本發(fā)明涉及用于將可發(fā)泡反應(yīng)混合物施加到層上，如，金屬板或用于制作泡沫絕熱面板的層壓機(jī)上的裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)和制造用于將粘性可發(fā)泡液體混合物施加到此層上的分配棒的方法、如此設(shè)計(jì)和制造的分配棒，以及包括此分配棒的生產(chǎn)線，以及用于執(zhí)行所述方法的至少一些步驟的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

用于施加粘性可發(fā)泡混合物(例如，用于生成聚氨酯(pu)泡沫或聚異氰脲酯(pir)泡沫的混合物)的系統(tǒng)是現(xiàn)今廣泛實(shí)踐的。此系統(tǒng)通常具有粘性可發(fā)泡混合物置于其上的第一(下)連續(xù)操作的帶系統(tǒng)(本文中也稱為"層壓機(jī)")，以及用于在其間形成所謂的夾層面板的第二(上)連續(xù)帶系統(tǒng)。例如，這些面板可用于很多種類的建筑物上的外立面、用于冷儲(chǔ)存絕熱的旁邊的夾層元件等的設(shè)計(jì)。發(fā)泡混合物可為多元醇和異氰酸鹽的混合物，但本領(lǐng)域中已知的是，還可添加許多添加劑，如，發(fā)泡劑、阻燃劑等，其在一個(gè)或多個(gè)混合頭中混合。粘性流體混合物從混合頭引入分配棒，混合物從分配棒分配在層壓機(jī)的寬度上。

理想的是，粘性流體混合物以一種方式沉積在層壓機(jī)上，使得其產(chǎn)生一致的混合物層，但如本領(lǐng)域中已知那樣，設(shè)計(jì)能夠提供此一致混合物層的分配棒不是無足輕重的。這對(duì)于例如具有20m/min到100m/min之間或50m/min到100m/min之間的層壓機(jī)速度的高速層壓機(jī)尤其是這樣。

wo2009/077490和us2011/0003082描述了靜態(tài)分配棒(見圖1)，其據(jù)稱提供了相比于通過使用振蕩耙施加器制作的發(fā)泡層具有較少空隙和減少表面缺陷的發(fā)泡材料。除列出的很寬的參數(shù)范圍外，該申請(qǐng)未給予關(guān)于層壓機(jī)的潛在問題和/或?qū)訅簷C(jī)設(shè)計(jì)成多好的指引。

us2010/0080900a1描述了一種用于生產(chǎn)基于異氰酸鹽基的泡沫的復(fù)合元件。該公開案提供了可有意優(yōu)化來保持管或現(xiàn)有的孔中的反應(yīng)混合物的速度恒定的一些參數(shù)，然而該申請(qǐng)并未提供如何準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)該意圖的具體解決方案。給定需要限定的大量變量，提出的解決方案實(shí)際上是不可在無過大負(fù)擔(dān)的情況下容易解決的多維問題。

wo2013/107742描述了用于將發(fā)泡反應(yīng)混合物施加到層上的另一個(gè)裝置(本文復(fù)制為圖2)，其中鑄造耙(分配棒的另一個(gè)名稱)的中心軸線關(guān)于層壓機(jī)的移動(dòng)軸線形成≤80°的角。

us2013/0280538描述了用于施加液體反應(yīng)混合物的又一種裝置(本文中復(fù)制為圖3)，其中外開口在相對(duì)于垂直于層壓機(jī)的方向的1°到5°的角下向外定向。

所有現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)具有的目標(biāo)在于盡可能一致地將混合層鋪設(shè)在頂層(例如，板或?qū)訅簷C(jī))的整個(gè)寬度上，但所有都似乎未能充分地描述如何達(dá)成此目標(biāo)的細(xì)節(jié)。盡管對(duì)于與具有相對(duì)較低反應(yīng)性(例如，具有高于10s的乳白時(shí)間)的發(fā)泡混合物組合的相對(duì)較低的層壓機(jī)速度(例如，小于10m/min)該目標(biāo)可相對(duì)容易達(dá)成，但該目標(biāo)不是自動(dòng)達(dá)成的，且實(shí)際上在相對(duì)較高層壓機(jī)速度(例如，高于20m/min或高于30m/min或甚至更高)下，或換言之在分配棒的每米長(zhǎng)度上至少0.100l/s的發(fā)泡液體混合物的流速下，變成了實(shí)際的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在粘性可發(fā)泡混合物結(jié)合較高反應(yīng)性使用時(shí)(這通常是具有較高層壓機(jī)速度的生產(chǎn)線中的情況)。用于此類高層壓機(jī)速度(或在不提到線速度的情況下制造：用于提供每單位長(zhǎng)度的此較高流速的分配棒)的分配棒實(shí)際上需要特殊地設(shè)計(jì)，或另外的非一致性(例如，不均和/或密度梯度和/或結(jié)合線和/或甚至間隙)將存在于發(fā)泡層中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種良好的分配棒，以及用于設(shè)計(jì)和制造此分配棒的方法，以及包括此分配棒的生產(chǎn)線，以及用于制造此分配棒的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

更具體而言，本發(fā)明的特定實(shí)施例的目的在于提供一種具有中心入口和多個(gè)出口的分配棒，以及用于設(shè)計(jì)和制造其的方法，以及用于制造其的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中分配棒的幾何結(jié)構(gòu)和大小特殊地改造成使得在使用中，分配棒能夠在預(yù)定長(zhǎng)度上分配以預(yù)定流速進(jìn)入的粘性可發(fā)泡液體混合物，其中所述流速和所述長(zhǎng)度之比為至少0.100×10^-3m²/s，導(dǎo)致了大致一致的膨脹的泡沫材料(例如，在機(jī)械強(qiáng)度、密度梯度、空隙、間隙或結(jié)合線方面)，或其中該比為分配棒的每米長(zhǎng)度至少0.175l/s(相當(dāng)于例如15m/min下1m寬×25mm厚，或例如1m寬×12.5mm厚×30m/min)，或其中該比為分配棒的每米長(zhǎng)度至少0.35l/s(相當(dāng)于例如15m/min下1m寬×50mm厚，或例如1m寬×25mm厚×30m/min)，或其中該比為分配棒的每米長(zhǎng)度至少0.500l/s(相當(dāng)于例如15m/min下1m寬×71mm厚)，或其中該比為分配棒的每米長(zhǎng)度至少0.700l/s(相當(dāng)于例如15m/min下1m寬×100mm厚)，或其中該比為分配棒的每米長(zhǎng)度至少1.000l/s(相當(dāng)于例如15m/min下1米寬×143mm厚，或例如1m寬×72mm厚×30m/min，或例如1m寬×50mm厚×43m/min)。

本發(fā)明的特定實(shí)施例的另一個(gè)目的在于提供一種適用于生產(chǎn)線中的分配棒，生產(chǎn)線包括一個(gè)或多個(gè)混合頭來在至少0.1l/s或至少0.20l/s或至少0.30l/s或至少0.35l/s，例如至少0.40l/s，例如至少0.50l/s的總流速下提供聚氨酯(pur)或聚異氰脲酯(pir)，且具有至少1.0m，例如，至少1.2m的層壓機(jī)寬度，且具有至少15m/min，例如，至少20m/min，例如，至少25m/min，例如，至少30m/min，例如，至少40m/min，例如，至少50m/min的層壓機(jī)速度，同時(shí)提供大致一致的膨脹泡沫材料。

該目的通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法和分配棒，以及生產(chǎn)線和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。

