专利名称：聚合泡沫材料的生产设备和工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产聚合泡沫材料的设备和工艺方法，特别是，但非唯一地，涉及一种用于连续生产低密度聚合泡沫材料的设备和工艺方法。
各种聚合泡沫材料的制备通常都需要混合几种可起反应以形成某种发泡聚合物的组分。一般，这些组分包括多元醇、异氰酸盐、一种或几种催化剂、表面活性剂和水。当这些组分以正确的比例混合在一起时，水与异氰酸盐反应以生成二氧化碳用于聚合物的发泡。
通过将一层混合物排放到移动的传送机(具有活动的底面并带有可调的装置两侧壁)上面，混合物的各组分发生反应而连续地产出一种聚合泡沫材料，最近，各种低密度泡沫材料的连续生产一直涉及使用一种惰性较大的低沸点流体，它在压力下以液态与其他各化学组分相混合，以便在混合物由于从异氰酸盐/水的反应中产生二氧化碳而膨胀之前提供对于混合物的一种辅助起泡作用。混合物被排放到传送机上面，而气化的低沸点液体使反应混合物膨胀，混合物随后又从反应混合物中以化学方式产生二氧化碳而陆续膨胀，以形成一种聚合泡沫材料。
适当的起泡/发泡剂中包括各种各样的含氯氟烃(CFCs)。虽然CFCs具有所需要的惰性和较低的沸点，但近年来出于环境的考虑不提倡使用，因为据信CFCs会促使破坏臭氧层。CFCs的一种适宜的代换物是二氧化碳，但是，由于二氧化碳会在比CFCs低得多的温度下气化，而且必须加压后才能以液态存在，所以设备和方法始终要维持较高的压力。
不过，除非二氧化碳的气化发生在各种受控的条件之下，不然就可能损失一些，而发泡膨胀的效率因而降低和劣质泡沫材料可能产出，它们具有非均匀的泡孔结构和许多空洞或“针孔”。
述于EP-A-0645226之中的设备试图依靠通过细长的压降区来排放混合物而在一些受控条件下排放反应混合物以起动发泡过程；使发泡混合物沿着发泡空腔并穿过出口孔眼流动；以及随之排放发泡混合物到基材上面。
在已发表的WO 96/00644中，建议把一种可发泡的反应混合物以500/秒以上的剪切速率膨胀成为大量的各别液流。寻求达到这一点的方式是，使反应混合物通过一或多部筛号从0.025到0.3毫米的分开的细孔筛。WO 96/00644之中所设想的“筛网”包括开孔圆盘或网格，亦即，具有简单的穿过它们的直接通路。在WO 96/00644中通过范例所说明的各种各样的实施例全都采用分开的多个细孔筛，它们由各个间隔器保持沿轴向分开，以便在它们之间具有明显的间隙。这似乎具有以下的缺点，即由于经过这些筛时的各个压降，某种发泡现象可能发生在各筛网之间的间隙之中，这在实践中是非常不希望出现的。
“反应混合物”，用于由WO 96/00644所公开和陈述的技术之中，是采用至少两种参与反应的组分和作为发泡剂的二氧化碳而获得的，办法是，使至少一种参与反应的组分与二氧化碳在压力下相混合，从而生成一种包含液态二氧化碳的混合物，而后再使产生的混合物与另一种参与反应的组分相混合而形成可发泡的反应混合物。以后的混合步骤一般是分别在静态混合器和旋转混合头之中进行的。
后面系统依靠于在一或多部细孔筛的上游具有完全混合的“反应混合物”，因为混合物穿过筛孔的流动基本上是单向的，亦即，垂直于筛的，所以在筛孔本身之内不发生显著的混合。
本发明的第一个目的是，提供一种用于生产聚合泡沫材料的设备和工艺方法，可形成受到良好的控制的压降，并从而能生产具有改进的泡孔结构的均匀高质量泡沫材料。
