用于对中空本体发泡的方法及装置与流程

本发明涉及一种用于在真空条件下用聚氨酯混合物对中空本体发泡的方法和装置。根据本发明的中空本体尤其但不排他地包括由两个半壳体或相对布置的板组成的家用、商用或工业类型的冰箱柜子，这两个半壳体或相对布置的板在组装条件下限定了腔，所述腔中注入有一定剂量的聚氨酯混合物从而形成绝缘泡沫。

所注入的聚氨酯混合物通过化学反应并且按照流动泡沫的形式膨胀，直至中空本体的腔被完全填充，形成热绝缘层，该热绝缘层还具有赋予中空本体结构刚性的附加功能。

背景技术：

在冰箱门和柜子的中空壁内注入聚氨酯泡沫已经有一段时间了，这不仅是为了获得所需的热绝缘，而且还是为了通过赋予中空本体机械阻力和坚固特性、随着时间的形状稳定性同时限制其重量来加固所述发泡中空本体的结构。聚氨酯泡沫层还具有保持柜子的整体性、抵抗有利于形成冷凝物和铁锈的条件的功能。因此，发泡过程提供了使得冰箱柜子或任何其他中空本体结构上加固并且热绝缘的双重功能。

诸如本申请人的专利文献ep1778449b1中描述用于对冰箱柜子发泡的已知装置，该装置包括封闭在腔室内的常规的发泡夹具，在该腔室内获得一定水平的真空以有利于发泡过程。

当适当地应用时，真空有利于并且加速聚氨酯混合物的膨胀，并且这允许使用快速的聚氨酯配方以及形成具有小单元结构和均匀密度的泡沫并且因此提供整个中空本体的更好绝缘。

随后，在本申请人的专利文献wo-a-2010/094715中提出了另一种装置，该装置被设计成在真空条件下通过使用发泡单元改善发泡，这减小了待抽吸的空气体积以及减少了生产周期时间。

此后，在本申请人的专利文献us8894402中提出了另一种装置，该装置与先前的装置相比具有改善的结构并且具有自动地快速适应待发泡的各种大小的柜子的技术特征。

以上描述的系统在所获得的发泡量方面上得到了很好的结果。然而，仍存在改进的余地。事实上，鉴于发泡过程在世界规模生产的各类冰箱(家用、商用和工业)的巨大重要性，因此考虑到大量的生产，在减少注入、发泡膨胀以及所加工的对象的脱模时间方面追求改进总是令人期望的并且在经济上富有成效的。另外，总是强烈地需要获得更均匀的密度分布，作为获得最小密度之外的另一个步骤；这将减少总密度，因此导致使用更少的原材料和增加发泡柜子的绝缘能力。

为了解释在发泡过程中的仍然存在的问题，需要澄清如下所述的一些方面。

在冰箱柜子的发泡过程中，标准的做法是限定通过在发泡物体的各个点对反应泡沫进行取样获得的最小密度值来确保发泡物体在泡沫固化期间不受到畸变或变形。最小密度值是通过取样确定的，不仅是在发泡物体的各个点，而且还通过分析从实际生产取出的各个样本。

因此，在发泡柜子中，存在泡沫具有最小密度值的区域以及泡沫具有更高密度值的区域，根据可获得的密度均匀性或多或少加重。如果适当的最小密度值是28÷36克/升，可能存在高于所述最小密度值的密度4-6克/升。

所追求的目标是优化发泡过程，从而获得与所制定的最优最小密度相比不超过1-2.5克/升的密度变化的泡沫分布。

还应当注意，混合物较高的反应率(即，减少的聚合时间)产生了更小的泡沫单元，有益地增加了热绝缘。更确切地，泡沫单元在其形成期间逐渐地减小其薄膜的厚度，直至薄膜破裂；因此泡沫单元坍塌成更大的单元，并且这些单元趋于增大，直至聚合过程停止这个现象。自然地，较高的反应率意味着更快的聚合反应以及因此减少的上述对于良好的热绝缘是不利的坍塌和扩大现象。

常规的发泡系统仍未解决一些问题。尤其是，在发泡过程期间，膨胀的聚氨酯混合物在其沉积、流动和膨胀期间倾向于诱捕气泡。这些气泡往往在泡沫的表面上浮动，与其中出现气泡的冰箱柜子或门的腔的上壁接触。

当与上壁接触时，较大的气泡坍塌。由于其向上行进速度更慢而无法及时到达表面的较小的气泡仍被陷于固化泡沫的中间，对热绝缘能力的缺陷/不均匀性产生了负面影响，并且还引起在封闭泡沫的表面上形成小凸块或凸起形式的可见缺陷。通常来说，通过用于对冰箱柜子发泡的过程，混合物沉积在下部底部区域(例如，冰箱柜子的后壁)，混合物从此处膨胀并且开始朝向空的部分流动，这些空的部分位于浆的侧面并且然后位于连续的壁中。填充过程借助于形成并膨胀泡沫的气压所施加的推力而发生；通过泡沫与其接触的壁的更高温度刺激气体的形成。事实上，与壁的热表面接触减小了与壁接触的液体膜的粘度，并且促进了形成进一步减小泡沫的表观粘度的膨胀气泡；同时，壁压力被传送到泡沫，在泡沫上施加推力，这使得泡沫更快流动到空的部分。