在第一方面中，本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)和制造分配棒的方法，分配棒具有用于接收預(yù)定流速下的預(yù)定粘性可發(fā)泡液體混合物的中心入口，且具有經(jīng)由主通道流通地連接到所述入口上的預(yù)定偶數(shù)數(shù)目的出口，預(yù)定數(shù)目的出口在預(yù)定長(zhǎng)度上等距間隔開，其中分配棒具有一定幾何結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)入中心入口的預(yù)定流速(qtotal)與預(yù)定長(zhǎng)度之比為至少1.00×10^-4m²/s，混合物將以對(duì)于各個(gè)出口恒定在最多+/-5%的預(yù)定容限裕度內(nèi)的平均速度離開各個(gè)出口；該方法包括以下步驟：a)選擇待制造的分配棒的幾何結(jié)構(gòu)且限定對(duì)應(yīng)于所述分配棒的物理形狀和大小的一組參數(shù)；b)將值指定給幾何參數(shù)；c)創(chuàng)建具有所述指定的值的所述幾何結(jié)構(gòu)的虛擬模型；d)通過執(zhí)行計(jì)算流體動(dòng)態(tài)模擬來在所述虛擬模型中模擬液體混合物流，在模擬中考慮了所述粘性可發(fā)泡液體混合物的非牛頓剪切稀化模型和預(yù)定剪切稀化參數(shù)；e)評(píng)估模擬流動(dòng)是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，且如果所述評(píng)估的結(jié)果為否定的，則重復(fù)步驟b)到e)；且如果所述評(píng)估的結(jié)果為肯定的，則重復(fù)步驟b)到e)或轉(zhuǎn)到步驟f)；f)構(gòu)建具有滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的幾何結(jié)構(gòu)的物理分配棒。

根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的主要優(yōu)點(diǎn)在于其允許設(shè)計(jì)和生產(chǎn)用于將粘性可發(fā)泡液體混合物(例如，如，聚氨酯混合物，其似乎為非牛頓剪切稀化混合物)沉積在具有高于15m/min(例如，高于20m/min，或高于30m/min，或高于40m/min，或高于50m/min)的線速度的層壓機(jī)上，同時(shí)確保操作中由所述層壓機(jī)上的分配棒沉積的粘性可發(fā)泡液體層將顯現(xiàn)為一致的液體層(其間沒有間隙)且膨脹的泡沫將為一致的泡沫層(沒有結(jié)合線)的分配棒。

本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，模擬考慮了所述可發(fā)泡流體的剪切稀化特征，且這些模擬與現(xiàn)實(shí)很好地對(duì)應(yīng)。據(jù)發(fā)明人所知，在分配棒的設(shè)計(jì)中，迄今還未考慮剪切稀化效果，可能是因?yàn)槿巳硕枷嘈徘艺J(rèn)為來自混合頭的液體混合物(特別是聚氨酯(pur))在行進(jìn)穿過分配棒的同時(shí)至少最初表現(xiàn)為牛頓粘性液體。然而，這結(jié)果證明是錯(cuò)誤的，且在不考慮此特性的情況下，利用原型的實(shí)驗(yàn)并未與模擬良好對(duì)應(yīng)，因此不可能使用模擬來用于設(shè)計(jì)分配棒，尤其是在其變得很困難或更關(guān)鍵時(shí)，這對(duì)于較高層壓機(jī)速度(例如，高于20m/min或高于30m/min)是此情況，尤其是在還使用更大反應(yīng)性的混合物時(shí)。

假設(shè)考慮非牛頓剪切稀化模型，則其優(yōu)點(diǎn)在于，虛擬分配棒的模擬特性與此物理分配棒的實(shí)際特性很好地對(duì)應(yīng)。

具有與現(xiàn)實(shí)很好對(duì)應(yīng)的模擬手段的優(yōu)點(diǎn)在于其允許在實(shí)際構(gòu)建它們之前模擬設(shè)計(jì)。這樣，可節(jié)省時(shí)間和金錢。

本發(fā)明尤其適用于分配可選具有添加的空氣的聚氨酯或聚異氰脲酯液體混合物，但也用于其它粘性可發(fā)泡液體混合物。

這是使用模擬作為設(shè)計(jì)和制造的一部分的主要優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗坪醪荒苷业讲皇褂么四M的令人滿意的解決方案。選擇幾何結(jié)構(gòu)、選擇分析表達(dá)式、使用具有特定參數(shù)的牛頓剪切稀化模型等，所有都有助于該方法，因?yàn)樗鼈兇_定了物理分配棒的最終形狀和大小，以及因此在使用時(shí)的其特性。

在實(shí)施例中，非牛頓剪切稀化模型選自以下模型構(gòu)成的集合：ostwalddewaele、cross、carreauyasuda、herschelbulkley、bingham、bird-carreau和casson。

在實(shí)施例中，步驟a)包括：選擇主通道的幾何結(jié)構(gòu)如曲率和截面面積，以及限定代表主通道的物理形狀和物理大小的第一組參數(shù)；選擇多個(gè)出口的幾何結(jié)構(gòu)，以及限定代表多個(gè)出口的物理形狀和物理大小的第二組參數(shù)。

在實(shí)施例中，該方法還包括選擇具有僅兩個(gè)參數(shù)的參數(shù)化分析函數(shù)來用于確定所述數(shù)目的第二組參數(shù)的步驟；以及步驟b)包括將值指定給所述參數(shù)，以及使用所述分析函數(shù)來計(jì)算所述數(shù)目的出口中的各個(gè)的幾何參數(shù)。

使用具有兩個(gè)或僅兩個(gè)參數(shù)k,a的分析表達(dá)式的主要優(yōu)點(diǎn)在于其允許將多維問題縮減成二維問題。這巨大地提高了方法的性能(或收斂速度)，其中其通過將多維問題(例如，取決于出口的數(shù)目，至少是12維或16維或24維問題)縮減成二維問題而極大地減少了找到解決方案所需的時(shí)間。因此，通過這樣"變換"成僅兩個(gè)參數(shù)，所需的計(jì)算時(shí)間加大減少。

在實(shí)施例中，僅用兩個(gè)變量的所述參數(shù)化的分析函數(shù)可由以下函數(shù)表示或等于以下函數(shù)：l(z)=b+k.(z/w)^a，或可由以下函數(shù)表示或等于以下函數(shù)：a(z)=b+k.(z/w)^a，其中b和w為常數(shù)，z為分配棒的長(zhǎng)度方向上的距離，l為出口的長(zhǎng)度，a為出口的截面面積，且'k'和'a'為參數(shù)。

發(fā)現(xiàn)第一表達(dá)式很適用于出口的內(nèi)直徑恒定且僅出口的長(zhǎng)度將變化的實(shí)施例(如圖21和圖27和圖28中所示)。

發(fā)現(xiàn)第二表達(dá)式很適用于管的長(zhǎng)度恒定且流出開口恒定但出口管為圓錐形的實(shí)施例(如圖29中所示)。

然而，將注意的是，還可使用給出相同結(jié)果的其它數(shù)學(xué)表達(dá)式或公式，例如，如：l(z)=b+k.(1-z/w)^a和a(z)=b+k.(1-z/w)^a。

用作指數(shù)的參數(shù)'a'關(guān)于粘性可發(fā)泡流體混合物的剪切稀化粘性。如果所謂的"冪次定律"用于代表非牛頓剪切稀化粘性行為，其中'n'為冪次定律函數(shù)的指數(shù)，則'a'的可選值接近值n+1。

在實(shí)施例中，步驟e)針對(duì)所述兩個(gè)參數(shù)的預(yù)定數(shù)目的組合重復(fù)。

例如，參數(shù)'k'和'a'可在大約+/-15%的裕度內(nèi)圍繞一對(duì)初始值變化，以便找到"最佳"解決方案，但這不是絕對(duì)需要的，且還可使用較大的變化，或較小的變化，或完全沒有變化。

相比于在各個(gè)流出管的長(zhǎng)度將以5%的梯級(jí)在圍繞初始值的+/-15%的范圍內(nèi)變化的情況下的12乘(power)7的模擬，在兩個(gè)參數(shù)以例如5%的梯級(jí)在例如+/-15%的范圍內(nèi)變化的情況下，則僅需要完成7×7=48的模擬。顯然，前者不可行。如指出那樣改變參數(shù)允許了從有限數(shù)目的模擬中選擇"最佳結(jié)果"。

在實(shí)施例中，步驟e)包括計(jì)算各個(gè)出口的平均流速速度，以及計(jì)算這些平均流出速度的差異；以及預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)在于平均流出速度的計(jì)算的差異處于最多+/-5%的容限裕度內(nèi)。

