкими.Variable flow nozzles such as bypass or return flow nozzles, air nozzles, two-hole nozzles and duplex nozzles are already known. These nozzles allow a large variation in the flow rate through the nozzle, however, they are not suitable for all sprayable curable compositions. Moreover, they are quite bulky.
Форсунка, которая подходит для распыления полиуретановой реакционной смеси при переменных скоростях потока раскрыта в публикации WO-A-2005/000481. Для изменения расхода реакционной смеси в нее добавляют некоторое количество сжатого газа. За счет ввода некоторого объема газа расход полиуретановой реакционной смеси можно снижать и можно регулировать за счет изменения объема вводимого газа. Однако распылительное оборудование, необходимое для осуществления этого способа распыления с добавкой газа, является сложным и дорогим.A nozzle that is suitable for spraying a polyurethane reaction mixture at variable flow rates is disclosed in WO-A-2005/000481. To change the flow rate of the reaction mixture, a certain amount of compressed gas is added to it. By introducing a certain volume of gas, the flow rate of the polyurethane reaction mixture can be reduced and can be controlled by changing the volume of the introduced gas. However, the spray equipment necessary for implementing this gas-assisted spray method is complicated and expensive.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается новая нагнетательная вихревая форсунка, которая позволяет распылять отверждаемую композицию при относительно низком расходе, так что получают относительно крупные капли, что позволяет снизить влияние изменения этого относительно низкого расхода на размер распыленных капель.In accordance with a first aspect of the present invention, there is provided a new injection vortex nozzle that allows a curable composition to be sprayed at a relatively low flow rate, so that relatively large droplets are obtained, thereby reducing the effect of changing this relatively low flow rate on the size of the sprayed droplets.
Для этого в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается форсунка, отличающаяся тем, что инжектор расположен на таком расстоянии от выходного отверстия, чтоTo this end, in accordance with a first aspect of the present invention, there is provided an injector, characterized in that the injector is located at such a distance from the outlet that
отношение Lo/Do меньше чем 1, причемthe ratio of L o / D o less than 1, and
Asc - площадь поверхности (мм2) боковой стенки вихревой камеры;A sc is the surface area (mm 2 ) of the side wall of the vortex chamber;
β - угол наклона завихряющих каналов;β is the angle of inclination of the swirling channels;
Asp.tot - сумма наименьших площадей поперечного сечения Asp (мм2) завихряющих каналов, измеренных в плоскости поперечного сечения, перпендикулярной к заданному глобальному направлению, в котором впрыскивают отверждаемую композицию через соответствующий завихряющий канал в вихревой камере;A sp.tot is the sum of the smallest cross-sectional areas A sp (mm 2 ) of swirl channels measured in a plane of cross section perpendicular to a given global direction in which the curable composition is injected through the corresponding swirl channel in the swirl chamber;
Lo - длина выходного отверстия (мм);L o - the length of the outlet (mm);
Do - диаметр выходного отверстия (мм); иD o - diameter of the outlet (mm); and
≤ - меньше или равно.≤ - less than or equal to.
Было обнаружено, что если установить инжектор ближе к выходному отверстию, то есть если уменьшить площадь Asc поверхности боковой стенки вихревой камеры, то тогда снижение расхода будет оказывать меньшее влияние на размер капель. Более конкретно, площадь Asc поверхности должна быть такой малой, что отношение 
Отношение (1) также может быть уменьшено за счет увеличения площади Asp.tot поверхности поперечного сечения завихряющих каналов. Однако это приводит к более высоким расходам. Так как форсунка в соответствии с настоящим изобретением предназначена для распыления при относительно низких расходах, сумма Asp.tot самых малых площадей Ар поверхности поперечного сечения завихряющих каналов должна быть меньше чем 0,9 мм2 и преимущественно даже меньше чем 0,6 мм2.The ratio (1) can also be reduced by increasing the area A sp.tot of the cross-sectional surface of the swirling channels. However, this leads to higher costs. Since the nozzle in accordance with the present invention is designed to be sprayed at relatively low flow rates, the sum A sp.tot of the smallest areas A p of the cross-sectional surface of the swirling channels should be less than 0.9 mm 2 and preferably even less than 0.6 mm 2 .
Площадь Asc поверхности боковой стенки вихревой камеры не может быть беспредельно уменьшена. В самом деле, минимальная площадь поверхности необходима для того, чтобы получить однородную форму распыла. В этой связи было обнаружено, что отношение 
Для снижения влияния расхода на размер капель отношение Lo/Do в конечном счете должно быть меньше чем 1, преимущественно меньше чем 0,6, предпочтительнее меньше чем 0,5, а еще лучше меньше чем 0,4.To reduce the effect of flow rate on droplet size, the ratio L o / D o should ultimately be less than 1, preferably less than 0.6, more preferably less than 0.5, and even better less than 0.4.
В соответствии с предпочтительным вариантом форсунки в соответствии с настоящим изобретением самая малая площадь поперечного сечения каждого из указанных завихряющих каналов, измеренная в плоскости поперечного сечения, перпендикулярной к заданному глобальному направлению, в котором впрыскивают отверждаемую композицию через завихряющий канал в вихревую камеру, составляет больше чем 0,07 мм2, преимущественно больше чем 0,08 мм2, но меньше чем 0,25 мм2, преимущественно меньше чем 0,20 мм2 и предпочтительнее меньше чем 0,15 мм2.According to a preferred embodiment of the nozzle of the present invention, the smallest cross-sectional area of each of said swirl channels, measured in a cross-section plane perpendicular to a given global direction in which the curable composition is injected through the swirl channel into the swirl chamber, is greater than 0 , 07 mm 2 , preferably more than 0.08 mm 2 , but less than 0.25 mm 2 , mainly less than 0.20 mm 2, and more preferably less than 0.15 mm 2 .