泡沫膨胀推力由大气压力和在泡沫沿着壁流动时出现的粘性摩擦抵消。膨胀推力还由可能的内部气体压力梯度抵消，这是由于内部气体压力梯度在流过柜子窄处时遇到的阻力，这种阻力使得其朝向外部环境的排出变慢。沿着膨胀路径的粘性摩擦和对抗泡沫的前述气体压力梯度是确定完整地填充冰箱柜子所需的流动时间并且因此限制混合物的估计反应率的重要因素。粘性摩擦和压力梯度还是平均泡沫密度增加以及沿着膨胀路径的非常不均匀的密度分布的原因。

等待一定时间才能完整地填充柜子的腔(即，直到距离混合物的沉积区域最远的腔的区域也到达并填充)的需要限制了循环的生产率。另外，前述反应率限制使得单元扩大并且热绝缘能力相对降低。

灌注有反应树脂的底面上的低且不均匀的温度的存在也可能形成硬皮，即，与不会从其产生泡沫并且因此不具有热绝缘能力的壁接触的层；另外，相关区域内的活性混合物的平均密度显著地增加。

同样重要的强调与在中空本体的腔内注入混合物相关的其他方面，如下所述。目前，通过在压力下将至少两种化学反应的液体组份的剂量供给到高压型混合设备来注入聚氨酯混合物，所述高压型混合设备通过湍流混合将压力能转化成混合能。通常，一般被称为混合头的高压混合设备包括相继连接的、安装有合适的清洁装置的一个或多个腔室，通过合适的喷嘴或节流阀在这些腔室内供给化学组份，使得具有较高动能的液体聚氨酯组份的抛掷彼此相会并碰撞，产生使得其混合的强烈湍流；混合物然后沿着将其向外输送的圆柱形出口导管流动。一旦活性混合物的输送已经结束，滑动清洁构件沿着导管移动以移除残留物并将其向外排出。

因此，混合设备输送液体或部分预膨胀的聚氨酯混合物的流或射流，该流或射流的流率和速度取决于单个组份的流率和混合设备的输送导管的截面。例如在本申请人的专利文献us-a-4.332.335中描述了一种高压混合设备。通常，所输送的混合物的流是层状的或凝聚的，高达某个输出流速；在更高速度下，流表现出凝聚损失和随着流率增加而增加的剧烈湍流。

为了将聚氨酯混合物注入柜子的腔中，如例如ep1781457所示，高压混合装置的输送导管一般被引入设置在两个壳体之间的腔的一侧上的孔中，在所选择的一个或多个点处，使得混合物沉积在腔中，然后当膨胀时，混合物可以流动并填充所有空间。混合物必须按照适当的方式注入从而避免以下描述的某些缺点。首先，重要的是避免形成使得混合物的流动不规律的涡流、波纹和飞溅，这造成摄入空气并且造成所获得的泡沫的结构和密度不均匀。在过去，已经提出了各种技术权宜之计来尝试改善这种制模技术的注入操作。这些权宜之计之一例如由专利文献de-a-10243873所提出的解决方案表示，该解决方案设想了一种混合装置，该混合装置安装有延伸到待填充的腔内的长供应管；聚氨酯混合物按照预定的速率输送，同时具有供应管的混合装置逐渐地向后移动从而将混合物分布到中空本体的腔中。然而，这个解决方案在构造和功能方面非常复杂，这是由于需要使得混合装置和供应管的向后移动与所输送的混合物的流率配合，并且由于需要采用配合这种移动的所有自动化机制。另外，供应管的内表面不是通过在内部可滑动地延伸的自清洁构件清洁；因此，所述供应管必须在每个供应阶段之后或者在极其有限数量的供应之后移除，并且必须用新的供应管替换；除了附加成本之外，减慢了生产周期并且使得生产周期复杂。

已经在本申请人的专利文献ep2366525中或在相应的美国专利us8709313b2中提出了克服以上问题的改善的技术方案。该解决方案采用了高压混合设备并且将聚氨酯混合物释放到待填充的柜子的腔中，从最大注入量和流量开始持续预定的时间量；注入量和流量然后根据预设的减小值和时间减小，沿着维持聚氨酯组份之间的恒定的反应关系的纵向分布带区分布混合物的射流。

在专利文献ep2366525中提出的解决方案在发泡过程的质量和所获得的泡沫的均匀性和分布方面提供了极佳的结果。然而，本申请人已经发现了进一步的改善，如下所述。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种适于通过改善尤其是冰箱柜子的中空本体中的待填充的腔内的聚氨酯混合物的分布来改善所述技术。