按照本发明的第一方面，提供一种用于生产聚合泡沫材料的设备，其中各种参与反应的泡沫组分和某种低沸点发泡剂汇集在一起；施加足够的压力以使发泡剂保持在液态；以及混合物穿过一可透过的排放头，通过此排放头混合物被排放出来并在其中减压而形成泡沫，此设备的特征在于，排放头包括至少一个扩散器件，具有的结构是，要求在扩散器件的轴向厚度之内，在通过扩散器件的流动方向上考查时，各流经在三维上分隔、分散和聚集。
已经发现，由于排放混合物通过这样一种扩散器件，混合物在其穿过器件期间就经受混合和/或散布，而所产生的泡沫性质上是很均匀的，具有高质量，并且比较不带诸如空洞或针孔这样的缺陷。
有利的是，扩散器件包括一种液体和/或气体可透过的扩散材料。
可取的是，扩散器件是由粘合或烧结材料或一种烧结复合材料制成的。粘合或烧结材料最好是一种诸如不锈钢的金属，但是另外也可包括其他可粘合或可烧结的材料，诸如塑料和陶瓷或其他一些诸如碳、硅、矾和玻璃这样的颗粒材料。虽然一种由球状颗粒构成的烧结材料工作不够理想，但是，一种给定品级的烧结材料在颗粒尺寸上的变化使它可能难以在气化发泡剂方面获得所需要的控制。不过，烧结或粘合丝的各个尺寸和各种容差是胜过烧结球形颗粒的，因而发现烧结丝特别适合用作扩散器件。烧结丝网一般制成板片，方法是，滚压和烧结两层或多层丝网，以致丝网的各接触点在烧结过程期间熔合在一起。
“粘合”材料是一种其中各个颗粒或纤维在各接触点处通过熔剂、粘接剂或其他粘合剂结合在一起的材料。
在扩散器件之前的具有CO2的反应剂混合物的压力应当大于混合物的平衡压力。比如，如果平衡压力是在8至15巴之间，我们发现，采用一种具有平均大约20微米标称值并且反应物在烧结之前具有16巴至30巴压力的烧结材料，会产生均匀的泡沫和随之而来的合格的泡沫材料。
在一项实验中，混合起来的各反应剂和CO2具有14公斤/分的流量，在20℃时粘度约为400-600厘泊/秒；而一种烧结材料具有平均20微米量级。直径30毫米以及厚度1.32毫米，可产生均匀的泡沫和质量合格的泡沫材料。
在实践中，一般常用的各种烧结材料的孔径大小变化范围很广。比如在一种平均孔径大小为20微米的烧结材料中，所表示的孔径大小范围在7.5与85微米之间。较大的孔径大小会造成泡沫材料中的一些缺陷，较小的孔径大小又会引起烧结器件中的堵塞。对于目前的用途来说，烧结材料的结构应当是，大多数孔的孔径大小变化应当最好是在平均孔径大小的-30％与+50％之间。
在另一项实验中，混合起来的各反应剂和CO2具有14公斤/分的流量，在20℃时粘度约为400-600厘泊/秒，而一种烧结材料具有平均100微米标称值、直径15毫米以及厚度1.5毫米，所得到的泡沫材料，由于包含许多孔洞，质量是不合格的。
因而，本发明的优选发泡装置包括一排放头，它包含一形状为可透过的扩散器件的减压器，通过它排放泡沫的各种组分。可透过的扩散器件包括一组熔合、粘合或烧结起来的元件，它们或是金属、陶瓷和塑料的或是别种材料的颗粒，或者包括许多筛网的熔合体，或者简单地包括一群盛放在两块可渗透的支承平板之间的松散的颗粒状材料。
所有这些实例都具有的共同特征是，没有任何穿过扩散器件的(如同在WO 96/00644筛网情况下所有的)简单的单独“直通”路径，而是在扩散器件的厚度以内具有各个流经的分隔、分散和聚集。结果，参与反应的各种组分或混合物不能采取一条“直通”路径，而都是被导致分解成为许多液流，从而各种组分在它们通过扩散器件期间要经受混合，或者如果已经予先混合则经受额外混合，而所得的泡沫材料具有高质量的泡孔结构，不带诸如孔洞或针孔等各种缺陷。