Для того чтобы снизить риск засорения (закупоривания) завихряющих каналов, например, за счет частиц частично отвержденной композиции, площадь поперечного сечения каждого из завихряющих каналов должна быть достаточно большой. Однако чем меньше площадь поперечного сечения каждого из завихряющих каналов, тем больше завихряющих каналов может быть предусмотрено, и тем более равномерно будет распределена отверждаемая композиция по боковой стенке вихревой камеры. Это является важным, так как позволяет получить однородную форму распыла, в которой равномерно распределена отверждаемая композиция.In order to reduce the risk of clogging (clogging) of the swirling channels, for example, due to particles of a partially cured composition, the cross-sectional area of each of the swirling channels should be large enough. However, the smaller the cross-sectional area of each of the swirl channels, the more swirl channels can be provided, and the more the curable composition will be evenly distributed over the side wall of the swirl chamber. This is important because it allows you to get a uniform spray pattern in which the curable composition is evenly distributed.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения при проецировании под прямыми углами на дополнительную продольную плоскость, содержащую указанную продольную ось и прямую линию, которая пересекает указанную продольную ось перпендикулярно и которая проходит через центр выхода соответствующего завихряющего канала, указанные заданные глобальные направления, в которых отверждаемую композицию впрыскивают из завихряющих каналов в вихревую камеру, образуют угол (γ) с указанной поперечной плоскостью В, перпендикулярной указанной продольной оси, который по меньшей мере на 8°, а преимущественно по меньшей мере на 12° больше чем указанный средний угол αav, образованный боковой стенкой вихревой камеры с указанной поперечной плоскостью В.In accordance with another aspect of the present invention, when projected at right angles to an additional longitudinal plane containing the specified longitudinal axis and a straight line that intersects the specified longitudinal axis perpendicularly and which passes through the exit center of the corresponding swirl channel, these specified global directions in which the curable composition injected from the swirling channels into the vortex chamber, form an angle (γ) with the specified transverse plane B, perpendicular to the specified odolnoy axis which is at least 8 °, preferably at least 12 ° greater than said average angle α av, formed by the side wall of the vortex chamber with said transverse plane B.
За счет того факта, что отверждаемую композицию впрыскивают под углом к боковой стенке вихревой камеры, получают форму распыла с улучшенной однородностью.Due to the fact that the curable composition is injected at an angle to the side wall of the vortex chamber, a spray shape with improved uniformity is obtained.
Предлагается также способ создания полимерного слоя на поверхности за счет напыления на ней отверждаемой композиции при помощи нагнетательной вихревой форсунки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением.A method is also proposed for creating a polymer layer on a surface by spraying a curable composition onto it using an injection swirl nozzle made in accordance with the present invention.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания специфических вариантов выполнения форсунки и осуществления способа, приведенных со ссылкой на сопроводительные чертежи.The above and other characteristics of the invention will be more apparent from the following detailed description of specific embodiments of the nozzle and the implementation of the method, given with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 схематично показан принцип напыления полиуретановой реакционной смеси на поверхность изложницы при помощи форсунки в соответствии с настоящим изобретением.Figure 1 schematically shows the principle of spraying a polyurethane reaction mixture onto the surface of a mold using a nozzle in accordance with the present invention.
На фиг.2 схематично показан вид сбоку формы распыла, которая может быть получена при помощи форсунки в соответствии с настоящим изобретением, при этом реакционную смесь распыляют в виде полого конуса.Figure 2 schematically shows a side view of the spray form, which can be obtained using the nozzle in accordance with the present invention, while the reaction mixture is sprayed in the form of a hollow cone.
На фиг.3 показано поперечное сечение форсунки в соответствии с настоящим изобретением.Figure 3 shows a cross section of a nozzle in accordance with the present invention.
На фиг.4 показан вид сверху форсунки, показанной на фиг.3.Figure 4 shows a top view of the nozzle shown in figure 3.
На фиг.5 показан вид сверху инжектора форсунки, показанной на фиг.3 и 4.Figure 5 shows a top view of the injector nozzle shown in figures 3 and 4.
На фиг.6 показан вид сбоку инжектора, показанного на фиг.5.Figure 6 shows a side view of the injector shown in figure 5.
На фиг.7 показано с увеличением поперечное сечение выходной детали и инжектора форсунки, показанной на фиг.3.Fig.7 shows an enlarged cross-section of the output part and the injector nozzle shown in Fig.3.
Фиг.8 и 9 являются аналогичными фиг.7, но на них показаны другие конструктивные варианты.Figs. 8 and 9 are similar to Fig. 7, but other structural variants are shown.
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию нагнетательной вихревой форсунки и к способу напыления отверждаемой композиции при помощи этой форсунки на поверхность, чтобы получить на ней полимерный слой. Форсунка представляет собой так называемую безвоздушную форсунку, то есть форсунку, в которую не вводят газ для воздействия на форму распыла. Отверждаемая композиция представляет собой, в частности, реактивную смесь компонентов, из которой получают полиуретан, называемую здесь полиуретановой реакционной смесью. Отверждаемая композиция при необходимости может содержать физические или химические пенообразователи, которые обеспечивают вспенивание слоя отверждаемой композиции, нанесенного на поверхность. Несмотря на то, что может быть проведено напыление и других отверждаемых композиций, таких как кремнийорганические смолы, эпоксидные смолы и феноло-альдегидный полимер, дальнейшее описание настоящего изобретения будет проведено со ссылкой на распыление полиуретановых реакционных смесей. Такие смеси обычно получают за счет перемешивания двух компонентов, а именно изоцианата и полиола, однако это могут быть и более двух потоков компонентов. Распыленная полиуретановая реакционная смесь преимущественно не содержит растворителей (в том числе и воды) или содержит только небольшое количество растворителей, в частности меньше чем 10% по весу, а преимущественно меньше чем 5% по весу, так что реакционная смесь при распылении имеет относительно высокую вязкость.The present invention relates to the creation of an injection vortex nozzle and to a method for spraying a curable composition by using this nozzle onto a surface to obtain a polymer layer thereon. The nozzle is a so-called airless nozzle, that is, a nozzle into which no gas is introduced to influence the spray pattern. The curable composition is, in particular, a reactive mixture of components from which a polyurethane is obtained, hereinafter referred to as a polyurethane reaction mixture. The curable composition, if necessary, may contain physical or chemical blowing agents that provide foaming of a layer of the curable composition deposited on the surface. Although other curable compositions can be sprayed, such as organosilicon resins, epoxies, and a phenol-aldehyde polymer, a further description of the present invention will be made with reference to spraying polyurethane reaction mixtures. Such mixtures are usually obtained by mixing two components, namely an isocyanate and a polyol, however, these can be more than two component streams. The atomized polyurethane reaction mixture is predominantly solvent-free (including water) or contains only a small amount of solvents, in particular less than 10% by weight, and preferably less than 5% by weight, so that the spray mixture has a relatively high viscosity .