尤其是，本发明旨在获得聚氨酯泡沫的进一步改善的等距膨胀以及防止形成受困气泡，避免了形成非凝聚或混乱的混合物射流并且连续地确保了层流或凝聚射流的输送，这是由于使用了具有合适的流率控制的混合头并且还由于适当的温度控制，如下文所述。

这些目标和进一步的优点是通过权利要求书中限定的方法和装置实现的。

尤其是，根据本发明的第一方面，提供了一种用于对封闭在容置模具内的中空本体，特别是冰箱柜子发泡的方法，所述中空本体包括限定了发泡腔的第一半壳体和第二半壳体，所述发泡腔具有主导长度尺寸(dl)，其中，第一聚合物组份(a)和至少一个第二聚合物组份(b)的高活性化学混合物从所述中空本体的第一端被注入至相对于所述第一半壳体靠下的所述第二半壳体的内表面上，将所述高活性化学混合物沉积在不同的区域上并且使其在真空条件下膨胀，其中，在所述中空本体被插入所述容置模具内之前，对所述中空本体预加热，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-在将所述中空本体插入所述容置模具和保持在内期间，通过用恒温支撑台支撑所述中空本体，使所述中空本体的所述内表面保持适当地预加热；

-将支撑所述中空本体的所述恒温支撑台从位于所述容置模具外部的位置移动到所述中空本体被容纳在所述容置模具内的内部位置，

-在所述恒温支撑台内循环由热源所提供的热传递流体，以用于对所述中空本体恒温控制，所述热传递流体在导管内流动，所述导管是柔性管以适应所述恒温支撑台的水平和竖向移动，

-从所述第一端注入第一剂量的活性混合物，生成混合物(m)的凝聚的射流(j)，所述射流具有初始的质量流率和所述射流(j)的平均动能(ecin,sp)；

-在注入期间通过保持所述射流(j)的凝聚条件，在所述发泡腔的中间区域内形成混合物浆(z1)；

-通过所述射流(j)的动能推力，使得混合物浆(z1，z1’)朝向所述发泡腔的与所述第一端相对的第二端向前滑动并分布，直到所述混合物(m)的浆的向前延伸到达所述发泡腔的所述主导长度尺寸(dl)的至少50％、优选地至少60％；

-在满足所述射流(j)的凝聚条件下减小质量流率和平均动能(ecin,sp)，继续注入所述活性混合物(m)，并且完成对所述中空本体的所述腔进行过度填充所需的树脂引入，在所述活性混合物(m)的膨胀和聚合期间，保持所述中空本体恒温并在相对于外部环境压力较低的内部压力条件下封闭在所述容置模具内。

在本发明的第二方面，提供了一种根据上述发泡方法在中空本体的发泡腔内注入第一聚合物组份(a)和至少一个第二聚合物组份(b)的高活性化学混合物(m)的装置，所述装置包括：

-成形为接纳在水平位置纵向地延伸的所述中空本体的容置模具，所述模具的侧壁被配置成容纳、对抗以及热调节所述中空本体；

-可编程控制单元(cu)，

-用于所述聚合物组份(a，b)的高压混合设备，所述高压混合设备被配置成在封闭在所述容置模具内的所述中空本体的所述发泡腔内注入活性混合物的射流(j)，所述高压混合设备通过可操作性地连接到所述控制单元(cu)的各个计量泵可操作性地连接到对应的各聚合物组份(a，b)的储藏室；

-用于所述中空本体的恒温支撑台，所述恒温支撑台能够相对于所述容置模具在外部位置与内部位置之间移动；

-被配置成减小所述中空本体的所述发泡腔内的压力的真空生成装置，

其特征在于，所述装置还包括：

-恒温装置，所述恒温装置可操作性地耦接到所述控制单元(cu)，被布置成在所述恒温支撑台内循环热传递流体，以在所述容置模具内插入并保持所述中空本体期间控制所述内表面的温度，所述活性混合物会在所述内表面上沉积和发生第一阶段膨胀；

-所述恒温装置包括热源，所述热源通过外部柔性导管可操作性地连接到所述恒温支撑台，所述外部柔性导管(13a，13b)被配置成适应所述恒温支撑台的水平和竖向移动；

-所述控制单元(cu)被配置并编程为验证并能够驱动所述真空生成装置和所述计量泵，以在所述发泡腔的注入期间根据所述射流(j)的初始质量流率和平均动能(ecin,sp)控制真空度以及验证所述混合物的射流(j)的凝聚条件，

-所述控制单元(cu)被配置并编程为在所述活性混合物(m)在所述中空本体的所述腔内的灌注以及后续膨胀和聚合期间，在满足凝聚条件下减小所述射流(j)的质量流率并且相应地减小平均动能(ecin,sp)。

归功于根据本发明的方法和装置，可以更快速地填充中空本体的腔，具有增加产率、获得因此具有更大的绝缘能力和结构特征的更精细的单元以及还减少所注入的聚氨酯混合物的量的三重优点。