為何"平均流出速度"替代"流出速度"使用的原因是因?yàn)槌隹陂_口的速度不是恒定的，而實(shí)際上是在流出開口上具有速度輪廓。

在實(shí)施例中，預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)還包括檢查各個(gè)平均流出速度是否處于2.5到3.5m/s的范圍中。

這是選擇2.5到3.5m/s的范圍中的流出速度的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閷?duì)于至少2.5m/s的值，減小了結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，而對(duì)于小于3.5m/s的值，減小了濺出和包含氣泡的風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)施例中，容限裕度為最多+/-4%，或最多+/-3%，或最多+/-2%。

如果在指定的容限裕度內(nèi)未找出解決方案，則容限裕度可增大。模擬示出了對(duì)于本文所述的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)+/-3%。

在實(shí)施例中，粘性可發(fā)泡液體混合物包括用于形成聚氨酯(pur)或聚異氰脲酯(pir)的原材料。

在特定實(shí)施例中，粘性可發(fā)泡液體混合物包括至少二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)和多元醇。

本發(fā)明特別適用于設(shè)計(jì)和制造用于在相對(duì)較高流速(對(duì)應(yīng)于層壓機(jī)棒的相對(duì)較高速度，例如，至少15m/min，或至少20m/min，或甚至更高，高達(dá)大約100m/min)下分配用于形成pur或pir的原材料的分配棒。用于形成聚氨酯(pur)或聚異氰脲酯(pir)的混合物是本領(lǐng)域中公知的，且可包括例如二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)和多元醇和水(可選的)+物理發(fā)泡劑(或混合物)+一種或多種催化劑。用于形成pir的原材料類似于用于聚氨酯(pur)的那些，只是二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)的比例較高(通常＞1.5)，且聚酯衍生的多元醇替代聚醚多元醇用于反應(yīng)中。用于pir配制的催化劑和添加劑也不同于用于pur中的那些。

在實(shí)施例中，粘性可發(fā)泡液體混合物包括用于形成聚氨酯(pur)或聚異氰脲酯(pir)的原材料，且非牛頓剪切稀化模型由以下公式代表：，其中'm'為0.80到1.40的范圍中的值，且'n'為0.50到0.90的范圍中的值。

給定的公式大體上稱為"ostwalddewaele模型"或稱為"冪次定律模型"。'm'和'n'的值可由粘性可發(fā)泡液體混合物的粘性測(cè)量確定，且'n'的值通常是0.69到0.89的范圍中的值，例如，0.74到0.84的范圍中，例如，大約0.79。'm'的值通常是0.80到1.40的范圍中的值，例如，在0.90到1.30的范圍中，例如，在1.00到1.20的范圍中，例如，大約1.10。

在實(shí)施例中，粘性可發(fā)泡液體混合物包括用于形成聚氨酯(pur)或聚異氰脲酯(pir)的原材料和添加的水，且其中非牛頓剪切稀化模型由以下公式代表：，其中m=m0/(1-1.16.ф^0.424)，且n=n0-0.59ф，'m0'是在0.80到1.40的范圍中的值，且'n0'是在0.50到0.90的范圍中的值，且ф是添加的空氣的體積分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明還特別適用于設(shè)計(jì)和制造用于分配與一定量的添加空氣混合的pur或與一定量的添加空氣混合的pir的分配棒，其可加至混合物來有助于泡沫在其處于層壓機(jī)上時(shí)成核。

在實(shí)施例中，步驟b)包括指定值，使得主通道中的粘性可發(fā)泡流體混合物的平均停留時(shí)間(tdev)的估值小于150ms，以及步驟e)還包括計(jì)算主通道中的粘性可發(fā)泡流體混合物的平均停留時(shí)間(tdev)，以及驗(yàn)證計(jì)算的平均停留時(shí)間(tdev)是否小于150ms。

對(duì)于較高流速(對(duì)應(yīng)于較高層壓機(jī)速度)，有利的是選擇小于150ms或小于80ms的停留時(shí)間，因?yàn)樵诤笠磺闆r中，粘性可發(fā)泡混合物反應(yīng)性也更大。通過減少平均停留時(shí)間，降低了結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)施例中，步驟a)包括將主通道的幾何結(jié)構(gòu)選擇為管狀且朝外端成錐形。

主通道為錐形是本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠錅p少了分配棒內(nèi)的混合物的平均停留時(shí)間且因此結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)施例中，步驟a)包括：選擇具有選自以下構(gòu)成的集合的截面形狀的主通道：圓形、橢圓形、三角形、具有圓形邊緣的三角形、正方形、具有圓形邊緣的正方形、矩形、具有圓形邊緣的矩形、五邊形、具有圓形邊緣的五邊形、六邊形、具有圓形邊緣的六邊形、八邊形、具有圓形邊緣的八邊形、多邊形、具有圓形邊緣的多邊形，且其中主通道的截面面積隨離中心的距離而連續(xù)地變化。

有利的是使用連續(xù)(相比于逐步)減小的主通道截面，以及使用具有圓形邊緣(相比于尖銳邊緣)的通道，因?yàn)榇送ǖ谰哂袦p小的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)施例中，步驟a)包括：選擇主通道，其具有圓形截面，圓形截面具有分配棒的中部中的第一內(nèi)直徑，以及在其外端處的第二內(nèi)直徑，以及其中直徑在中心與外端之間以連續(xù)方式減小，以及其中第二直徑和第一直徑之比是50%到95%的范圍中的值。

分配棒的主室的直徑例如可從中心朝分配棒的外端線性地減小。作為備選，直徑的平方可從中心朝外端線性地減小。比值優(yōu)選為0.60到0.90的范圍中的值，更優(yōu)選是在0.75到0.80的范圍中的值。

在實(shí)施例中，主通道的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有直中心線；且出口的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有恒定內(nèi)直徑的圓柱形管，管具有不同的長(zhǎng)度。

在特定實(shí)施例中，不同的長(zhǎng)度l[i]使用僅用兩個(gè)變量的所述參數(shù)化分析函數(shù)來計(jì)算。

在實(shí)施例中，主通道的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有彎曲的中心線；且出口的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有恒定內(nèi)直徑的圓柱形管，各個(gè)管的流出開口位于單個(gè)平面中。

在特定實(shí)施例中，所述曲率使用僅用兩個(gè)變量的所述參數(shù)化分析函數(shù)來計(jì)算。

該實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，層壓機(jī)與管的下端之間的距離對(duì)于所有管都相同，其中粘性混合物到達(dá)層壓機(jī)上的速度也是恒定的。這可甚至更大地改善層的一致性。

在實(shí)施例中，主通道的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有直中心線；且出口的幾何結(jié)構(gòu)選擇成流出槽口，其在其長(zhǎng)度上具有恒定截面，截面為矩形或具有圓形邊緣的矩形，且具有不同的長(zhǎng)度。

在特定實(shí)施例中，不同的長(zhǎng)度l[i]使用僅用兩個(gè)變量的所述參數(shù)化分析函數(shù)來計(jì)算。

在實(shí)施例中，主通道的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有直中心線；以及出口的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有相同流出開口的漏斗，漏斗在其與主通道的界面處具有不同截面面積。

在特定實(shí)施例中，不同的截面面積a[i]使用僅用兩個(gè)變量的所述參數(shù)化分析函數(shù)來計(jì)算。

在實(shí)施例中，步驟f)的構(gòu)建包括使用諸如聚酰胺6(pa6)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)的材料來注射模制。

該制造技術(shù)需要制作模具，其相對(duì)耗時(shí)(通常幾周)，且相當(dāng)昂貴，因此所謂的"固定成本"相對(duì)很高，但因此制作的分配棒的所謂"變化的成本"相對(duì)較低。

在實(shí)施例中，步驟f)的構(gòu)建包括使用諸如tuskxc2700的材料的立體光刻添加制造。

在實(shí)施例中，步驟f)的構(gòu)建包括使用諸如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)的材料的熔化沉積建模添加制造。