Напыленный полиуретановый слой имеет обычно среднюю плотность выше чем 300 г/л, преимущественно выше чем 400 г/л, а еще лучше выше чем 600 г/л. Полиуретановый слой может быть жестким полиуретановым слоем, но преимущественно он является гибким полиуретановым слоем, в частности представляет собой так называемую полиуретановую оболочку, имеющую преимущественно среднюю толщину (которую определяют как отношение объема оболочки к ее площади поверхности) в диапазоне от 0,1 до 3 мм, а преимущественно от 0,3 до 2 мм. На практике, особенно при производстве деталей внутренней отделки автомобилей, таких как приборный щиток, дверная панель (филенка), консоль и т.п., жесткий защитный слой наносят позади такого слоя оболочки, причем между двумя указанными слоями преимущественно вводят промежуточный вспененный слой.The sprayed polyurethane layer usually has an average density higher than 300 g / l, preferably higher than 400 g / l, and even better higher than 600 g / l. The polyurethane layer may be a rigid polyurethane layer, but it is predominantly a flexible polyurethane layer, in particular it is a so-called polyurethane shell having a predominantly average thickness (which is defined as the ratio of the shell volume to its surface area) in the range from 0.1 to 3 mm , and mainly from 0.3 to 2 mm. In practice, especially in the manufacture of automotive interior parts, such as dashboard, door panel (panel), console, etc., a hard protective layer is applied behind such a shell layer, and an intermediate foam layer is mainly introduced between these two layers.
Реакционные смеси для напыления полиуретановой оболочки описаны, например, в патенте ЕР-В-0 379 246. Эти реакционные смеси образуют за счет перемешивания изоцианата и полиола непосредственно перед распылением реакционной смеси. Изоцианат может быть образован на базе алифатических изоцианатов, чтобы получить светостойкую полиуретановую оболочку. Однако на практике может быть использована и не светостойкая полиуретановая оболочка. В реакционной смеси для такой оболочки используют более химически активные ароматические полиуизоцианаты. В таком случае на указанную оболочку после ее изготовления преимущественно наносят слой краски или же слой краски наносят на поверхность изложницы, в качестве внутреннего покрытия изложницы, ранее напыления реакционной смеси на поверхность изложницы, чтобы сделать оболочку светостойкой. Базовый принцип распыления полиуретановой реакционной смеси показан на фиг.1.Reaction mixtures for spraying a polyurethane shell are described, for example, in patent EP-B-0 379 246. These reaction mixtures are formed by mixing isocyanate and polyol immediately before spraying the reaction mixture. Isocyanate can be formed on the basis of aliphatic isocyanates to obtain a light-resistant polyurethane shell. However, in practice, a non-light-resistant polyurethane shell may also be used. In the reaction mixture for such a shell, more reactive aromatic polyisocyanates are used. In this case, a paint layer is mainly applied to the said shell after its manufacture, or the paint layer is applied to the surface of the mold, as an internal coating of the mold, previously spraying the reaction mixture on the surface of the mold to make the shell lightfast. The basic principle of spraying the polyurethane reaction mixture is shown in figure 1.
В первой операции два компонента, а именно полиол и изоцианат, подают в заданной пропорции из баков 1А и 1В с мешалками при помощи насосов 2А и 2В и нагревают до желательной температуры в теплообменниках 3А и 3В ранее перемешивания в подвижном распылителе 4, снабженном форсункой 5. Из этой форсунки 5 распыляют реакционную смесь с заданной формой распыла на поверхность, в частности на поверхность 6 изложницы. После отверждения реакционной смеси образованный полиуретановый слой 9 может быть снят с поверхности 6 изложницы при необходимости после нанесения одного или нескольких дополнительных слоев на заднюю сторону напыленного полиуретанового слоя 9. Полиуретановый слой не обязательно должен быть напылен на поверхность изложницы; он также может быть напылен на другой слой формируемого изделия, например на слой внутреннего покрытия изложницы или на внешний слой, который уже был напылен на поверхность изложницы и который также может быть полиуретановым слоем. Этот внешний полиуретановый слой также может быть напылен при помощи форсунки в соответствии с настоящим изобретением и может быть, например, алифатическим слоем, в то время как внутренний слой является ароматическим полиуретановым слоем. Внутренний слой может иметь такую же плотность, что и внешний слой, но он также может иметь и меньшую плотность.In the first operation, two components, namely the polyol and isocyanate, are supplied in a predetermined proportion from the
При распылении вязкой реакционной смеси из форсунки 5 полученная форма распыла обычно содержит пленку 7, которая распадается на капли 8 на некотором расстоянии d от форсунки 5, например, составляющем от 0,5 до 20 см. Процессом распыления преимущественно управляют так, чтобы эта реакционная смесь распылялась из форсунки непосредственно в виде капель 8, которые имеют средний объемный диаметр (MVD), определенный в соответствии с ASTM Е 799-81, составляющий больше чем 50 мкм, преимущественно больше чем 60 мкм, предпочтительнее больше чем 70 мкм, а еще лучше больше чем 80 мкм, или в виде пленки 7, которая распадается на капли 8 на расстоянии d от форсунки 5. Кроме того, процессом распыления преимущественно управляют так, чтобы капли 8 имели средний объемный диаметр меньше чем 500 мкм, преимущественно меньше чем 300 мкм, предпочтительнее меньше чем 200 мкм а еще лучше меньше чем 150 мкм. При распылении в узкие полости расстояние между форсункой и поверхностью изложницы, то есть расстояние D напыления, может быть меньше чем расстояние d, начиная с которого пленка распадается на капли, так что в этом случае реакционная смесь поступает на поверхность 6 изложницы в виде пленки 7.When spraying a viscous reaction mixture from
Реакционную смесь распыляют в виде круглого или эллиптического конуса, который преимущественно является полым. Форма распыла в виде полого конуса, которая показана на фиг.2, является предпочтительной, так как она позволяет обеспечивать более постоянную толщину слоя.The reaction mixture is sprayed in the form of a round or elliptical cone, which is predominantly hollow. The hollow cone spray pattern, which is shown in FIG. 2, is preferred since it allows for a more constant layer thickness.