尤其是，由于旨在作用于冰箱柜子的后壁上的支撑恒温控制台，并且因此归功于对表面的恒温控制，所述表面灌注有反应树脂并且泡沫后续在膨胀期间在其上流动，确保了快速均匀的泡沫膨胀以及壁厚的较低的平均密度。

附图说明

在以下描述中将参照附图更好地突出显示本方法和装置的这些及进一步的特性，在附图中：

图1是根据本发明的装置的示意图，在从上面示出的后腔的纵向截面中示出了冰箱柜子以及在注入期间在冰箱柜子内的泡沫流动；

图2示意性地示出了中空本体的腔内部的聚氨酯混合物射流的侧视图；

图3示出本装置以及与其相关联的控制系统的示意图，以方框表示；

图4是根据本发明的发泡装置位于第一操作位置的部分截面图，冰箱柜子在该第一操作位置被加载到相应的容置模具中；

图5和图6根据两个不同的视图示出发泡装置位于第二操作位置，冰箱柜子在该第二操作位置被升高从而封闭在容置模具中；

图7示出发泡装置，其中，冰箱柜子封闭在相关的容置模具中。

具体实施方式

参照附图，以下描述根据本发明的用于对中空本体2、尤其是冰箱柜子2发泡的装置1和方法。尤其是，冰箱柜子2由第一半壳体2’和第二半壳体2”组成，组装后的第一半壳体和第二半壳体限定具有主导长度尺寸dl(即，延伸的长度尺寸与其他尺寸相比占上风)的发泡腔4或中空空间4。在本讨论中，将参照腔4，该腔的厚度(由此发泡所生成的热绝缘层的厚度)不大于约80mm。

该方法和装置1所使用的聚氨酯混合物m是通过使用高压混合设备10将两种化学反应性聚氨酯组份a和b(诸如多元醇和异氰酸脂)进行湍流混合获得的。

混合物m为高度反应类型，即，混合物m具有以下化学特征：小于6秒的所谓的“乳白时间(creamtime)”时间、15÷30秒的所谓的“凝胶时间(geltime)”(“表干(tackfree)”时间)以及在这种情况下允许在2÷3分钟内脱模的聚合时间(而反应需要数小时才能完成)，如上所述，聚合厚度小于等于80mm。

装置1包括主框架40，该主框架包括用于支撑水平辅助框架42的竖向导向立柱或支柱41，该水平辅助框架在下部位置(如图5和图6所示)和上部位置(如图4和图7所示)之间竖向地移动。

辅助框架42的竖向移动是通过包括齿轮装置44的驱动装置实现，该齿轮装置安装在移动辅助框架42上由合适的马达45移动并且与形成于竖向导向立柱41上的相应的机架43接合。

装置1包括容置模具3，该容置模具限定发泡单元并且被配置成在气密条件下封闭冰箱柜子2。

高压混合设备2包括用于供应单个聚合组份a和b的两个喷嘴15a、15b，并且被配置成当冰箱柜子2在密封条件下封闭在上述容置模具3内时将混合物m的凝聚射流j注入冰箱柜子2的所述腔4内。

混合设备10或混合头通过供应线16a、16b以及相应的计量泵单元12a、12b可操作性地连接到所述聚合组份a和b的储藏库11a、11b，所述计量泵单元12a、12b可操作性地连接至可编程控制单元cu。

供应线16a、16b可以通过专用的再循环线22a、22b进一步连接到相应的储藏库11a、11b，相应的组份沿着所述再循环线以小于将这些组份注入混合头10中所需的压力的压力流动。

控制单元cu被配置成激活所述计量泵单元12a、12b，以在注入发泡腔4内期间获得凝聚条件下的射流j。控制单元cu作用于计量泵单元12a、12b，以在活性混合物m在冰箱柜子2的腔4内的灌注和随后膨胀期间改变射流j的质量流率和平均动能ecin,sp，同时保持凝聚条件，如以下更详细说明的。

控制单元cu作用于计量泵单元12a、12b的马达m1、m2，以实时地检查聚合组份a和b的流率。

装置1设置有质量或体积流率检测装置17a、17b，所述质量或体积流率检测装置17a、17b被布置成检测在相应的供应线16a、16b上供给到高压混合设备10的单个聚氨酯组份a、b的流率qa、qb。

质量或体积流率检测装置17a、17b向电子控制单元cu的相应的输入端ia、ib提供检测到的流率的信号。

装置1还包括压力传感器装置18a、18b，所述压力传感器装置18a、18b被布置成在相应的供应线16a、16b上检测供给到高压混合设备10的单个聚氨酯组份a、b的压力值pa、pb。