考查本发明的扩散器件这一显著特点的另一种方式是，与采用诸如WO 96/00644之中的一个多孔圆盘或筛网的装置这一情况下仅有一维(x)相比，存在着液流在三维(x、y和z)上通过扩散器件的可能性。这种通过扩散器件的三维液流，诸如优选烧结材料所例示的那样，可形成各组分在烧结材料之内的混合。这样就造成了惊奇的结果，即获得了下述能力减少甚至避免了采用通常的使多元醇与CO2相混合的静态混合器和在其中于通过发泡头排放之前多元醇/CO2混合物一般汇集在一起，并与其他各种反应剂相混合的第二混合器，以便从事额外混合。
我们的惊奇发现是，扩散器件既起到各种反应剂与CO2的混合器的作用，减少所需的机械式(旋转式)混合量，而且同时还起到不致使液态CO2到气态CO2的状态改变迅猛发展的控制装置的作用，产生均匀的泡沫。
已经发现，本发泡装置可以排除参与反应的各个组分和CO2，在排放头处一起提供给扩散器件之前，在专门设置的混合器之中予先混合的必要性。虽然需要时它们也可以予先混合。本系统还使得参与反应的各种组分连同CO2在扩散器件的上游或在扩散器件处简单地汇集在一起。
在所有的情况下，至关重要的是，CO2要在直至最终压力降低到出现在扩散器件下游一侧处的大气状态的整个过程中始终保持在液相之中，不然将会产出带有孔洞的劣质泡沫材料。
因而，在排放头之中使用本发明的一种扩散器件的另外一项好处是，各种组分在给直到排放头之前要求少得多的混合，因为至少某种混合和/或散布发生在混合物经过扩散器件的进程期间。在先前技术中，通常各种组分在以几百和高这几千转/分的速率下运转的旋转式混合器之中混合在一起，以便确保各种组分均匀的混合。经过符合本发明的扩散器件排放混合物，就有可能通过在小于40转/分的速度下对各处组分使用旋转式混合器，而产生一种发泡的聚合物，从而避免了从溶液中逸出溶解的气体而导致产品缺陷的潜在问题。的确，如前所说明，已经发现有可能在某些情况下如果希望可完全不用旋转式混合器。
本发明的扩散器件可以具有各种各样的形状之中的任何一种。比如，在一项实施例中，扩散器件是圆形的。在另一项实施例中，扩散器件在侧向上是细长的并相对于一个运动着的基材或载体沿横向设置，以便泡沫混合物放得均跨过基材的宽度均匀地排放。扩散器件可以固定在适当位置上。在其他实施例中，它可以以受控的速度设置得在基材的宽度上往返横移。
有利的是，发泡剂包括二氧化碳。
按照本发明的第二方面，一种用于生产聚合泡沫材料的工艺方法包括汇集参与反应的各种泡沫组分和一种低沸点发泡剂，施加压力以保持发泡剂处于液态；以及通过可透过的排放头排放各种组分以形成泡沫，排放头包括至少一个扩散器件，其结构是，可造成在扩散器件的轴向厚度之内，在通过扩散器件的流动方向上考查时，各流径的分隔、分散和聚集。
最好是，扩散器件由一种粘合或烧结材料或一种烧结复合材料制成。
最好是，起泡剂包括二氧化碳，容易购得，便宜而又比较无害。
通过由扩散器件构成减压器的、混合反应剂(连同CO2)的流动通道尺寸很小含有助于把系统中的压力保持在平衡压力以上。
这种很小通道的问题之一是，如果发生堵塞，则生产出来的泡沫材料可能是质量低劣的，或者堵塞会最终使工艺过程停止。
本发明的第二个目的是，降低这种堵塞在发泡工艺过程的影响。
本发明的第三个目的是，提供一种系统，它能在清洗和/或更换扩散器件的同时使得可以继续发泡，以及/或者能在不需中断泡沫/泡沫材料生产的情况下反洗扩散器件。