Полиуретановый слой преимущественно распыляют на поверхность изложницы с использованием двух или больше фаз (этапов). В первой фазе полиуретановую реакционную смесь преимущественно распыляют при более высоком расходе, обычно с большего расстояния D напыления. В следующей фазе расход преимущественно снижают, при этом расстояние D напыления может быть уменьшено, чтобы произвести напыление на участки более сложной формы поверхности изложницы или чтобы произвести напыление на ее углы. За счет этого можно получить более постоянную толщину слоя и снизить избыток материала при распылении. Отношение между самым высоким и самым низким расходом при напылении полиуретанового слоя преимущественно составляет ≥1,1, в частности, ≥1,2, а предпочтительнее, ≥1,3.The polyurethane layer is preferably sprayed onto the surface of the mold using two or more phases (steps). In the first phase, the polyurethane reaction mixture is preferably sprayed at a higher flow rate, usually from a greater spraying distance D. In the next phase, the flow rate is advantageously reduced, while the spraying distance D can be reduced to spray onto areas of a more complex surface shape of the mold or to spray onto its corners. Due to this, you can get a more constant layer thickness and reduce the excess material during spraying. The ratio between the highest and lowest flow rates during spraying of the polyurethane layer is preferably ≥1.1, in particular ≥1.2, and more preferably ≥1.3.
Как уже было описано здесь выше, отверждаемую композицию образуют за счет перемешивания по меньшей мере двух компонентов, в частности полиола и изоцианата, в заданном соотношении. При переходе от одного расхода к другому расходу, работой насосов 2А и 2В преимущественно управляют так, что отношение между реакционными компонентами преимущественно поддерживают постоянным при изменении расхода. Поэтому нет необходимости в прерывании напыления полимерного слоя при переключении от одного расхода к другому. Это обеспечивает преимущество, связанное с тем, что нет потери материала во время переключения между различными расходами. При напылении оболочки обычного приборного щитка может быть обеспечена экономия материала около 10%, в то время как время напыления увеличивается только ориентировочно на 5%.As already described above, the curable composition is formed by mixing at least two components, in particular a polyol and an isocyanate, in a predetermined ratio. When switching from one flow rate to another flow rate, the operation of the
При снижении расхода желательно, чтобы размер капель не становился слишком большим, чтобы избежать слишком большого захвата воздуха в напыленный слой и предотвратить образование нестабильной формы распыла. С другой стороны, при повышении расхода желательно, чтобы размер капель не становился слишком малым, чтобы избежать образования слишком мелкой пыли (мглы, тумана). При распылении с самой высокой и с самой низкой скоростями потока средний объемный диаметр полученных капель преимущественно должен лежать в указанных здесь выше диапазонах.When reducing the flow rate, it is desirable that the droplet size does not become too large to avoid too much air entrainment in the sprayed layer and to prevent the formation of an unstable spray pattern. On the other hand, when the flow rate is increased, it is desirable that the droplet size does not become too small to avoid the formation of too fine dust (mist, fog). When spraying with the highest and lowest flow rates, the average volumetric diameter of the droplets obtained should preferably lie in the ranges indicated above.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается новая форсунка, которая позволяет изменять расход отверждаемой композиции через форсунку с пониженным воздействием на размер капель.In accordance with the present invention, a new nozzle is provided which allows the flow rate of the curable composition to be changed through the nozzle with a reduced effect on droplet size.
На фиг.3 показан первый вариант нагнетательной вихревой форсунки в соответствии с настоящим изобретением. Эта форсунка 5 содержит корпус 10, имеющий трубчатый конец 11 с внутренней резьбой 12, при помощи которой он может быть ввинчен в дистальный конец статического смесителя 13 пистолета-распылителя 4. Корпус 10 дополнительно содержит продольное отверстие 14, образующее подающий канал, который заканчивается более широким поперечным отверстием 15 с открытым концом. Внутренняя поверхность поперечного отверстия 15 имеет резьбу, что позволяет ввинчивать в отверстие 15 выходную деталь 16, снабженную соответствующей резьбой.FIG. 3 shows a first embodiment of a vortex injection nozzle in accordance with the present invention. This
Выходная деталь 16 представляет собой полую деталь, которая открыта у основания, образует полость в виде воронки и имеет у своей вершины выходное отверстие 17. Полость в виде воронки имеет продольную ось, проходящую через центр выходного отверстия 17. Инжектор 18 введен через открытое основание в выходную деталь 17, чтобы закрывать указанную полость в виде воронки на ее верхнем по ходу конце. За счет этого в полости в виде воронки образуется вихревая камера 19 между передней стороной инжектора 18 и выходным отверстием 17.The
В варианте, показанном на чертежах, боковая стенка 24 вихревой камеры 19, то есть внутренняя поверхность полости в виде воронки, является конической и в сечении через продольную ось а полости в виде воронки образует угол α, который обычно составляет от 30 до 60°, с поперечной плоскостью В, перпендикулярной к этой продольной оси а. Если угол α не является постоянным, например, за счет того, что боковая стенка имеет изгиб в указанном продольном сечении, то средний угол αav должен составлять от 30 до 60°, причем средний угол αav получен за счет усреднения с учетом площади поверхности боковой стенки, имеющей такой же угол α. В варианте, показанном на фиг.8, первый участок 24' боковой стенки 24, расположенный рядом с инжектором 18, образует угол α' с поперечной плоскостью В, в то время как второй участок 24" боковой стенки 24, расположенный рядом с выходным отверстием 17, образует угол α" с поперечной плоскостью В. Когда первый участок 24' имеет площадь поверхности А1 и второй участок 24" имеет площадь поверхности А2, тогда угол αav будет равен 