压力传感器装置18a、18b在电子控制单元cu的相应的输入端ia、ib提供所检测的压力值pa、pb的信号。

尤其是，电子控制单元cu包括操作性地连接到所述马达m1、m2的控制器，所述控制器包括存储器装置20a、20b，所述控制器装置适于生成待供给到高压混合设备10的相应的喷嘴15a、15b的每个聚氨酯组份a、b的可变参考流率的qra、qrb信号。电子控制单元cu由软件编程，所述软件适于接收每个区域的待分配的量的数据以及待分配的聚氨酯混合物的相应的流率变化作为输入；所述软件还适于在所述存储器装置20a、20b内计算并存储待供给到高压混合设备10的单个聚氨酯组份a、b的分配时间和流率变化，以及由此根据控制器所生成的可变参考流率的信号qra、qrb以及根据为单个聚氨酯组份a、b的被检测的流率信号qa、qb以改变注入在冰箱柜子2内的聚氨酯混合物的射流的分配流率、速度和时间。前述马达装置m1、m2为交流或直流电流类型并且连接到电源电路(转速受到闭环控制)，并且被配置成根据控制单元cu的软件依照编程流率和比例数据生成的参考变化流率信号qra、qrb以可变速度操作。

装置1包括用于支撑冰箱柜子2的与恒温装置13相关联的支撑台6或托盘，该支撑台或托盘操作性地连接到控制单元cu。

当被置于水平辅助框架12上时，支撑台6被从下部位置升高到容置模具3的闭合的上部位置。

支撑台6具有平面结构配置，具有平的顶面，使得能够封闭并密封包含待发泡的冰箱柜子2的发泡单元。

恒温装置13包括多个合适的导管，这些导管在支撑台6内部延伸并且热传递流体在温度tcontr下流到这些导管中，该热传递流体在循环期间在冰箱柜子2的灌注有反应树脂的表面上执行恒温控制动作，冰箱柜子2由支撑台6支撑。

支撑台6内部的循环导管经由柔性外部导管13a连接到合适的热源13，该热源被配置成将热传递流体维持在设定的温度tcontr并且由可编程控制单元cu控制。外部导管13a为柔性类型以允许支撑台6移动，既有用于插入模具3的水平移动，又有由于辅助框架42的升高/降低而引起的竖向移动。

与支撑台6相关联的恒温装置13对沉积有树脂的内表面14以及在插入在并保持在容置模具3内期间通过柔性导管13b的冰箱柜子2的其他壁执行加热或者将其维持在适当的温度的功能。

归功于柔性外部导管13a和柔性导管13b，无需在恒温控制支撑台6上提供热源13。以此方式，恒温支撑台6的更快、更轻并且更容易移动。

尤其是，在过程的初始阶段，热传递流体将热量传递到支撑台6，然后传递到冰箱柜子2的底壁，以促进并有利于发泡反应，而在发泡过程的后一阶段，热传递流体从支撑台6以及从冰箱柜子2吸走热量，以有利于泡沫的形状稳定以及允许刚刚发泡的冰箱柜子2的快速脱模。

支撑台6在图5所示的下部位置沿着辅助框架42的水平移动是通过设置在由辅助框架42限定的升高面上的滚筒式输送机50和附加的滚筒式输送机50’或其他等效的输送机装置获得的。

还提供了用于将待插入模具3内的预加热冰箱柜子2输送到位于滚筒式输送机50上的支撑台6的夹紧传送设备25(图4)。一旦已经发泡，夹紧传送设备25还拾取所述冰箱柜子2并且将其输送到生产线的下一站。

容置模具3包括侧向容置、对比和热调节面板，这些面板被配置成在封闭配置成下限定发泡单元并且与冰箱柜子2的侧壁的外表面接触。尤其是，装置1包括铰接到辅助框架42上的两个侧向反作用面板46以及铰接到主框架40上的两个横向反作用面板47。

侧向反作用面板46和横向反作用面板47在相对于发泡单元的内侧上分别具有平的金属板46’、47’，这些金属板配合以确保容置模具3的封闭气密配置以及确保这些壁的热调节(维持所需温度)。

容置模具3还包括反作用公元件48，该反作用公元件以可移除的方式连接到主框架40的顶部区域并且被成形并配置成附接到冰箱柜子2的内表面。

反作用面板的位置是可调整的，使得它们可以按照即时自动的方式适应待发泡的冰箱柜子的不同尺寸和几何格式，而无需任何修改。

具体来说，如图6、图7所示，每个侧向反作用面板46连接到摇臂49，该摇臂铰接到滑动元件60，该滑动元件在相对于辅助框架42的纵轴的横向方向上是可滑动的。尤其是，每个滑动元件60能够在辅助框架42的导轨上移动并且耦接到螺母61，该螺母可操作性地连接到在辅助框架42上横向地延伸的驱动轴62。

由马达63驱动的驱动轴62特征在于右旋螺纹和左旋螺纹，以同时控制两个相应的滑动元件60，由此能够在相反方向移动两个侧向反作用面板46。

每个摇臂49围绕铰链69转动，并且具有被布置成在下部位置与止挡元件65接触的下部突出物64。当辅助框架42在图5或图6的位置处完全下降时，每个下部突出物64与相应的止挡元件65接触，自动地使得相应的面板46向外倾斜或转动，最终使得模具3自动打开。