該制造技術(shù)也稱為"3d打印"。其尤其適用于快速原型制造。

在實(shí)施例中，步驟f)的構(gòu)建包括使用金屬材料或金屬合金的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(cnc)銑削。

該制造技術(shù)還尤其適用于快速原型制造，尤其是如果分配棒由金屬或金屬合金制成。

在實(shí)施例中，材料選自以下構(gòu)成的集合：鋁、鋼、鋁合金、鋼合金、不銹鋼。

在第二方面中，本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)和制造用于生產(chǎn)大致均一的發(fā)泡材料的生產(chǎn)線中的分配棒的方法，該生產(chǎn)線具有適用于在預(yù)定流速下提供非牛頓剪切稀化粘性可發(fā)泡液體混合物的一個(gè)或多個(gè)混合頭，以及具有預(yù)定寬度且適于在至少15m/min的線速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的層壓機(jī)，其中預(yù)定流速和預(yù)定層壓機(jī)寬度之比為至少1.00×10^-4m²/s，該方法包括以下步驟：i)考慮線速度和混合物的反應(yīng)性，估計(jì)或確定分配棒的偶數(shù)數(shù)目的出口，或估計(jì)或確定兩個(gè)相鄰出口之間的距離；ii)基于所述數(shù)據(jù)或所述距離來計(jì)算分配棒的長(zhǎng)度；iii)使用根據(jù)第一方面的方法來計(jì)算和制造分配棒，其具有預(yù)定的偶數(shù)數(shù)目的出口和計(jì)算的長(zhǎng)度，以及用于分配所述粘性可發(fā)泡液體混合物的所述預(yù)定流速。

留心的讀者將注意到，在該方法中，分配棒的特征不再按分配棒自身，而是按期望使用的生產(chǎn)線的特征來限定。

注意，步驟(i)可基于如關(guān)于圖20描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中多個(gè)測(cè)量結(jié)果以不同線速度執(zhí)行，其中對(duì)于各個(gè)線速度，選擇混合物的適當(dāng)反應(yīng)性，且其中在實(shí)際體積膨脹開始之前，在它們?nèi)钥闪鲃?dòng)的同時(shí)測(cè)量沉積的痕跡的寬度和/或沉積的痕跡之間的距離。注意，假設(shè)其選擇成足夠高，則"nholes"或"d"的選擇不是關(guān)鍵的，但略微高估沒有問題，而略微低估是有問題的。選擇略高于所需的值的缺點(diǎn)在于結(jié)垢和模擬時(shí)間的略微增加。然而，如果nholes的值選擇成太小(見圖20)，則模擬可很成功，且分配棒將提供離開各個(gè)流出孔的大致恒定的流速，但發(fā)泡產(chǎn)品可能仍具有結(jié)合線，因?yàn)殚_口之間的距離具體鑒于線速度和混合物的反應(yīng)性過大。

在增大的線速度下執(zhí)行測(cè)量同時(shí)考慮混合的增大的反應(yīng)性的步驟認(rèn)為是極大地加快了設(shè)計(jì)過程，且不應(yīng)當(dāng)?shù)凸?。與(高)反應(yīng)性混合物無關(guān)，發(fā)現(xiàn)了只要關(guān)注分配棒內(nèi)的流動(dòng)的模擬，則混合物可認(rèn)作是具有時(shí)間恒定的參數(shù)(例如，m,n)但非牛頓剪切稀化特性的粘性可發(fā)泡液體混合物，但反應(yīng)性對(duì)層壓機(jī)上擴(kuò)散的通路的影響在層壓機(jī)上的所述實(shí)驗(yàn)中考慮，而不會(huì)提高分配棒內(nèi)的模擬的復(fù)雜性。根據(jù)本發(fā)明，存在兩個(gè)"世界"(一方面是分配棒內(nèi)側(cè)，而另一方面是層壓機(jī)上的分配棒的外側(cè))之間良好的分離。根據(jù)本發(fā)明，通過將出口的數(shù)目或它們之間的距離認(rèn)作是分配棒的設(shè)計(jì)空間中給定的(固定值)，可在兩個(gè)世界之間產(chǎn)生清楚的切割。

在第三方面中，本發(fā)明提供了一種分配棒，其具有用于接收固定流速下的預(yù)定粘性可發(fā)泡液體混合物的中心入口，且具有經(jīng)由主通道流通地連接到所述入口上的預(yù)定偶數(shù)數(shù)目的出口，所述數(shù)目的出口在預(yù)定長(zhǎng)度上等距間隔開，特征在于，分配棒具有一定幾何結(jié)構(gòu)，使得在進(jìn)入中心入口的預(yù)定流速與預(yù)定長(zhǎng)度之比為至少1.00×10^-4m²/s時(shí)，混合物將以對(duì)于各個(gè)出口恒定在最多+/-5%的預(yù)定容限裕度內(nèi)的平均速度離開各個(gè)出口。

幾何結(jié)構(gòu)可通過根據(jù)第一方面或第二方面的方法來確定。或換言之，該分配棒可通過根據(jù)第一方面或第二方面的方法來獲得。其中"幾何結(jié)構(gòu)"具體意思是主通道的形狀和大小和多個(gè)出口的形狀和大小。

此分配棒的優(yōu)點(diǎn)在于，其將提供(在用于其設(shè)計(jì)的環(huán)境中時(shí))具有預(yù)定特征(例如，在2.5到3.5m/s的范圍中大致恒定且對(duì)于所有出口恒定在+/-5%的容限裕度內(nèi)的平均輸出速度)的多個(gè)分流，因?yàn)楸ＷC了此流將導(dǎo)致均一的發(fā)泡層，而沒有空隙或結(jié)合線或不均，尤其是在分配棒的外端附近。

根據(jù)本發(fā)明的分配棒的優(yōu)點(diǎn)在于其可用于具有相對(duì)較高速度的層壓機(jī)(例如，至少15或20或30或50或70m/min)且甚至具有帶較高反應(yīng)性的反應(yīng)混合物的生產(chǎn)線，而不會(huì)有損發(fā)泡產(chǎn)品的質(zhì)量。

例如，在設(shè)計(jì)成具有大約150ms的最大停留時(shí)間時(shí)，分配棒的特定實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于其也減小了結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)應(yīng)于延長(zhǎng)的使用壽命(通常2小時(shí))且縮短的生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間。

在第四方面中，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)線，其包括：適用于在預(yù)定流速下提供非牛頓剪切稀化粘性可發(fā)泡液體混合物的一個(gè)或多個(gè)混合頭；具有預(yù)定寬度且適于在至少15m/min的線速度下運(yùn)行的層壓機(jī)；根據(jù)第一方面設(shè)計(jì)和制造的分配棒，該分配棒經(jīng)由其入口連接到一個(gè)或多個(gè)混合頭上來用于接收所述粘性可發(fā)泡液體混合物，且安裝在所述層壓機(jī)上方來用于將所述粘性可發(fā)泡液體混合物經(jīng)由其出口沉積在所述層壓機(jī)上；預(yù)定流速對(duì)層壓機(jī)寬度的比率為至少1.00×10^-4m²/s。

此生產(chǎn)線理想的是適用于生產(chǎn)高質(zhì)量的夾層面板和/或絕熱面板，其具有大致一致的密度，且甚至在15m/min或至少20m/min或甚至更高的相對(duì)較高層壓機(jī)速度下也沒有任何結(jié)合線或結(jié)合平面。

在生產(chǎn)線的實(shí)施例中，層壓機(jī)適于以至少20m/min，或至少25m/min或至少30m/min，或至少35m/min，或至少40m/min，或至少45m/min，或至少50m/min的線速度運(yùn)行。

尤其是具有高層壓機(jī)速度的生產(chǎn)線受益于本發(fā)明最多，因?yàn)榭杀ＷC發(fā)泡產(chǎn)品的質(zhì)量。

在第五方面中，本發(fā)明提供了一種用于在包括計(jì)算裝置和計(jì)算機(jī)可控制造裝置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)設(shè)計(jì)和制造根據(jù)第一方面的分配棒的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；特征在于：計(jì)算裝置包括計(jì)算流體動(dòng)態(tài)模擬(cfd)軟件，以及用于控制所述制造裝置的驅(qū)動(dòng)軟件；以及用于執(zhí)行方法的至少步驟(d),(e)和(f)的軟件代碼片段。