Для изогнутой боковой стенки 24, показанной на фиг.9, средний угол αav может быть вычислен аналогичным образом.For the
Инжектор 18 содержит четыре завихряющих канала 20 (то есть 20а, 20b, 20с и 20d), через которые реакционную смесь, которую подают через продольное отверстие 14, впрыскивают в вихревую камеру 19 в заданном глобальном направлении, показанном векторами 21 скорости. Как это показано на фиг.5 и 6, инжектор 18 имеет, например, цилиндрический участок 22 и участок 23 в виде усеченного конуса, вставленный в полую выходную деталь 16, причем участок 23 в виде усеченного конуса прилегает к конической внутренней поверхности выходной детали 16. В верхней поверхности усеченного конуса выполнены четыре канавки, образующие завихряющие каналы 20. Каждая из этих канавок или каждый из этих завихряющих каналов 20 соединен с соответствующей цилиндрической расточкой 25, которая соединена в центре нижней стороны инжектора 18 с питающим каналом 14, так что поток реакционной смеси разделяется между четырьмя расточками 25 и завихряющими каналами 20.The
Завихряющие каналы 20 ориентированы таким образом, что заданное глобальное направление 21, в котором реакционную смесь впрыскивают в вихревую камеру 19, которое при проецировании под прямыми углами на продольную плоскость А, содержащую продольную ось а полости в виде воронки и перпендикулярную к прямой линии b, которая пересекает указанную продольную ось перпендикулярно и которая проходит через центр с выпуска соответствующего завихряющего канала 20, образует угол β с поперечной плоскостью B, перпендикулярной к указанной продольной оси а, причем угол β составляет от 30 до 60°. Так как на фиг.6 показан угол β для завихряющего канала 20а, то продольная плоскость A, центр с и прямая линия b, которые используют для определения угла β, показаны на фиг.5 и 6 для этого завихряющего канала 20а.The swirl channels 20 are oriented in such a way that a given
Завихряющие каналы 20 преимущественно имеют площадь поперечного сечения, измеренную в плоскости поперечного сечения С (показанной для завихряющего канала 20b), перпендикулярной к заданному глобальному направлению 21, в котором впрыскивают отверждаемую композицию через соответствующий завихряющий канал 20 в вихревую камеру 19, которая не является постоянной и которая уменьшается в направлении вихревой камеры 19. За счет этого снижается падение давления через форсунку. В варианте, показанном на фиг.5 и 6, уменьшение площади поперечного сечения канавок обеспечено за счет того, что глубина завихряющих каналов 20, измеренная перпендикулярно к боковой стенке полости в виде воронки, уменьшается в направлении приближения к вихревой камере 19. За счет того, что площадь поперечного сечения завихряющих каналов 20 не является постоянной, направление течения реакционной смеси является различным по поперечному сечению завихряющих каналов 20, так что заданное глобальное направление 21, в котором реакционную смесь впрыскивают в вихревую камеру 19, соответствует общему вектору скорости реакционной смеси, выходящей из завихряющего канала 20 (общий вектор скорости определяют в предположении наличия одинаковой величины скорости реакционной смеси по всему поперечному сечению завихряющего канала).The swirl channels 20 advantageously have a cross-sectional area measured in the cross-section plane C (shown for
Глубина завихряющих каналов 20 уменьшается в такой степени в направлении приближения к вихревой камере 19, что заданное глобальное направление 21, в котором реакционную смесь впрыскивают в вихревую камеру 19, образует угол γ с указанной поперечной плоскостью В, перпендикулярной к продольной оси а вихревой камеры 19, который больше чем угол α или средний угол αav, образованный между боковой стенкой 24 вихревой камеры 19 и поперечной плоскостью В. Угол γ для завихряющего канала 20b показан на фиг.6. Для определения этого угла γ для завихряющего канала 20b заданное глобальное направление 21 проецируют под прямыми углами на дополнительную продольную плоскость D (которая аналогична плоскости A, которую использовали для определения угла β наклона завихряющего канала 20а), которая также содержит продольную ось а полости в виде воронки и прямую линию e, которая пересекает указанную продольную ось α перпендикулярно и которая проходит через центр с завихряющего канала 20b. Угол γ затем определяют как угол между этой проекцией глобального направления 21 и поперечной плоскостью B. Угол γ преимущественно по меньшей мере на 8°, предпочтительнее по меньшей мере на 12° больше, чем средний угол αav (который равен углу α, когда этот угол является постоянным). За счет этого реакционную смесь впрыскивают под углом к боковой стенке 24 вихревой камеры 19, так что реакционная смесь лучше распределяется в вихревой камере.The depth of the vortex channels 20 decreases to such an extent in the direction of approaching the
В вариантах, показанных на фиг.8 и 9, различие между углами αav и γ достигается (или увеличивается) за счет изменения формы полости в виде воронки таким образом, что угол α уменьшается в направлении выходного отверстия 17. Угол α может уменьшаться скачками (прерывисто), как это показано на фиг.8, или непрерывно, как это показано на фиг.9. В примере, показанном на фиг.9, изогнута не только боковая стенка 24, но и участок 23 в виде усеченного конуса инжектора 18, который сопряжен с конической внутренней поверхностью выходной детали 16. Альтернативно, можно также использовать прямой инжектор 18, показанный на фиг.7 и 8, и изгибать только боковую стенку 24 вихревой камеры 19.In the variants shown in FIGS. 8 and 9, the difference between the angles α av and γ is achieved (or increased) by changing the shape of the cavity in the form of a funnel so that the angle α decreases in the direction of the
В соответствии с еще одним вариантом, не показанным на чертежах, завихряющие каналы 20 также могут быть образованы при помощи расточек, а не канавок. При этом угол γ может быть задан за счет выбора направления (осей) этих расточек.In accordance with another embodiment not shown in the drawings, swirling channels 20 can also be formed using bores rather than grooves. Moreover, the angle γ can be set by choosing the direction (axes) of these bores.