侧向反作用面板46在辅助框架12的升高期间由于摇臂49的重量的特定分布所产生的重力而发生相反闭合移动。

图5所示的横向反作用面板47通过连接板67连接到竖向柱66。竖向柱66的下端被配置成在升高位置与辅助框架42接合，使得横向反作用面板47被抵靠冰箱柜子2的相应的外表面推动。还设计了由合适的致动器驱动的合适的锁定装置59(图7)，该锁定装置用于锁定连接到反作用面板46的反作用臂58。以此方式，反作用面板46牢固地锁定在发泡单元的封闭配置中。

参考图5，横向反作用面板47可以设置有由主框架40按照移动方式支撑的辅助面板73，该辅助面板的位置是可调整的，使得其可以适应冰箱柜子2的纵向尺寸。辅助面板73通过板或连杆70连接到其他竖向柱74，这些竖向柱通过螺母联轴器75能够水平地移动，使得它们适应冰箱柜子2的纵向端。

装置1包括真空生成装置30，该真空生成装置可操作性地连接到控制单元cu、被配置成减小包含冰箱柜子和公元件的模具3的相互封闭且密封的壁内部的以及冰箱柜子2的腔4内部的压力。真空生成装置30包括真空室、多个阀元件和抽吸设备，以生成帮助在所述容置模具3的密封地封闭的配置下在冰箱柜子2的中空壁内分布并形成泡沫所需的真空或低压水平。如所述，通过插入合适的垫片，从上部封闭盖件76伸出的侧向和横向反作用面板46与恒温台6和公元件47配合在气密条件下封闭冰箱柜子2，使得可以到达所需真空度。

以下描述装置1的功能以及根据本发明的相关的发泡方法。

来自预加热炉(未示出)的冰箱柜子2通过夹紧传送设备25被定位在放置在辊式输送带50上的恒温台6上，同时辅助框架42位于降低位置，并且容置模具3处于适合接纳冰箱柜子2的完全打开的配置。

冰箱柜子2被保持在水平铺开位置，典型的“开口朝上(openmouthfacingupwards)”位置，即，柜子2的腔的开口朝上。

由恒温台6支撑的冰箱柜子2由于滚筒输送机50和进一步的滚筒50’被传送到辅助框架42，该辅助框架随后可以朝向图7所示的升高封闭位置移动。

一旦升高操作完成，侧向面板46和横向面板47以及公元件48和上部封闭面板76配合对冰箱柜子2施加正好的反作用，该冰箱柜子在气密条件下与外部环境隔离。同时，由被维持在温度tcontr,的热传递流体穿过的恒温台6将冰箱柜子2的后壁的放置有反应树脂的表面保持在有利于发泡反应的正确温度。同样由控制单元cu适当控制的真空生成装置30将冰箱柜子2的腔4内的压力降低到600至900绝对毫巴之间，而同时已经通过具有密封垫片的入口耦接到冰箱柜子2的第一端5的高压混合设备10开始注入聚氨酯混合物m。

尤其是，混合头10的供应导管或口被引入在半壳体2”内获得的专用孔内，以在平行于两个半壳体2’、2”的表面或稍微向上倾斜(相对于水平面成0度到15度)在纵向方向引导混合物射流。通常，当腔的厚度不太厚时，水平注入方向是优选的，以避免射流j与界定腔的上表面的瞬间碰撞。

以凝聚射流j注入第一剂量的混合物m，该凝聚射流具有质量流率初始值和平均动能ecin,sp，以到达下半壳体2”的内表面14上的中间区域7从而形成浆z1，如图1示意性地所示。

射流j的凝聚是由控制单元cu确保的，该控制单元在满足以下公式的包括所谓的“剪切率(shearrate)”sr的条件下控制混合设备10。“剪切率”sr表示高压混合设备10的导管(圆柱形流出导管)的出口处的层流速度梯度；这个梯度取决于导管的半径r、流体的流率和粘度并且可以由以下关系式确定：

其中vzm是流体沿着导管的纵向方向的速度。

在流的外围区域内，

其中r→r0

因此，考虑以下量：

平均速度(ecin的积分)

比动能

剪切率

流动性

等价流动性

逆向运动扩散率：

其中

是质量流率，单位为kg/sec，并且满足：

ρ是反应树脂的密度，单位为kg/m3，满足：800≤ρ≤1260；

ro是流出导管的半径，单位为m，满足：0.007≤ro≤0.036；

μ是粘度，单位为pa*s，满足：0.05≤μ≤10；

h是出口导管的轴线距离沉积表面的高度，单位为m，满足：0.01≤h≤0.060；

“g”是重力加速度，单位为m/s²等于9.81；

如果射流外围处的“剪切率”与平均积分输出速度的平方之间的比值超过某个值，则所供应的射流j是凝聚的，然而，该值还是混合物的粘度的函数。更准确地，为了获得射流j的凝聚条件，“剪切率”与所述射流“j”的平均积分速度vm,ecin的平方之间的比值应满足以下关系式：