为了满足第二个目的，提供了一种用于生产聚合泡沫材料的设备，它具有一个以扩散器件的形式用于使反应剂同CO2组合在一起的减压装置；以及一种控制发泡并使得减压器可以在各次停机时间之间使用较长时期的装置。
在一些实施例中，设备可包括允许进行反洗扩散器件的装置。
在一个实施例中，后一装置使得扩散器件可以任由选择地移转180°，以便使得所排放的材料本身提供反洗。
其他一些实施例可以包括使得背压可以在发泡期间任由选择地予以调节的装置。
后一装置实现得的方式是，比如把扩散材料装在一对支承平板之间，它们的相对间距可予以调节以调节扩散材料的压紧程度。
还有一些实施例可以包括能清洗发散器件面发继续发泡的装置。
后一装置实现的方式是，比如安排得平行设置至少两个扩散器件，使得流向它们的参与反应的各种组分可任由选择地由一可变的入口流径予以控制。
如前所说明，扩散器件最好是由一种烧结材料制成的，最好是由一种诸如不锈钢的金属制成的。不过，扩散器件也可以通过在两块间隔开来的支承或泄放平板之间装入一种颗粒状材料或者诸如钢棉这样的可压缩的纤维材料而制成。
本发明以后只通过范例参照附图进一步予以说明，其中
图1是符合本发明的聚合物泡沫材料生产设备和方法的一个实施例的示意简图；图2是符合本发明的聚合物泡沫材料设备的第一实施例的透视图；图3是图1中设备的一种分配头的放大的分解透视图；图4是可以与图1中设备一起使用的另一种分配头的透视图；图5是一种可调面积式扩散喷嘴的一个可能的实施例的纵向剖面示意简图；图6和7分别是可调面积式扩散喷嘴的第二可能的实施例的侧视和前视示意简图；图8至10分别是符合本发明的一种快速变换发泡装置的第一实施例的侧视、顶视和端视剖面图；图11至13分别是符合本发明的快速变换式发泡装置的第二实施例的侧视、顶视和端视剖面图；图14和15是符合本发明的一种自洁式发泡装置的侧视剖面图和平面视图；图16是符合本发明的自洁式发泡装置的另一实施例的侧视剖面图；图17是采用不同结构扩散装置的另一实施例的剖面视图；图18示意地表明可以用在本发明之中的分散和汇聚流径。
首先参照图1，本设备包括第一储罐10，用于盛放多元醇或混合多元醇；气瓶12，用于贮放液态二氧化碳；第二储罐14，用于盛放TDI(一种异氰酸盐)；以及第三贮罐16，用盛放锡催化剂。大量CO2液最好是贮放在恒温下，以使CO2蒸气压力也保持恒定，在比如-5°至-15℃的低温下最为有利。出自贮罐10的多元醇径由泵20被供料至注射器块21，在此会合通过注射器22喷射的液态二氧化碳。液态二氧化碳是经由调节器24、冷却器26、供料泵28、止回阀29和注射器22被供料。多元醇和CO2随后被供料给常见的静态混合器23，比如螺旋混合器。
经过混合的多元醇和液态二氧化碳经由调压阀30供给一旋转混合器34，在此，多元醇与二氧化碳与分别通过泵35、37从贮罐14和16供料的异氰酸盐和锡催化剂相混合。与先前技术相反，旋转混合器34可以在较低的比如36rpm的转速下工作。
所得的混合物仍然在压力下被给供料给为排放头38的膨胀系统，而在图1中只作示意表明。
混合多元醇可以包括多元醇、水和胺。已经发现，对于泡沫的稳定来说，向多元醇注入硅酮催化剂是很有利的，无论在注射块21前面或是稍稍后面一点。
CO2可以与或是多元醇或是混合多元醇的液流相混合。混合多元醇液流可以包括多元醇加水加胺。已经发现，对于泡沫的稳定性来说，向多元醇或混合多元醇的液流注入硅酮催化剂是很有利的，无论在图1中的注射块21前面或是稍稍后面一点。