Форсунка в соответствии с настоящим изобретением содержит по меньшей мере два, преимущественно по меньшей мере три, а предпочтительнее по меньшей мере четыре завихряющих канала 20. Увеличение числа завихряющих каналов 20 позволяет обеспечить лучшее распределение реакционной смеси в вихревой камере, то есть создать более однородную форму распыла, однако, при том же самом общем расходе, чем больше число завихряющих каналов 20, тем меньше должна быть самая малая площадь Asp поперечного сечения каждого из завихряющих каналов 20. Лучшее распределение реакционной смеси в вихревой камере также может быть обеспечено за счет увеличения ширины завихряющих каналов (и, соответственно, за счет снижения их глубины). В соответствии с предпочтительным вариантом завихряющие каналы 20 поэтому имеют на их выходе ширину w, измеренную в поперечной плоскости B, перпендикулярной к указанной продольной оси α, в направлении, касательном к внешней окружности лицевой стороны инжектора 18, при этом сумма ширин w завихряющих каналов 20 составляет по меньшей мере 11%, предпочтительнее по меньшей мере 14%, а еще лучше по меньшей мере 17% длины внешней окружности лицевой стороны инжектора 18.The nozzle in accordance with the present invention contains at least two, preferably at least three, and preferably at least four swirl channels 20. Increasing the number of swirl channels 20 allows for better distribution of the reaction mixture in the swirl chamber, that is, to create a more uniform spray pattern however, at the same total flow rate, the larger the number of swirl channels 20, the smaller should be the smallest cross-sectional area Asp of each of the swirl channels 20. Better distribution of the reaction mixture in the vortex chamber may also be provided by increasing the width of the swirl channels (and, therefore, by reducing their depth). According to a preferred embodiment, the swirl channels 20 therefore have a width w at their exit, measured in a transverse plane B perpendicular to said longitudinal axis α, in a direction tangent to the outer circumference of the front side of the
Форсунка в соответствии с настоящим изобретением представляет собой небольшую форсунку, предназначенную для распыления при относительно низких расходах. Завихряющие каналы 20 являются такими малыми, что сумма Asp.tot их самых малых площадей Asp поперечного сечения, каждая из которых измерена в плоскости С поперечного сечения (показанной для завихряющего канала 20b), перпендикулярной к заданному глобальному направлению 21, в котором реакционную смесь впрыскивают при помощи соответствующего завихряющего канала 20 в вихревую камеру 20, будет меньше чем 0,9 мм2 и преимущественно меньше чем 0,6 мм2. Для снижения риска засорения (закупоривания) самая малая площадь Asp поперечного сечения каждого из завихряющих каналов 20, измеренная в плоскости С поперечного сечения, перпендикулярной к заданному глобальному направлению, превышает 0,07 мм и преимущественно превышает 0,08 мм2. Чтобы можно было разделить поток или реакционную смесь между большим числом завихряющих каналов, их наименьшие площади Asp поперечного сечения преимущественно должны быть меньше чем 0,25 мм2, предпочтительнее меньше чем 0,20 мм2, а еще лучше меньше чем 0,15 мм2.The nozzle in accordance with the present invention is a small nozzle for spraying at relatively low flow rates. The swirl channels 20 are so small that the sum A sp.tot of their smallest cross-sectional areas A sp , each of which is measured in a plane C of the cross section (shown for
Выпускное отверстие 17 имеет самую малую площадь Аео поперечного сечения, измеренную в поперечной плоскости, перпендикулярной к продольной оси а полости в виде воронки, которая является относительно большой в сравнении с суммой Asp.tot площадей Asp поперечного сечения завихряющих каналов 20 и которая, в частности, по меньшей мере в 1,3 раза, преимущественно по меньшей мере 1,5 раза, а предпочтительнее, по меньшей мере в 1,7 раза превышает сумму Asp.tot площадей Asp поперечного сечения. За счет этого можно эффективно распылять относительно вязкие отверждаемые композиции. Для этого, более того, выходное отверстие 17 должно иметь длину Lo, измеренную в направлении указанной продольной оси а, которая меньше чем самый малый диаметр Do выходного отверстия 17, измеренный в плоскости, перпендикулярной к указанной продольной оси а. Длина Lo преимущественно составляет меньше чем 0,6, предпочтительнее меньше чем 0,5 а еще лучше меньше чем 0,4 самого малого диаметра Do выходного отверстия 17.The
В примере, показанном на чертежах, выходное отверстие 17 является цилиндрическим, так что длина Lo и диаметр Do легко могут быть измерены. В случае изогнутого перехода между вихревой камерой 19 и выходным отверстием 17, или между выходным отверстием 17 и наружной стороной форсунки, выходное отверстие 17 начинается (или заканчивается) в том месте, где касательная к внутренней поверхности форсунки, лежащая в той же плоскости, что и продольная ось а полости в виде воронки, образует угол меньше чем 30° с этой продольной осью.In the example shown in the drawings, the
Существенным признаком форсунки в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения является то, что боковая стенка 24 вихревой камеры 19 имеет площадь Asc поверхности, которая находится в заданных пределах. В частности, отношение 
Площадь Asc поверхности боковой стенки 24 вихревой камеры 19 может быть увеличена или уменьшена за счет увеличения или уменьшения высоты Н вихревой камеры 20, причем высотой Н является расстояние между инжектором 18 и выходным отверстием 17.The surface area A sc of the
В соответствии с предпочтительным вариантом, полость в виде воронки имеет площадь Afc поперечного сечения, измеренную в поперечной плоскости B, перпендикулярной к указанной продольной оси а и проходящей через выходы завихряющих каналов 20, которая должна быть такой, что отношение 
ПримерExample
Были изготовлены девять форсунок, имеющих конструкцию, показанную на фиг.3-7. Форсунки отличаются только тем, что их инжектор 18, а более конкретно их участок 23 в виде усеченного конуса, имеет различную высоту. За счет этого боковые стенки 24 вихревой камеры 19 имеют различные площади Asc поверхности. Наклон расточек 25 в инжекторах 18 выбран так, чтобы все завихряющие каналы 20 различных форсунок имели одинаковую длину.Nine nozzles having the structure shown in FIGS. 3-7 were manufactured. The nozzles differ only in that their
Одинаковую полиуретановую реакционную смесь распыляли с использованием всех этих форсунок с расходами 10 и 14 г/сек и измеряли падение давления на соответствующих форсунках. Более того, определяли средний объемный диаметр капель в соответствии с ASTM Е 799-81 и определяли однородность формы распыла за счет напыления полиуретановой реакционной смеси на поверхность, имеющую щель с шириной 5 мм, за счет прохода форсунки над этой поверхностью и над листом бумаги, расположенным под этой поверхностью. Полученные результаты сведены в таблицу 1.The same polyurethane reaction mixture was sprayed using all of these nozzles at rates of 10 and 14 g / s, and the pressure drop across the respective nozzles was measured. Moreover, the average volumetric diameter of the droplets was determined in accordance with ASTM E 799-81 and the uniformity of the spray shape was determined by spraying a polyurethane reaction mixture onto a surface having a slot with a width of 5 mm due to the passage of the nozzle over this surface and over a sheet of paper located beneath this surface. The results obtained are summarized in table 1.