此計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于，其既可用于設(shè)計(jì)特定裝置，又可用于其生產(chǎn)。這是快速、方便的，且矛盾或兼容問題的風(fēng)險(xiǎn)減小或最小化。這理想地適用于快速原型設(shè)計(jì)。

在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可控的制造裝置選自以下構(gòu)成的集合：計(jì)算機(jī)控制的注射模制裝置、計(jì)算機(jī)控制的立體光刻添加制造裝置、計(jì)算機(jī)控制的熔化沉積建模添加制造裝置，以及計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(cnc)銑削設(shè)備。

本發(fā)明的特定和優(yōu)選的方面在所附獨(dú)立和從屬權(quán)利要求中提出。來自從屬權(quán)利要求的特征可視情況與獨(dú)立權(quán)利要求的特征和其它從屬權(quán)利要求的特征組合，且不僅是如權(quán)利要求中明確提出的那樣。

本發(fā)明的這些和其它方面將參照下文所述的實(shí)施例清楚和得出。

附圖說明

圖1示出了本領(lǐng)域中已知的用于將粘性可發(fā)泡液體混合物施加到層壓機(jī)上的分配棒。

圖2示出了本領(lǐng)域中已知的包括用于將粘性可發(fā)泡液體混合物施加到層壓機(jī)上的兩個(gè)鑄造耙的另一個(gè)裝置。鑄造耙示出了關(guān)于層壓機(jī)的移動(dòng)方向小于80°的角。

圖3示出了本領(lǐng)域中已知的用于將粘性可發(fā)泡液體混合物施加到層壓機(jī)上的又一個(gè)分配棒。該棒具有在其外緣處的傾斜開口。

圖4至圖7示出了現(xiàn)有技術(shù)的分配棒(圖4，頂部)的實(shí)例，層壓機(jī)上的粘性可發(fā)泡材料的沉積痕跡(或流)(圖4，下方)，混合物不再可流動(dòng)的痕跡(圖6)，以及所得的發(fā)泡材料(圖7)。

圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)的分配棒的問題，其中外痕跡的寬度小于其它痕跡的寬度。分配棒以前視圖示出，粘性可發(fā)泡液體混合物的痕跡以頂視圖示出。

圖5示出了離分配棒的第一(短)距離處的垂直于層壓機(jī)的平面中的圖4的痕跡的截面。

圖6示出了粘性可發(fā)泡材料曾經(jīng)在層壓機(jī)上側(cè)向流動(dòng)但不再流動(dòng)之后，在離分配棒的第二(較大)距離處的垂直于層壓機(jī)的平面中的圖4的痕跡的截面。

圖7示出了形成兩個(gè)連續(xù)帶系統(tǒng)之間的圖6的層之后，在離分配棒的第三距離處的膨脹泡沫材料的截面。

圖8至圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒的實(shí)例(圖8，頂部)、層壓機(jī)上的粘性可發(fā)泡液體材料的沉積痕跡(圖9)、在為流體的同時(shí)通過痕跡的側(cè)向混合獲得的一致的層(圖10)，以及所得的發(fā)泡材料(圖11)。

圖8示出了所有都具有大致相同寬度(在例如+/-5%的預(yù)定容限裕度內(nèi))的痕跡。分配棒以前視圖(圖8，頂部)示出，粘性可發(fā)泡液體混合物的痕跡以頂視圖(圖8，下方)示出。

圖9示出了離分配棒的第一(短)距離處的垂直于層壓機(jī)的平面中的圖8的痕跡的截面。

圖10示出了痕跡有時(shí)間沿側(cè)向合并同時(shí)可流動(dòng)以便在大量起泡開始之前形成單個(gè)一致的液體層之后，在離分配棒的第二(較大)距離處的垂直于層壓機(jī)的平面中的圖9的痕跡的截面。

圖11示出了形成兩個(gè)連續(xù)帶系統(tǒng)之間的圖10的一致混合物層之后，在離分配棒的第三距離處的膨脹泡沫材料的截面。

圖12為從如可用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法中的計(jì)算流體動(dòng)態(tài)(cfd)計(jì)算機(jī)模擬獲得的圖示。

圖13示出了直接在混合之后的特定粘性可發(fā)泡液體混合物的剪切應(yīng)力測(cè)量的結(jié)果。特定混合物具有剪切稀化特性，其可特征為具有'm'=1.10且'n'=0.79的所謂"冪次定律"。

圖14示出了"冪次定律流體"的等式，但也示出了可用于根據(jù)本發(fā)明的方法的若干其它粘性模型。

圖15至圖17示出了在沉積在以第一速度(圖15)、第二速度(圖16)和第三速度(圖17)移動(dòng)的層壓機(jī)上時(shí)，由源自特定開口的粘性可發(fā)泡液體混合物形成的混合物痕跡(或流)的三個(gè)模擬實(shí)例。圖15的所得痕跡比圖16的更寬，圖16的繼而又比圖17的更寬。

圖18在圖示中示出了圖15至圖17的實(shí)例。垂直軸線將此數(shù)據(jù)映射至大約50mm的孔到孔的距離。

圖19為類似于圖18的三個(gè)圖示的組合，例如，三個(gè)不同的分配棒，第一棒具有分別具有3.7mm的第一直徑的24個(gè)孔，第二棒具有分別具有2.6mm的第二直徑的48個(gè)孔，且第三棒72具有分別具有2.1mm的第三直徑的72個(gè)孔。再次，對(duì)于各曲線，隨著線速度增大而使用更大反應(yīng)性的混合物。注意，該示圖因此不但考慮了層壓機(jī)線速度，而且考慮了混合物的(典型)反應(yīng)性和分配棒的開口的(典型)流出直徑。水平線指出了沉積的混合物的側(cè)向擴(kuò)散等于相鄰的孔(或開口或管)之間的距離。該線上方，形成了一致的混合物層(見圖10)。該線下方，形成了具有間隙的單獨(dú)的痕跡(見圖6)。

圖20為示出可從圖19("完全鋪設(shè)"的線上或上方)得出的作為層壓機(jī)線速度的函數(shù)的分配棒的每米長(zhǎng)度的最少開口數(shù)目的簡(jiǎn)單示圖。該示圖可后續(xù)用作用于估計(jì)任何層壓機(jī)速度下的最少開口數(shù)目的經(jīng)驗(yàn)法則。

圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒的第一實(shí)施例。該棒的內(nèi)空間(本文中也稱為"主室"或"主通道")朝其外端成錐形，內(nèi)空間的中心線大致為直的。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的長(zhǎng)度l(i)，i=1到12)根據(jù)本發(fā)明的方法特別選擇。

圖22以放大截面視圖示出了圖21的分配棒的部分。其還示意性地示出了流出速度輪廓和離開這些孔的對(duì)應(yīng)"平均流出速度"的實(shí)例。

圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分配棒的第一特定實(shí)例，其由分別具有12個(gè)開口(總共24個(gè)開口)的兩個(gè)"子棒"(本文中也稱為"裝置")構(gòu)成。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分配棒的第二特定實(shí)例，其由分別具有16個(gè)開口(因此總共32個(gè)開口)的兩個(gè)子棒(或裝置)構(gòu)成。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分配棒的第三特定實(shí)例，其由分別具有12個(gè)開口(因此總共36個(gè)開口)的三個(gè)子棒(或裝置)構(gòu)成。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分配棒的第四特定實(shí)例，其由分別具有24個(gè)開口(因此總共72個(gè)開口)的三個(gè)子棒(或裝置)構(gòu)成。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒的第二實(shí)施例的實(shí)例。該棒的內(nèi)空間朝其外端成錐形，內(nèi)空間的中心線彎曲，且流出管具有不同長(zhǎng)度。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)出口管的曲率和長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒的第三實(shí)施例。該棒的內(nèi)空間朝其外端成錐形，內(nèi)空間的中心線大致為直線，且流出管具有帶恒定(例如，矩形或具有圓形邊緣的矩形)截面面積的長(zhǎng)形流出槽口的形狀，但管具有不同長(zhǎng)度。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，各個(gè)管的長(zhǎng)度)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒的第四實(shí)施例。其具有帶固定長(zhǎng)度的圓錐形流出管。該棒的內(nèi)空間朝其外端成錐形，內(nèi)空間的中心線大致為直線。分配棒的部分的幾何結(jié)構(gòu)和大小(例如，流出管的截面面積)根據(jù)本發(fā)明的方法來確定。