也已经发现，液态CO2液流可以在扩散器件前面注入混合的反应剂液流(包括T.D.I)中。
排放头38较为详细地表明在图3之中并包括供料管40，带外螺纹的管状端头42固定在它上面。带内螺纹的管状抵盖44可与带螺纹的端头42螺纹式啮合，并且适于卡持由扩散材料，诸如烧结钢丝，制成的圆盘。密封件48在使用时夹置在端头42的端面与烧结圆盘46反向表面的周边之间，而另一密封件50在使用时夹置在烧结圆盘的前方端面周边与O形圈47和在盖44远端处指向内部的周边凸缘51之间。密封件49和50的用途是，防止加压的混合物围绕烧结钢丝圆盘的周边通过，以及限定液流通过烧结钢丝的面积。
排放头38适于把混合物排放到大体上是常用的泡沫传送设备52里去，此设备简略地说包括一部环形的下部水平传送带和两个垂侧壁传送带56、58。每一侧壁传送带包括一条塑料板片，从相应的垂直贮放辊60引出并由一从动垂直卷收滚轮62拉回而绕过垂直的端部空转滚轮63。各卷收滚轮62的运动是与传送带54的驱动装置同步的，从而传送带54和两部侧壁传送带56、58都以大致上相同的速度运动。在传送器52的一端处配置固定壁60，它具有下部平面状倾斜部分60′，伸向正好在传送带54一端上方的位置处，以及上部平面状倾斜部分60″，与下部倾斜部分60′衔接并以较小于第一倾斜部分60′的角度倾斜于水平面。分配头38把混合物排放到上部倾斜部分60″上面而进入由传送带54、两部侧壁传送器56、58和固定壁60所限定的发泡空间。
实际上，在此实施例中，液态二氧化碳、混合多元醇、异氰酸盐和锡催化剂借助于静态混合芯22和旋转混合器34混合在一起并在压力下经由供料管40供给到排放头38。重要的是要记住，随着混合物被供料到排放头38，在与其他各种化学反应剂混合时，它要保持在足以把二氧化碳维持于液态的压力之下，虽然一般不必超过10巴。实践中业已发现，烧结之前的压力应当超过14巴，而最好是超过18巴。另一惊奇的结果是，烧结之前在20巴与高达35巴之间的压力对于泡孔结构没有任何重大的不利影响，却可能具有积极作用。混合物然后通过多孔的烧结钢丝圆盘46被排放出去，二氧化碳蒸发而导致混合物发泡。发泡混合物随后由于从异氰酸盐与水之间的反应中产生二氧化碳而进一步膨胀并借助于传送机52以连续形成的团块形式从排放头区域清除出去。
排放头的另外一种结构示于图4，其中排放头64沿侧向呈细长状，并在使用中相对于传送机52的运动方向横向设置。排放头64的横截面是矩形的，而一条矩形扩散材料68，诸如上述的烧结钢丝，构成排放头的分侧壁。这样，混合物可以更加均匀地在传送机52的整个宽度范围内通过烧结材料被排放出去。
本发明并不限于前述各项实施例为细节。比如，经过扩散器件之后的压降可以通过调整器件的任一或所有尺寸、形状、孔径大小和厚度以及/或者混合物通过扩散材料的速度来予以调整。
在某些情况下，可能需要包括一种支承结构，以便为扩散材料提供刚性支承。
在一种典型情况下，扩散材料的厚度在1-3毫米的范围之内，尤其取决于扩散材料的孔径大小。其他一些类型的泡沫，比如那些包含各种填充剂或粘性材料的泡沫，可能需要扩散材料具有较大的孔径大小和增大的厚度。在实践中，所用的孔径大小和在扩散材料上游所生成的背压都影响所得泡沫材料最终的泡孔结构。
为了防止较大的物质颗粒，无论是以化学方式形成的或者是偶然地进入系统的外来颗粒，抵达或堵塞扩散材料，在扩散材料的上游某处的系统之内设置过滤介质可能是很有好处的。