Приведенные в таблице 1 результаты показывают, что уменьшение размера вихревой камеры главным образом не оказывает влияния на падение давления на форсунке, но совершенно неожиданно оказывает существенное влияние на изменение размера капель. Как уже было указано здесь выше, исследования в области топливных нефтяных форсунок показали, что средний размер капель изменяется обратно пропорционально 0,3 величины изменения давления. Так как падение давления главным образом одинаково для всех девяти испытанных форсунок, можно было бы ожидать, что увеличение размера капель также будет одинаковым, однако на самом деле это не так. Более того, в соответствии с формулой для топливных форсунок, снижение давления на 44% должно приводить к увеличению размера капель ориентировочно на 19%, что намного меньше наблюдаемого в данном примере увеличения размера капель. Это различие, возможно, может быть вызвано вязкостью полиуретановой реакционной смеси или ее поверхностным натяжением. Однако наиболее вероятной причиной является то, что полиуретановую реакционную смесь распыляют при относительно низких расходах, что приводит к образованию крупных капель. Дальнейшее снижение расхода будет оказывать еще большее влияние на размер капель и, следовательно, на стабильность формы распыла. Это было обнаружено в дополнительном исследовании с форсункой, аналогичной форсунке № 2, но имеющей несколько более глубокие канавки. Снижение расхода от 14 до 10 г/сек приводит к снижению падения давления на форсунке на 47% и к увеличению размера капель на 68% (от 100 до 168 мкм), причем снижение расхода от 17,5 до 12,5 г/сек приводит к такому же снижению падения давления на форсунке (45%), но к меньшему увеличению размера капель (от 95 до 135 мкм, то есть к увеличению размера капель только на 142%).The results shown in table 1 show that the decrease in the size of the vortex chamber mainly does not affect the pressure drop on the nozzle, but quite unexpectedly has a significant effect on the change in the size of the droplets. As already mentioned above, studies in the field of fuel oil nozzles have shown that the average droplet size varies inversely with the 0.3 magnitude of the pressure change. Since the pressure drop is mainly the same for all nine nozzles tested, one would expect that the increase in droplet size would also be the same, but this is actually not the case. Moreover, in accordance with the formula for fuel injectors, a pressure drop of 44% should result in an increase in droplet size of approximately 19%, which is much less than the increase in droplet size observed in this example. This difference may possibly be due to the viscosity of the polyurethane reaction mixture or its surface tension. However, the most likely reason is that the polyurethane reaction mixture is sprayed at relatively low flow rates, resulting in the formation of large droplets. A further reduction in flow rate will have an even greater effect on the size of the droplets and, therefore, on the stability of the spray pattern. This was discovered in an additional study with a nozzle similar to nozzle No. 2 but having slightly deeper grooves. A decrease in flow rate from 14 to 10 g / s leads to a decrease in pressure drop on the nozzle by 47% and to an increase in droplet size by 68% (from 100 to 168 μm), and a decrease in flow rate from 17.5 to 12.5 g / s to the same decrease in pressure drop at the nozzle (45%), but to a smaller increase in droplet size (from 95 to 135 μm, that is, to an increase in droplet size by only 142%).
При распылении с обоими расходами 14 и 10 г/сек форма распыла, полученная при помощи форсунки № 9, содержит главным образом четыре хвостовых части, образующие четыре отдельных пятна на листе бумаги. При распылении при помощи форсунки № 8 были получены дополнительные пятна между четырьмя основными пятнами. При распылении при помощи форсунки № 7, форма распыла уже является более однородной, причем форсунка № 6 дает еще более однородную форму распыла. Наиболее однородные формы распыла были получены, начиная с форсунки № 5. Были проведены дополнительные испытания с форсункой, имеющей отношение 
Claims (26)
- выходную деталь (16), имеющую полость в виде воронки, и выходное отверстие (17), которое имеет длину Lo и диаметр Do, причем полость в виде воронки имеет продольную ось (а) и заканчивается на ее нижнем по ходу конце выходным отверстием (17); и
- инжектор (18), закрывающий указанную полость в виде воронки на ее верхнем по ходу конце, так что в полости в виде воронки образуется вихревая камера между передней стороной инжектора (18) и выходным отверстием (17), причем инжектор (18) содержит по меньшей мере два завихряющих канала (20), каждый из которых имеет вход и выход и каждый из которых заканчивается в вихревой камере (19) для впрыска отверждаемой композиции в заданном направлении (21) в вихревую камеру (19) и для создания завихрения отверждаемой композиции; причем
- каждый из указанных завихряющих каналов (20) имеет самую малую площадь Asp поперечного сечения, измеренную в плоскости (С) поперечного сечения, перпендикулярной к заданному глобальному направлению (21), при этом сумма Asp.tot самых малых площадей Asp поперечного сечения завихряющих каналов (20) составляет меньше чем 0,9 мм, преимущественно меньше чем 0,6 мм2; при этом
- вихревая камера (19) имеет боковую стенку (24), которая имеет площадь Asc поверхности и которая образует в продольных сечениях по указанной продольной оси (а) средний угол αav с поперечной плоскостью (В), перпендикулярной к указанной продольной оси (а), причем указанный средний угол αav составляет от 30 до 60°; причем
- завихряющие каналы (20) ориентированы так, что указанные заданные направления (21), при проецировании под прямыми углами на продольную плоскость (А), содержащую указанную продольную ось (а) и перпендикулярную к прямой линии (b), которая пересекает указанную продольную ось (а) перпендикулярно и которая проходит через центр (с) выхода соответствующего завихряющего канала (20), образуют угол β с указанной поперечной плоскостью (В), который составляет от 30 до 60°; при этом
инжектор (18) расположен на таком расстоянии (Н) от выходного отверстия (17), что
- the output part (16) having a cavity in the form of a funnel, and the outlet (17), which has a length L o and a diameter D o , and the cavity in the form of a funnel has a longitudinal axis (a) and ends at its downstream end hole (17); and
- an injector (18) that closes the specified cavity in the form of a funnel at its upper end, so that a vortex chamber is formed in the cavity in the form of a funnel between the front side of the injector (18) and the outlet (17), and the injector (18) contains at least two swirl channels (20), each of which has an input and an output and each of which ends in a swirl chamber (19) for injecting the curable composition in a given direction (21) into the swirl chamber (19) and for creating a swirl of the curable composition; moreover
- each of these swirl channels (20) has the smallest cross-sectional area A sp measured in the cross-sectional plane (C) perpendicular to a given global direction (21), while the sum A sp.tot of the smallest cross-sectional areas A sp swirl channels (20) is less than 0.9 mm, preferably less than 0.6 mm 2 ; wherein
- the vortex chamber (19) has a side wall (24), which has a surface area A sc and which forms in longitudinal sections along the indicated longitudinal axis (a) the average angle α av with the transverse plane (B) perpendicular to the specified longitudinal axis (a ), and the specified average angle α av is from 30 to 60 °; moreover