圖30為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)和制造分配棒的方法的流程圖。

圖31為可用于本發(fā)明的實(shí)施例的模擬工具的屏幕截圖，示出了特定非牛頓剪切稀化模型和其特定參數(shù)可如何考慮到模擬中。

圖示僅為示意性的且非限制性的。在圖示中，一些元件的尺寸可出于示范目的擴(kuò)大且不按比例繪制。

權(quán)利要求的任何參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)當(dāng)看作是限制范圍。

在不同圖示中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相似的元件。

具體實(shí)施方式

將參照特定實(shí)施例且參照某些圖示來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而是僅由權(quán)利要求限制。所述的圖示僅為示意性的，且不是限制性的。在圖示中，一些元件的尺寸可出于示范目的擴(kuò)大且不按比例繪制。大小和相對(duì)大小不對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施的實(shí)際減小。

描述和權(quán)利要求中的用語第一、第二等用于在相似元件之間進(jìn)行區(qū)別且不一定用于暫時(shí)地、空間地、排序地或以任何其它方式描述順序。將理解的是，這樣使用的用語在適合情形下可互換，且本文所述的實(shí)施例能夠以除本文所述或所示之外的順序操作。

此外，描述和權(quán)利要求中的用語頂部、下方等用于描述性目的，且不一定用于描述相對(duì)位置。將理解的是，這樣使用的用語在適合情形下可互換，且本文所述的實(shí)施例能夠以除本文所述或所示之外的定向操作。

將注意的是，權(quán)利要求中使用的用語"包括"不應(yīng)當(dāng)理解為限于隨后列出的手段；其并未排除其它元件或步驟。因此，其將理解為指定如提到的所述特征、整數(shù)、步驟或構(gòu)件的存在，但并未排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟或構(gòu)件，或它們的集合的存在。因此，短語"包括手段a和b的裝置"的范圍不應(yīng)當(dāng)限于僅由構(gòu)件a和b構(gòu)成的裝置。其意味著相對(duì)于本發(fā)明，裝置的唯一相關(guān)構(gòu)件是a和b。

本說明書各處提到的"一個(gè)實(shí)施例"或"實(shí)施例"意思是連同實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，本說明書各處的各種位置出現(xiàn)的短語"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在實(shí)施例中"不一定所有都是指相同實(shí)施例，但也可以。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)可按任何適合的方式組合，這將是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中清楚的。

類似地，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各種特征有時(shí)可在單個(gè)實(shí)施例、附圖或其描述中組合，以用于使本公開內(nèi)容流線型化且有助于理解各種創(chuàng)造性方面中的一個(gè)或多個(gè)的目的。然而，本公開內(nèi)容的該方法不理解為反映提出的發(fā)明需要比各個(gè)權(quán)利要求中明確提到的更多的特征的意圖。相反，如以下權(quán)利要求反映那樣，創(chuàng)造性方面在于少于單個(gè)前文公開的實(shí)施例的所有特征。因此，詳細(xì)描述之后的權(quán)利要求在此明確地并入本詳細(xì)描述中，其中各個(gè)權(quán)利要求以其自身代表本發(fā)明的單獨(dú)的實(shí)施例。

此外，盡管本文所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中的一些但不是其它的特征，但不同實(shí)施例的特征組合意在在本發(fā)明的范圍內(nèi)，且形成不同實(shí)施例，這將由本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解到。例如，在以下權(quán)利要求中，任何提到的實(shí)施例可以以任何組合來使用。

在本文提供的描述中，提出了許多特定細(xì)節(jié)。然而，將理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它情形中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以免使對(duì)本描述的理解模糊。

1l/s(升/秒)的流速相當(dāng)于1×10^-3m³/s。

在本發(fā)明中，用語"層壓機(jī)寬度"或"面板寬度"可互換使用。

在本發(fā)明中，用語"層壓機(jī)棒"或"分配棒"可互換使用。

分配棒"lbar"的長(zhǎng)度通常僅略小于其旨在用于其的層壓機(jī)寬度"wlaminator"。更具體而言，如果分配棒的兩個(gè)相鄰出口的平行軸線之間的距離為"d"，且分配棒的出口的數(shù)目為"nholes"，則根據(jù)本發(fā)明的分配棒的長(zhǎng)度"lbar"在本文中限定為lbar=(nhole-1)×d，是其外出口之間的距離，同時(shí)對(duì)應(yīng)的層壓機(jī)的寬度"wlaminator"是wlaminator=(nholes)×d。這確保了出口在層壓機(jī)寬度上等距分布。

在本發(fā)明中，詞語"子棒"和"裝置"用作同義詞。

在本發(fā)明中，用語"乳白時(shí)間"是粘性可發(fā)泡液體混合物的反應(yīng)組分(例如，聚氨酯的情況下的多元醇組分和異氰酸鹽組分)的混合和化學(xué)反應(yīng)的開始之間的時(shí)間。

流過表面面積的流體的非恒定速度輪廓的"平均流出速度"意思是提供相同流速的恒定速度值。

在制作泡沫絕熱面板時(shí)，反應(yīng)組分(例如，多元醇和異氰酸鹽，且可選一種或多種添加劑)在所謂的混合頭(未示出)中一起混合，且然后粘性可發(fā)泡液體混合物必須分布在面板或?qū)訅簷C(jī)的寬度上?；旌项^是本領(lǐng)域中已知的，且這里不必進(jìn)一步闡釋。

過去，使用針對(duì)相對(duì)較低線速度應(yīng)用(例如，小于10m/min)的振蕩傾倒棒，以及針對(duì)相對(duì)較高的線速度(例如，大約30m/min)的分別連接到對(duì)應(yīng)的傾倒棒(通常兩個(gè)或三個(gè))上的多個(gè)混合頭來完成面板的寬度上的這種分布。

當(dāng)層壓機(jī)線速度增大時(shí)，通常還增大粘性可發(fā)泡混合物的反應(yīng)性，意味著其比慢線速度應(yīng)用的情況具有較少時(shí)間來起泡(否則系統(tǒng)的長(zhǎng)度與線速度成比例增大)，但這也意味著混合物將更早開始起泡。

巨大技術(shù)挑戰(zhàn)在于將泡沫反應(yīng)混合物從一個(gè)或多個(gè)混合頭輸送且將其均勻地分布在面板或?qū)訅簷C(jī)的寬度上。此外，挑戰(zhàn)在于還確保分配棒不會(huì)很快結(jié)垢(即，至少在預(yù)定時(shí)間內(nèi)可用，例如，至少兩小時(shí))，以及作為獨(dú)立的痕跡沉積在層壓機(jī)上的反應(yīng)混合物的痕跡/流快速組合來形成面板的寬度上的單層。"快速"意味著相鄰的痕跡在它們?yōu)橐后w的同時(shí)必須合并，或換言之，在反應(yīng)產(chǎn)物不再可流動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)之前。

圖4至圖7示出了非理想的現(xiàn)有技術(shù)的分配棒40的實(shí)例，沉積在層壓機(jī)51上的粘性可發(fā)泡材料的所得沉積痕跡(或流)t1,t2,...,t12，以及所得的膨脹泡沫材料71。這些圖示出了可在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些典型問題(如果它們并未針對(duì)給定生產(chǎn)線最佳地設(shè)計(jì))。