其中，a和b是实验常量：

“a”大于等于52(a≥52s/m²)

“b”的范围从0.012到0.016(0.012≤b≤0.016优选地等于0.14；

μ是混合物m的粘度，单位是pa*s，ρ是密度，单位是kg/m³。

控制单元cu计算、设定更高的流率值并且将其用信号通知给操作人员，使得可以实现上述关系式。尤其是，cu控制单元在其存储器中保存一组表列值，该组表列值是射流大小、尤其是混合头输出直径以及粘度的函数，并且与在其内确保射流的层状/凝聚流的流率上限条件相关联。

上述公式的应用确保了按照非混乱的方式供应射流j，也就是说，在头输出处并且在飞行期间按照相同的流动条件；以此方式配置的射流确保了所沉积的混合物m由于射流j的动能而沿着腔4的下部内表面14流动并且形成长形树脂浆，避免了并入气泡或气穴(pocket)。

该方法通过射流j的动能推力使得混合物浆z1、z1’在散落在其下降的表面上的材料浆上朝向冰箱柜子2的第二端8向前流动并分布，该第二端与第一端5相对，直至其达到尺寸dl的50％到100％，优选为发泡腔4的所述长度尺寸dl的至少60％。

众多实验研究已经通过公式限定了浆z的长度延伸，该公式通过等于当液体混合物在腔4的内表面14上流动时所受到粘性摩擦密切相关的输出射流的平均动能的积分然后加上抛掷距离xg,m(即，射流j所行进直至其与表面14接触的飞行距离xg,m)而获得。

已经通过实验发现为了优化膨胀从而获得最小密度差异，浆z的前方必须到达冰箱柜子的最大长度dl的至少60％-70％(换言之，用于正常用途的冰箱的高度，可以高达约2200mm)；另外，最初必须使用第一流率值q1，到达长度延伸的50％到100％、优选地为60％到100％，然后流可以在介于0.5秒～1.5秒之间的时间内将所述流率从所述第一流率值q1减少递减至约等于第一流率值q1的一半(特别达到初始值的40％)，以所述第二减半的流率值输送从先前用第一流率值q1输送的质量的70％-35％之间可变的质量的量。

由浆z覆盖的总距离(纵向地)可以被计算为两个分量之和：“飞行”分量，由射流j在飞行中行进直至其与表面14接触的抛掷距离xg,m表示，；以及浆z1的“滑动”分量xs，即，在表面14上粘性滑动，其大小取决于来自混合头的口的输出流的动能与粘性摩擦力的功之间的比值，这通过耗散动能来制动液体浆的滑动。

考虑到中空空间4(腔)的高度h，在凝聚条件下以速度vm,ec并且在与混合头的口的出口相切的水平方向供应的射流j的抛掷距离xg,m由以下关系式给出：

由于通常来说冰箱柜子2的中空空间或腔4不是非常厚(厚度“h”不大于80mm)，优选的是在用于水平输送的位置插入混合头口，以防止射流j与上表面(上半壳体2’)接触，由于表面滴水而导致空气浸入。

在混合物m的非混乱流条件下，其流动至少达到并且超过腔的纵向延伸的50％，获得以下公式：

xtot＝xg,m+xs

其中k＝k1·kpar

k是由项k1和kpar的乘积组成的无量纲项。

项k1源自对头执行的改变流率并测量液体浆的最终前方的实验研究。k1的范围可以从2到2.6(2≤k1≤2.6)。

kpar是取决于出口导管的几何结构以及树脂的运动粘度的参数项

其中，“ρ”是液体混合物m的密度，

“r0”是混合头的出口截面的半径，

是质量流率，

“μ”是树脂的动态粘度，

“h”是出口导管的平均截面的高度，

“g”是重力加速度，

“xcrs”是出口导管的长度并且可以介于6·r0≤xcrs≤30·r0之间，

并且其中

项1-e^-αt是瞬态时间因子(如果t＝0，则等于0，并且如果t→∞，则等于1)，混合物浆(z)随秒为单位的时间变化的流量取决于该项。

项“α”已经通过实验测量并且范围从0.2到0.5、优选地从0.3到0.4并且单位是1/s。

由于射流j处于凝集状态，获得了浆z的更延伸的分布，这是因为射流首先沿着飞行路径部分行进然后能够借助于射流j所拥有的动量将已经在表面14上分层的树脂向前推动。

尤其是，本方法以第一流率值q1供应射流j，使得浆(z1，z1’)到达冰箱柜子2的长度尺寸dl的50％与100％之间、优选地超过60％的区域，并且稍后以某个斜率并且在0.5秒与1.5秒之间的时间内将流率减小到约等于所述第一值q1的一半的第二值q2，由此分配介于以第一流率值q1分配的量的35％与70％之间的聚氨酯混合物量。