在某些实施例中，可能有利的是，在排放头的下游装有常用的涂布滚轮和一些可调压的平板，以便控制泡沫材料产品的上部表面。
必须强调指出，虽然以上系统是结合各种低密度泡沫材料的制成而予以说明的，但是，它也可以应用于标准和较高密度泡沫材料的生产。
现在转向图5和图6与图7，它们表明用于本发明的两种可能的扩散器件喷嘴的范例，它们都具有可调的面积。这些装置可以是人力或电力驱动的，并且在需要时可以由随着一项或多项操作特征量或参数的自动检测装置予以控制。
首先参照图5，所示实施例包括圆筒形发散器件80，由诸如此前所述的烧结钢丝等扩散材料制成。
圆筒形扩散器件80被夹持在两块支承平板82a、82b之间，两块平板借助于各螺栓84被夹紧而顶住器件80的轴向两端，反应混合物经由细长的供料管86供给，供料管具有中心孔眼88，经由各横向孔眼90连通于圆筒形扩散器件80的内部。供料管具有带凸缘的端部92，滑动配合在圆筒形扩散器件里面并由环形的O形圈94密封在器件里面。由于密封件94，混合物被限定于扩散器件里面带凸缘端头92以右的区域。因而，通过沿轴向相对移动供料管和圆筒形扩散器件80，扩散器件的有效作用面积可相应地予以增大或减小。
现在参照图6和图7，可变面积式扩散器件的第二实施例包括由诸如烧结钢丝的扩散材料制成的圆盘102，装在固定箱体108之中两个压缩垫圈104、106之间。第一垫圈104具有与圆盘102相同的直径，但包含偏心圆孔110，与形成在箱体108之中的截圆锥形入口通道112对齐。第二垫圈106是环形的，并由扣环114和螺丝116紧压于圆盘102的外侧周边。第二箱体部分118安装得可以相对于箱体108围绕中心轴线X转动。做到这一点依靠的是，借助于各固定螺丝120和第二个以弹簧加载的扣环122把部分118联接于箱体108，此环圈贴靠箱体部分118的凸缘124，凸缘具有至少一个带有特氟隆(RTM)涂层126的啮合表面。在此范例中设有手把128，用于摇转箱体部分118。
如图6最清楚地表明，可转动的箱体部分118在其一侧上具有轴向出口孔130，与在其另一侧上的偏心孔132连通。箱体部分118面对扩散圆盘102的那一表面带有特氟隆涂层134，可使部分118在部分118借助于手柄128相对于箱体108被摇转时能够滑过扩散圆盘。
自图7显然可见，箱体部分118可以任由选择地在出口孔眼132完全对齐入口通道112(图7中用虚线圆圈A表明)的位置到出口孔眼132相应于某一予定的最小叠合而不对齐入口通道112的位置之间(诸如图2中用虚线圆圈B表明)予以移动。这样，入口和出口通道的重叠程度可以选定，以便改变扩散器在最大与最小值之间的有效面积。
现在参照图8至17，其中在不同图形中的相同或类似另部件均以同样的标号示出。
图8至11表明一种带有多个降压器(扩散器件)(C1和C2)的装置。此实施例的目的是，如果一个扩散器件被堵，有可能变换到另一个扩散器件而不中断工艺过程。
已经被堵的扩散器件可以取下以便清洗，或者它可以借助于以适当介质作反冲而“就地”清洗。洗净的器件然后准备用于在现有发泡装置受堵时再次更换而加入生产过程。借此，发泡过程的持续时间就可不受减压器(扩散器件)寿命的限制。
各种反应化学物质在连接点(A处进入装置并沿着空心活塞110通向第一减压器(C1)，它比如具有示于图3中46处的型式并包括装在喷嘴13之中的发泡装置130。活塞110滑动式装在阀114的阀体112之中，并借助于电动线性驱动器116联接于阀体112。阀114最好是借助于夹紧于活塞110延伸段的支架(未画出)而装接于发泡机械上。这样具有的优点是，阀114的阀体112可相对于活塞110作轴向移动而使第二减压器(扩散器件)(C2)处于与原来减压器(C1)恰好是相对于发泡机械的同一位置上。