- the swirling channels (20) are oriented so that these specified directions (21), when projecting at right angles to a longitudinal plane (A) containing the specified longitudinal axis (a) and perpendicular to the straight line (b) that intersects the specified longitudinal axis (a) perpendicularly and which passes through the exit center (c) of the corresponding swirl channel (20), form an angle β with the indicated transverse plane (B), which is from 30 to 60 °; wherein
the injector (18) is located at such a distance (N) from the outlet (17) that
- выходную деталь (16), имеющую полость в виде воронки и выходное отверстие (17), которое имеет длину Lo и диаметр Do, причем полость в виде воронки имеет продольную ось (а) и заканчивается на ее нижнем по ходу конце выходным отверстием (17); и
- инжектор (18), закрывающий указанную полость в виде воронки на ее верхнем по ходу конце, так что в полости в виде воронки образуется вихревая камера (19) между передней стороной инжектора (18) и выходным отверстием (17), причем инжектор (18) содержит по меньшей мере два завихряющих канала (20), каждый из которых имеет вход и выход и каждый из которых заканчивается в вихревой камере (19) для впрыска отверждаемой композиции в заданном глобальном направлении (21) в вихревую камеру (19) и для создания завихрения отверждаемой композиции; причем
- каждый из указанных завихряющих каналов (20) имеет самую малую площадь Asp поперечного сечения, измеренную в плоскости (С) поперечного сечения, перпендикулярной к заданному направлению (21), при этом сумма Asp.tot самых малых площадей Asp поперечного сечения завихряющих каналов (20) составляет меньше чем 0,9 мм2, а преимущественно меньше чем 0,6 мм2; при этом
- вихревая камера (19) имеет боковую стенку (24), которая имеет площадь Asc поверхности и которая образует, в продольных сечениях по указанной продольной оси (а), средний угол αav с поперечной плоскостью (В), перпендикулярной к указанной продольной оси (а), причем указанный средний угол αav составляет от 30 до 60°; причем
- завихряющие каналы (20) ориентированы так, что указанные заданные направления (21), при проецировании под прямыми углами на продольную плоскость (А), содержащую указанную продольную ось (а) и перпендикулярную к прямой линии
(b), которая пересекает указанную продольную ось (а) перпендикулярно и которая проходит через центр (с) выхода соответствующего завихряющего канала (20), образуют угол β с указанной поперечной плоскостью (В), причем этот угол β составляет от 30 до 60°; при этом отношение Lo/Do меньше, чем 1 и
указанные заданные направления (21), при проецировании под прямыми углами на дополнительную продольную плоскость (D), содержащую указанную продольную ось (а) и прямую линию (е), которая пересекает указанную продольную ось (а) перпендикулярно и которая проходит через центр (с) выхода соответствующего завихряющего канала (20), образуют угол (γ) с указанной поперечной плоскостью (В), который по меньшей мере на 8°, а преимущественно по меньшей мере на 12° больше чем указанный средний угол αav.5. An injection vortex nozzle for spraying a curable composition onto a surface (6), to obtain a polymer layer (9) on it, containing:
- the output part (16) having a cavity in the form of a funnel and an outlet (17) that has a length L o and a diameter D o , and the cavity in the form of a funnel has a longitudinal axis (a) and ends at its lower end along the outlet (17); and
- an injector (18) that closes the specified cavity in the form of a funnel at its upper end, so that a vortex chamber (19) is formed in the cavity in the form of a funnel between the front side of the injector (18) and the outlet (17), and the injector (18 ) contains at least two swirl channels (20), each of which has an input and an output and each of which ends in a swirl chamber (19) for injecting the curable composition in a given global direction (21) into the swirl chamber (19) and for creating swirls of the curable composition; moreover
- each of these swirl channels (20) has the smallest cross-sectional area A sp measured in a cross-section plane (C) perpendicular to a given direction (21), while the sum A sp.tot of the smallest swirl cross-sectional areas A sp channels (20) is less than 0.9 mm 2 and preferably less than 0.6 mm 2 ; wherein
- the vortex chamber (19) has a side wall (24), which has a surface area A sc and which forms, in longitudinal sections along the indicated longitudinal axis (a), the average angle α av with the transverse plane (B) perpendicular to the specified longitudinal axis (a) wherein said average angle α av is from 30 to 60 °; moreover
- swirling channels (20) are oriented so that these specified directions (21), when projecting at right angles to a longitudinal plane (A) containing the specified longitudinal axis (a) and perpendicular to a straight line
(b) which intersects the specified longitudinal axis (a) perpendicularly and which passes through the exit center (c) of the corresponding swirl channel (20), form an angle β with the indicated transverse plane (B), and this angle β is from 30 to 60 ° ; wherein the ratio L o / D o is less than 1 and
indicated predetermined directions (21) when projecting at right angles onto an additional longitudinal plane (D) containing the indicated longitudinal axis (a) and a straight line (e) that intersects the specified longitudinal axis (a) perpendicularly and which passes through the center (c ) the output of the corresponding swirl channel (20), form an angle (γ) with the specified transverse plane (B), which is at least 8 °, and preferably at least 12 ° greater than the specified average angle α av .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009148878/05A RU2426601C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009148878/05A RU2426601C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2426601C1 true RU2426601C1 (en) | 2011-08-20 |
Family
ID=44755775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009148878/05A RU2426601C1 (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2426601C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770129C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-04-14 | Михаил Алексеевич Бажанов | Sprayer nozzle |
-
2007
- 2007-06-04 RU RU2009148878/05A patent/RU2426601C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770129C1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-04-14 | Михаил Алексеевич Бажанов | Sprayer nozzle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5335776B2 (en) | Pressurized swirl atomizing nozzle for spraying a curable formulation and associated method and use thereof | |
| US8318259B2 (en) | Method for producing a moulded article comprising a sprayed polyurethane layer | |
| RU2040346C1 (en) | Method and device for coating articles | |
| EP0388927B1 (en) | Methods and apparatus for obtaining a feathered spray | |
| EP0388928B1 (en) | Method and apparatus for obtaining wider sprays | |
| JPH02284660A (en) | Spraying nozzle of spraying gun for furming polyurethane layer over surface | |
| US20120178895A1 (en) | Method and device for the production of a spray application consisting of reactive plastic | |
| RU2426601C1 (en) | Pressure swirl nozzle to spray hardenable composition on surface (versions) and method of producing polymer layer on surface thereby | |
| JP4745645B2 (en) | Resin stock solution comb injection device and method for producing resin molding | |
| JP4745646B2 (en) | Resin stock solution fishtail type injection device and method for producing resin molding | |
| JPH0493204A (en) | Improved colliding and mixing type mixing module | |
| JPH02160067A (en) | Spray gun for two liquids | |
| KR20230112124A (en) | Dispensing nozzle with tubular exit section comprising vanes |