圖4示出了懸置于移動(dòng)的層壓機(jī)51(見圖5至圖7)上方的分配棒40。實(shí)例的分配棒40具有十二個(gè)流出管p1,p2,...,p12，示出了其中八個(gè)。粘性可發(fā)泡流體混合物(例如，聚氨酯(pu)混合物)在適合的流速下提供至分配棒40的中部中的入口(未示出)。本領(lǐng)域中已知的是該流速可如何根據(jù)待形成的發(fā)泡面板的大小、層壓機(jī)速度、期望的密度、滿溢因素等而計(jì)算，且因此不必在此更詳細(xì)描述，而是認(rèn)作是以m³/s表示的給定值qtotal。

在分配棒40的入口處插入的粘性可發(fā)泡流體混合物然后流過分配棒40的內(nèi)部通道(類似圖22的一個(gè))，且經(jīng)由一個(gè)流出管p1-p12離開來沉積在層壓機(jī)51上。理想的是，各個(gè)流出管p1,p2,...p12均提供總流速(qtotal)的相同分?jǐn)?shù)(q[i],i=1到12)，且將相同液體痕跡(相同寬度，相同高度)沉積在層壓機(jī)51上。然而，實(shí)際上，這并非總是此情況，且例如外流出管p1和p12的流速通常小于其它流出管p2到p11的。凈結(jié)果在于，鋪設(shè)在層壓機(jī)51上的粘性可發(fā)泡混合物材料的外痕跡t1,t12比其它痕跡更窄。這尤其在相對(duì)較快的層壓機(jī)速度下可見，因?yàn)閷?duì)于較高的層壓機(jī)速度，粘性液體混合物的反應(yīng)性進(jìn)一步提高。

圖5示出了在鋪設(shè)在層壓機(jī)51上之后不久，在垂直于層壓機(jī)51和平行于分配棒40的平面中沉積在層壓機(jī)51上的痕跡t1到t12的截面，即，如離分配棒的相對(duì)較小距離處所見(例如，10cm)。如果粘性可發(fā)泡混合物仍可充分流動(dòng)，則混合物將隨后側(cè)向(如箭頭指出那樣)擴(kuò)散(至少一定程度上)，且將(至少部分地)填充痕跡t1和t12外側(cè)上的間隙，以及痕跡之間的間隙。然而，如果粘性可發(fā)泡混合物不可充分流動(dòng)，或如果流出管之間的距離太遠(yuǎn)(對(duì)于給定生產(chǎn)線)，則合并不會(huì)發(fā)生，且如圖6中所示的截面視圖可出現(xiàn)，其中間隙和/或縫隙保持在外痕跡t1,t12的外側(cè)和痕跡t1到t12之間。對(duì)于相對(duì)較高速度的層壓機(jī)線(例如，高于30m/min，或高于50m/min)，這尤其是此情況，因?yàn)檫@些線通常結(jié)合較高反應(yīng)性的混合物使用，其沉積的痕跡將在側(cè)向方向上膨脹較少。

圖7示出了圖6的獨(dú)立痕跡的膨脹之后的所得的膨脹發(fā)泡層71。盡管下層壓機(jī)51與上帶系統(tǒng)72之間的整個(gè)空間一般將完全填充(假定正確的流速由混合頭施加)，但將產(chǎn)生非理想的膨脹泡沫，例如，具有非一致的密度，尤其是在外側(cè)處，且具有結(jié)合線或結(jié)合平面，其中圖6的獨(dú)立膨脹痕跡將在膨脹之后機(jī)械地接觸，但將不會(huì)形成單層，因?yàn)閳D6的獨(dú)立痕跡的混合物在為流體的同時(shí)并未合并。結(jié)合線可在所得層70切割時(shí)變?yōu)榭梢姷?，且它們?dǎo)致減小的屈服強(qiáng)度，然而這對(duì)于一些應(yīng)用是可接受的，如，沒有承載能力的絕熱面板。盡管這里僅針對(duì)外痕跡t1和t12示出了問題，但實(shí)際上，外痕跡t2到t11中也出現(xiàn)了問題，但這通常不太顯著。

注意，試圖解決如圖6中所示的外痕跡t1,t12的問題的技術(shù)人員直觀上可嘗試增大外流出管p1,p12的開口的直徑，但經(jīng)驗(yàn)顯示，這不會(huì)導(dǎo)致良好的解決方案，因?yàn)樵龃笏鲋睆接绊懻麄€(gè)流動(dòng)分布，而非僅增大穿過外流出管的流速。這是為何僅"試錯(cuò)"不可導(dǎo)致給定生產(chǎn)線的最佳解決方案的實(shí)例。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分配棒80，且圖9至圖11示出了該分配棒在使用期間能夠?qū)崿F(xiàn)什么。通過使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)計(jì)和制造方法，如進(jìn)一步所述，可保證的是，圖8中(下方)以頂視圖且圖9中以截面示出的痕跡t1-t12可按一種方式設(shè)置在層壓機(jī)91上，使得這些痕跡t1到t12將隨后在液體混合物失去其可流動(dòng)性(或流體性)之前合并到在整個(gè)層壓機(jī)寬度wpanel上延伸的單個(gè)大致一致的液體層101(圖10)中。如可見，解決了關(guān)于圖4至圖7所述的所有主要偽跡，特別是痕跡之間且在外痕跡t1和t12的外側(cè)上的間隙消失，結(jié)合線不再存在，且膨脹泡沫層111的密度大致一致。

盡管現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)表達(dá)了獲得"一致液體層"的期望或目標(biāo)，但其并未詳細(xì)公開可如何實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，且看起來所有潛在的問題或關(guān)系并未完全理解或認(rèn)識(shí)到。具體而言，例如，現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)似乎并未提到關(guān)于有限的側(cè)向膨脹的問題，和/或一方面粘性可發(fā)泡液體混合物的增大的層壓機(jī)速度和反應(yīng)性和另一方面的開口的最少數(shù)目之間的關(guān)聯(lián)。這使得找到考慮所有這些效果的解決方案看起來像是壓倒性的問題，這實(shí)際上是增大的層壓機(jī)速度(例如，高于30m/min，或高于35m/min，尤其是高于40m/min和更高，如高于50m/min)的情況。"更大反應(yīng)性"的混合物意思是這些混合物具有縮短的乳白時(shí)間。需要系統(tǒng)途徑來處理此問題。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)計(jì)和制造方法：

盡管具有多個(gè)流出管(流出管具有恒定的內(nèi)直徑但不同的長(zhǎng)度)的分配棒是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，但現(xiàn)有技術(shù)中未知的是需要對(duì)于給定生產(chǎn)線如何準(zhǔn)確選擇流出管的這些長(zhǎng)度，例如，對(duì)于給定的面板寬度、流速、層壓機(jī)速度和特定粘性可發(fā)泡液體混合物(例如，特定聚氨酯pur混合物或聚異氰脲酯pir混合物)，例如，關(guān)于其化學(xué)反應(yīng)性和其粘性特性?？紤]到分配棒，尤其是旨在結(jié)合高層壓機(jī)速度使用的那些，具有至少十二個(gè)流出管，例如，至少十六個(gè)，例如，至少二十個(gè)，例如，至少二十四個(gè)或甚至更多，這意味著需要確定至少十二個(gè)長(zhǎng)度值。發(fā)明人面臨的潛在問題因此可形成為(至少)12維優(yōu)化問題。

發(fā)明人根據(jù)本發(fā)明采取的用于計(jì)算分配棒的大小的途徑可粗略地描述為以下：

a)選擇分配棒的幾何結(jié)構(gòu)，且限定完全特征化分配棒的尺寸和形狀的一組參數(shù)。例如，在第一實(shí)施例(進(jìn)一步參看)，提出了可能的一組參數(shù)："ddev,α,w,ndev,nholes,dhole,l[nholes]"，其中l(wèi)[nholes]是12個(gè)流出管的長(zhǎng)度的12值陣列，因此需要確定6+12=18個(gè)值。