如果设备是要设计成能将各减压器(C1和C2)取下用于清洗，则它们可以设置在可取下的各块体120上，块体用各螺丝124安装在喷嘴夹具122之中适当位置。
图11至13表明在图8至10中所述装置的各组成部分的一种变异。在图11至13的装置中，各种化学物质进入三通转向球阀132，而两个交替的减压器(扩散器件)(C1和C2)装接于阀的两个出口。各种化学物质在连接点(A)处进入装置和阀132的球体134。可单独卸脱的块体(F)136a、136b，两个减压器(C1和C2)分别装入其中，借助于各螺丝140夹紧于阀132的阀体138上。取决于阀球134的方位，其中一个减压器(C1或是C2)投入生产，而另一个可以取下用于清洗。阀134可由旋转驱动器142驱动而转动90°。
图14和15表明一种装置，带有单独一个减压(扩散器件)(C)，它装在特殊的高压球阀的阀球150的通道之内。此装置的目的是，可使减压器(C)在使用期间转过180°，以使化学物质的流动反转过来，通过生产中的各种化学物质的反冲而产生一种自净作用。
这种装置允许只用一个减压器(C)来连续生产泡沫材料并提供了一种连续清洗的手段。各种化学物质在连接点(A)处进入装置，经过阀球150和减压器(C)通向出口。阀球由旋转驱动器152在阀体166之内驱动而转过180°，以使它的原先的排放侧此时成为进入侧。
标号154表示夹紧螺帽；156表示球座；而158表示阀腔填充物。
图16表明图14和15的各组成部分的另一实施例，其中用锥形或柱塞或阀162代替球阀以安放减压器(C)。除了阀球由柱塞160代替外，图16中装置的说明与图7和8相同。
图17表明可以采用的另一装置。它包括两块支承或泄放平板170、172，它们装在喷嘴托持盖174里面，托持盖配装于减压器托座176。支承平板170、172之间的空间填满可压缩的纤维或钢棉178。平板170、172具有通道，允许各种反应剂流过它们而不造成太大的压降。背压是由纤维178的压缩来保持的。采用这种配置，当背压由于局部堵塞而增高时，减压托座可以稍许拧松，从而降低背压。
托持盖174在底部与泄放平板170配装在一起。在泄放平板170的顶部放置减压材料178。顶部泄放平板172安放在减压材料178的上方。托持盖174随后拧到反应剂导出管176上去。减压材料的数量和由于把托持盖174拧到反应管176上去而达到的压紧程度决定了流动的背压。
一些粉末也可以用来充填支承平板170、172之间的空间。图17的减压器也可以应用在图8至16所示的各种装置之中。
最后参照图18，此图非常简略地示意表明反应剂混合物流入路径A是如何围绕扩散器件200的各个材料颗粒或单股纤维262分散和聚集的。如图所示，此扩散器件只有三层L1、L2和L3。虽然在图18中它们显得是分开的，但实际上，各个颗粒或许多股纤维202当然会是在各接合点上比如通过熔合而连接起来的。还有，应当强调的是，图18只表明在一个平面上的二维上分散和聚集。实际上，另外的分散和聚集会出现在图18平面以上和以下的各平面上，亦即，分散和聚集会出现在三维上。
权利要求
