[发明专利]抗窜越式多成分混合喷嘴

说明书

本发明总体上有关混合和配料喷嘴，尤其是有关一种用于多成分系统、尤其是尿脘泡沫的所谓的反窜越式或抗窜越式喷嘴。本发明尤其有关易装接的、一次性的喷嘴，这些喷嘴具有两个扣合在一起的主件，以及另外两个组成整个喷嘴的件或部件。根据本发明，喷嘴采用一种非反应性泡沫时可被再次使用，或用溶液冲洗之后可被重新使用。根据本发明，这种喷嘴既具有一种抗窜越特性又具有一种扣合式组装件，且在使用时与一诸如一根配送泡沫的泡沫喷枪或其它用于配送一种串珠状的、喷雾状的或条缝状的泡沫绝缘材料或其它类似材料的装置的配料器相连接。

在已有技术中，已经有了许多的喷嘴可供与这样的配料器一起使用，(它们中的大多数通常称为喷枪)。然而，这些喷嘴即使不能算是全部至少也是大部分却不具有一种在使用时能防止所谓的窜越现象的固有特性。而且它们也不具备一种模制的、扣合型结构。在一种两种成分的尿烷喷枪中，异氰酸酯成分和树脂成分两者一起在一供压源压力作用下被计量送至一个一次性混合喷嘴中。这样一种装置比如是由Brooks专利第3,784,110号的受让者所制造的，该装置为首例商用上成功的两成分泡沫喷枪，它具有一个一次性的或用后扔掉的喷嘴。

一种一次性的低成本喷嘴对多成分的混合和计量系统来说是很重要的，因为在一段短时间(半分钟到两分钟)之后，混合成混合物或其它热固物的各成分会相互反应而凝固和形成在喷嘴中，且由此使得对反应物的进一步混合、尤其是按比例混合变得困难或不可能。混合喷嘴一旦在一功能正常的喷枪中被使用之后，便要被简单地拆下并扔掉。该技术可避免使用昂贵的、且潜在有害的冲洗溶剂。

在一种用途中，异氰酸酯成分和树脂成分按照一种预定的比例同时被接收至一混合喷嘴中。该比例由系统的设计、反应物的化学性质、尤其是导至喷嘴通道的孔的大小、以及各成分被保持所承受的气压源压力所确定。

在一种采用气溶胶型反应物的方法中，当配料器触发器被触发时，两个阀门被同时打开且一所希比例的每一成分被材料供应力所注入，经喷嘴孔进入混合和配料喷嘴。一旦进入该混合和配料喷嘴，两种材料均瞬时地经受一个压降，从而使得材料中的气体当它沿混合喷嘴的混合部件通过时迅速膨胀。这种材料的膨胀产生湍流并当反应物沿喷嘴的混合路径前行时继续进行混合。这种混合作用引发在两成分间的一个化学反应，该化学反应促使反应物聚合。

当聚合的质量从喷嘴出来时，由于供应压力、喷出介质的蒸发、以及由于聚合反应产生的能量和气体因而使它处在巨大的力量作用之下。一旦离开喷嘴，反应材料卸出的模式可被多个喷嘴几何形状之一所规定和控制，根据不同的用途可产生为一种强力喷射模式，或者一种较低力量的倾注模式。

在专利第5,529,245号中所述技术的实践中，非气溶胶型反应物被通过如本发明所述的一种混合喷嘴所处理。在该方法中，非气溶胶材料在供应压力作用下经配料器-一旦被触发-进入本发明的一种混合喷嘴中。两种材料被材料供应力注入，通过喷嘴孔进入混合喷嘴之中。一旦进入该混合喷嘴，当材料行进通过混合器时，材料被湍流所混合。

该混合作用引发在喷嘴中的一个化学反应，且在某些泡沫材料的场合，反应中会产生CO₂，从而使聚合的质量块膨胀。在该方法中，若所希望的是一种喷射模式，则将一第三束气体流经喷嘴提供到材料卸出的顶端部处。该气体流用于辅助将被混合的聚合材料喷射到衬底之上。如在前述的实施例中，该反应材料可被多种喷嘴几何形状的任何一种所规定。

已往经验证实，旧式的混合喷嘴设计具有某些缺点。在前述的混合喷嘴设计中存在有在混合过程中会发生的某些情形，此时反应物的一种或数种会有机会向后流动至配料器的通道之中。

这种后向流产生或允许有在配料器中的一个化学反应状况，从而使配料器通道被反应了的材料所堵塞。该情形通常被称为“窜越”，它是采用这些类型的配料系统造成产品失效的主要原因。当配料器系统的通道被堵塞时，系统此时由于在一条通道或另一条通道中被完全地或部分地堵塞而导致完全无用或至少不能用于“按比例”来计量各成分。

存在有数种普通的情形能产生窜越的机会。其中最常见情形之一发生在操作者在最初起动该套装置后没有打开通向配料器的两条供应线。这样，当配料器被激发时，仅仅一种成分进入混合室。此时，没有与之对抗的压力或流量来自阀或混合器入口的另一供应口，因此便没有任何东西可阻挡混合器中的该单个成分向后流出另一入口通道并进入配料器。