换言之，参照图1，在初始沉积阶段由z1表示的浆z向前演进，呈现由z1’表示的更大形式。接下来，以流率q2进行第二输送，该第二输送产生另一个浆z2，同时，图1中的虚线指示已经沉积的混合物的等距膨胀线，其连接由逐渐沉积在最向后的区域内的混合物所生成的泡沫(朝向柜子2的第一端5)。

整个过程由控制单元cu支持并控制，该控制单元与压力传感器装置18a、18b以及连续地测量每个组份a、b的质量或体积流量和压力值的质量或体积流率检测装置16a、16b作用在计量泵单元12a、12b上来控制这些组份与所分配的射流j的流率之间的比值，当流量变化时维持反应比不变。

一旦反应树脂已经按照所描述的形式分布在平的表面上，这些组份的化学反应与从已经形成有浆的表面输送的热量促进产生泡沫及其膨胀的气体的形成。

膨胀和后续的滑动由腔内的空气压力对抗。

低压(压力下降)、在凝聚条件下输送射流j以及恒温动作(初始变温和最终阶段的热量抽取)的组合协同使用使得能够实现泡沫的分布和膨胀的显著改善，尤其是实现了更快流动以及更均匀的密度分布。

尤其当泡沫前方必须填充最远离沉积区域的腔区域时，可以在最终填充阶段进一步增强压力下降，诸如在第一壁的相互正交的边缘与第二壁的边缘(例如，位于冰箱的正常操作位置的水平上壁或水平下壁)之间限定的角落区域。最终填充之后是所谓的“过度填充(overpacking)”(术语“过度填充”是指最终定型阶段，由此泡沫最终朝向更低膨胀压力点滑动，并且这是通过过量填充实现的，达到高于填充所有凹口所需的所注入的最小量(所谓的“最小填充(minimumfill)”条件)的某个百分比，例如从10％到30％)。

在加热和自生成导致的反应期间在单元内形成的气压使得泡沫滑动。所述滑动由泡沫的粘度增加、外围层与泡沫在其上滑动的壁的粘附以及向前移动的泡沫前方上的气压导致的剪切应力对抗。

泡沫路径越短，单元内的气压差越小，从膨胀中心朝向外围(克服剪切应力所需的差值)，并且滑动速度越大。反作用气压越低，填充率越高，直至其完全填充，并且滑动期间的泡沫单元的平均压力越低。

由于泡沫粘度增加，在化学反应期间，直至其已经固化，反应式被校准，使得在最终过度填充后若干秒发生固化。

因此通过借助于低压有利于泡沫快速流动减少了生产时间，并且所需要的总泡沫量更少，同时保持过度填充不变，因此允许泡沫以更低的平均压力滑动。

可以在注入活性混合物之前应用低压，该活性混合物通过改变其动能并且将其维持在凝聚流动状态下以最优方式分布。

低压值可以在膨胀期间维持不变，或者当泡沫膨胀已经到达总填充的至少70％因此已经到达更高的表观粘度(这需要更低的反作用大气压来允许泡沫快速地滑动)时，可以通过将其增加达到高于初始值的20％来调节低压值。

因此，最终阶段的更加重的低压有助于腔4的更快速填充。

当混合物m的注入完成时，由在支撑台6内循环的热传递流体执行的热量抽取有助于最终形状稳定阶段，使得冰箱柜子2的脱模操作更快。

此时，容置模具3打开，辅助框架42降低，并且在滚筒输送机50上传送柜子2，在该滚筒输送机上，柜子2再一次由夹紧传送设备25拾取并拿走。

从以上描述和附图，显然，根据本发明的方法和装置1实现了所设定的加速目标(在生产意义上带来优点)并改善聚氨酯混合物在中空本体(尤其是冰箱柜子)的腔内的分布，同时确保聚氨酯泡沫的等距膨胀而不会形成气泡。获得更精细的单元形成，绝缘能力更强，机械和结构特性得到改善；另外，减少了所注入的聚氨酯材料的消耗。

尤其是，突出显示了协同组合产生的以下优点：

-树脂在内表面14上的特定供应和分布方法，

-由促进并维持均匀膨胀的恒温台6支撑的整个冰箱柜子但是更确切地其下壁(尤其是接纳树脂的内表面14)的热调节阶段，

-以及应用到发泡单元的低压。

前述优点对泡沫反应率的增加具有积极影响，结果是减少了处理时间并且增加了生产率，减小了泡沫单元的大小，并且相应地减小了导电率，有利于泡沫密度的分布，实现了具有非常均匀的密度分布的“最小填充”和相应的过度填充条件，并且减少了介于1％与5％之间的注入量，使得过度填充保持不变。

附图中所述和示出的内容被提供来示出发泡装置1的新颖特性，并且可以对装置1或其部分做出其他改变，而不背离权利要求书。

换言之，当材料与特定的用途以及所适用的相应的单个元件兼容时，可以根据要求并根据可供使用的现有技术适当地选择这些材料。

装置1可以被配置并确定大小，其中，可以对以上描述的并且在附图中示出的内容作出变化和/或添加。