1.一种用于生产聚合泡沫材料的设备，其中各种参与反应的泡沫组分和一种低沸点发泡剂汇集在一起；施加足够的压力以使发泡剂保持在液态；以及混合物穿过一可透过的排放头，通过此排放头混合物被排放出来并在其中减压而形成泡沫，此设备的特征在于，排放头包括至少一个扩散器件(46)，其结构是，要求在扩散器件的轴向厚度之内，在通过扩散器件的流动方向上考查时，各流径在三维上分隔、分散和聚集。
2.按照权利要求1所述的一种设备，其中所述至少一个扩散器件(46)是由粘合材料或烧结材料或烧结的复合材料制成的。
3.按照权利要求2所述的一种设备，其中所述至少一个扩散器件(46)是由烧结钢丝制成的。
4.按照权利要求1所述的一种设备，其中所述至少一个扩散器件(46)包括装在两块可透过的支承平板之间的许多松散颗粒材料，或一种可压缩的纤维材料。
5.按照权利要求1至4之中任何一项所述的一种设备，还包括允许反洗某一或每一扩散器件的手段。
6.按照权利要求5所述的一种设备，其中反洗启动装置适于使得所述至少一个扩散器件被任由选择地转移180°以便让被排放的材料本身提供反洗。
7.按照权利要求6所述的一种设备，其中扩散器件装在旋转阀的旋转构件(150)之中，此构件(150)可借助于旋转驱动器(152)任由选择地旋转，以便相对于通过阀的流径而倒转扩散器件。
8.按照权利要求1至7之中任何一项所述的一种设备，包括发泡控制装置，它可控制起沫，以便扩散器件可在各次维修停车期间使用较长时间。
9.按照权利要求8所述的一种设备，其中所述发泡控制装置适于使得在扩散器件处的背压在发泡期间可以任由选择地调节。
10.按照权利要求9所述的一种设备，其中所述背压调节的方便性的取得是由于，把扩散器件材料(178)装在一对支承平板(170、172)之间，一对平板的相对空间可以调节，而使扩散材料的压紧程度可以调节。
11.按照权利要求1至10之中任何一项所述的一种设备，还包括使得可以在发泡继续的同时清洗扩散器件的装置
12.按照权利要求11所述的一种设备，其中能在发泡继续的同时可以从事所述清洗，至少并联设置两个所述扩散器件(C1，C2)，通向它们的各参与反应的组分的流动可任由选择地由可变的流入路径予以控制。
13.按照权利要求1至12之中任何一项所述的一种设备，其中所述扩散器件具有可变大小的有效面积。
14.一种用于生产聚合泡沫材料的工艺方法，包括汇集参与反应的各种泡沫组分和一种低沸点的发泡剂，施压压力以保持发泡剂处于液态，以及通过可透过的排放头排放各种组分以形成泡沫，排放头包括至少一个扩散器件，其结构是，可造成在扩散器件的轴向厚度之内，在通过扩散器件的流动方向上考查时，各流径的分隔、分散和聚集。
15.按照任何前述权利要求的设备和工艺方法生产的聚合泡沫材料。
全文摘要
一种用于生产聚合泡沫材料的设备和工艺方法,其中各种参与反应的泡沫组分和一种低沸点的发泡剂汇集在一起,施加足够的压力以便保持发泡剂处于液态,以及混合物可穿过可透过的排放头,通过此排放头混合物被排放出来并在其中减压而形成泡沫。排放头包括一个或多个扩散器件(80),具有的结构是,要求在扩散器件的轴向厚度之内,在通过扩散器件的流动方向上考查时,各流径在三维上分隔、分散和聚集。扩散器件(80)是由粘合材料、或烧结材料或烧结复合材料,诸如烧结钢丝制成。
文档编号B01F5/06GK1190923SQ9619546
公开日1998年8月19日 申请日期1996年7月8日 优先权日1995年7月11日
发明者詹姆斯·布赖恩·布莱克韦尔, 杰弗里·巴克利, 约翰·詹姆斯·布莱克韦尔, 斯蒂芬·威廉·布莱克韦尔 申请人:比梅奇集团有限公司