2)基于實(shí)驗(yàn)和/或經(jīng)驗(yàn)，選擇或計(jì)算或估計(jì)這些參數(shù)(但不是長(zhǎng)度的陣列)中的一些。一個(gè)實(shí)例是選擇比率"α.ddev"的值為外端處的錐形內(nèi)空間的內(nèi)直徑，且選擇值"ddev"為分配棒的中心處的內(nèi)直徑，例如，選擇α=0.75。另一個(gè)實(shí)例為估計(jì)流出管"nholes"的適合數(shù)目來保證完全鋪設(shè)在層壓機(jī)上。

除純幾何參數(shù)之外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)添加另一參數(shù)是有用的，即，層壓機(jī)棒內(nèi)的粘性混合物的平均停留時(shí)間，因?yàn)槠淇捎兄谶x擇例如內(nèi)空間5的內(nèi)直徑的適合的值，或假如內(nèi)空間不具有圓形截面，則例如正方形或六邊形或八邊形或多邊形截面的相對(duì)邊緣之間的距離。

3)找出僅兩個(gè)參數(shù)(例如，參數(shù)'k'和'a')中的分析表達(dá)來計(jì)算對(duì)于各個(gè)流出管(在以上實(shí)例中，長(zhǎng)度l[i],i=1到流出管的nholes)不同的參數(shù)。這樣，十二維問題(或十六或二十維問題)可縮減至可管理的二維問題。

4)計(jì)算或估計(jì)這兩個(gè)參數(shù)(k0,a0)的初始組，且流出管的(例如，十二個(gè))長(zhǎng)度值l[i](i=1到12)的陣列然后使用步驟3)的分析表達(dá)式來計(jì)算。與上文計(jì)算或估計(jì)的值一起，這完全地指定了層壓機(jī)棒的幾何結(jié)構(gòu)(例如，形狀和大小)的第一提議。

5)計(jì)算流體動(dòng)態(tài)模擬執(zhí)行為模擬第一提出的層壓機(jī)棒中的混合物的特性。結(jié)果證明關(guān)鍵的是，使用用于粘性可發(fā)泡流體混合物的非牛頓剪切稀化特性。該模擬然后用于確定離開各個(gè)流出管的液體混合物的輸出速度v[nholes](或更準(zhǔn)確地說，模擬的速度輪廓的平均輸出速度，因?yàn)樗俣炔皇呛愣ǖ??？蛇x地或此外，模擬還用于確定分配棒中的粘性可發(fā)泡流體混合物的平均停留時(shí)間"tdev"。

6)然后驗(yàn)證以上選擇的幾何結(jié)構(gòu)的模擬平均輸出速度"vhole"是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)本發(fā)明是流體的平均流出速度應(yīng)當(dāng)大致恒定在預(yù)定裕度(例如，+/-5%內(nèi))內(nèi)，且必須位于預(yù)定范圍(例如，2.5到3.5m/s的范圍中)內(nèi)?？蛇x地或此外，還可能需要的是，平均停留時(shí)間"tres"小于預(yù)定值(例如，150ms或80ms或另一適合的值)，且如果不滿足這些條件中的任何或兩者，則步驟(2)到(6)可重復(fù)。

一旦確定除管的長(zhǎng)度(在該實(shí)例中)之外的參數(shù)，則步驟(4)到(6)可重復(fù)，但改為將初始值(k0,a0)用作原來計(jì)算或估計(jì)的，現(xiàn)在這些參數(shù)在例如+/-15%的范圍內(nèi)變化，例如，以5%的梯級(jí)，導(dǎo)致了7×7-1=48的附加模擬，或以3%的梯級(jí)，導(dǎo)致11×11-1=120的附加模擬，且提供"最佳結(jié)果"的幾何結(jié)構(gòu)然后選擇為"最佳"解決方案，其中"最佳"例如可限定為產(chǎn)生平均輸出速度的最小差異的解決方案。指出了存在多種解決方案，且實(shí)際上滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)(平均速度和/或停留時(shí)間)的所有幾何結(jié)構(gòu)都是"良好的解決方案"，且用于將它們中的一個(gè)選擇為"最佳"的其它標(biāo)準(zhǔn)是可能的。

圖12示出了使用計(jì)算流體動(dòng)態(tài)分析，使用從ansysinc獲得的"ansys-cfx"程序(版本15.0)的模擬結(jié)果。應(yīng)當(dāng)指出的是，過去，發(fā)明人使用相同的途徑，但替代了使用非牛頓剪切稀化特性，假定了(或當(dāng)然)聚氨酯液體混合物表現(xiàn)為牛頓粘性液體(至少在混合之后不久，同時(shí)穿過分配棒)，該特性的特征在于簡(jiǎn)單粘性值。基于這些模擬構(gòu)建物理原型的主要問題在于實(shí)際壽命測(cè)量并非與計(jì)算機(jī)模擬很好地對(duì)應(yīng)。具體而言，觀察到了基于假定用于粘性可發(fā)泡液體混合物的牛頓模型的模擬的分配棒的設(shè)計(jì)導(dǎo)致了分配棒的端部處的較窄痕跡，因此較少材料。因此，僅計(jì)算流體動(dòng)態(tài)分析的使用不會(huì)導(dǎo)致令人滿意的結(jié)果。

在許多原型之后，發(fā)明人轉(zhuǎn)向進(jìn)一步研究粘性可發(fā)泡液體混合物的特性的想法。盡管這對(duì)于非可發(fā)泡流體可為相對(duì)容易的任務(wù)，但其對(duì)于聚氨酯混合物當(dāng)然不是容易的任務(wù)，因?yàn)?i)混合構(gòu)件和混合設(shè)備并不存在于實(shí)驗(yàn)室中，而是在工廠中；(ii)因?yàn)榫郯滨ペ呌谡车綔y(cè)量設(shè)備上；(iii)測(cè)量需要相當(dāng)快地執(zhí)行，因?yàn)榫郯滨ナ歉叨确磻?yīng)性的混合物，其在大約10秒內(nèi)開始發(fā)泡且具有大約100倍的體積膨脹；(iv)添加抑制劑將影響測(cè)量，所以不可添加；(v)在各次測(cè)量之后，設(shè)備需要徹底清潔來除去任何剩余的混合物或發(fā)泡的聚氨酯。在描述的結(jié)尾，給出了關(guān)于使用的粘性測(cè)量的更多細(xì)節(jié)，但當(dāng)然，本發(fā)明不限于此，且還可使用用于確定參數(shù)的其它方式。

圖13示出了測(cè)量的結(jié)果。示圖示出了聚氨酯粘性液體混合物并未表現(xiàn)為類似于牛頓流體，而是略微"剪切稀化"。此結(jié)果是很令人驚訝的，因?yàn)楸M管清楚一旦發(fā)泡反應(yīng)開始，則pu混合物的特性將隨時(shí)間極大變化，但總是理所當(dāng)然的是液體混合物至少在混合組分之后不久的時(shí)段中(例如，1.0秒內(nèi))表現(xiàn)為類似于牛頓流體。鑒于此新的認(rèn)知，計(jì)算機(jī)模擬重復(fù)，但這次考慮了"剪切稀化"特性。具體而言，使用了ostwalddewaele模型，其中值為'm'=1.10且'n'=0.79(如圖13的測(cè)試中獲得)。構(gòu)建和評(píng)估了新的原型，且這次，結(jié)果顯示與模擬的很好對(duì)應(yīng)，且不再觀察到痕跡寬度中的較大差異。

注意，關(guān)于圖13的測(cè)量中，流體借助于圖14的所謂"冪次定律"公式特征化，且發(fā)現(xiàn)使用的特定聚氨酯混合物的'm'和'n'的參數(shù)分別為大約1.10和大約0.79，但當(dāng)然，本發(fā)明不限于僅使用具有這些值的液體混合物的實(shí)施例。此外，"冪次定律"不是特征化的非牛頓粘性可發(fā)泡液體混合物的唯一可能方式，且還可使用其它定律，例如，如，"cross","carreauyasuda"和"herschelbulkley"，其公式也在圖14中示出。實(shí)際上，構(gòu)想出了將粘性可發(fā)泡流體混合物特征化為非牛頓剪切稀化流體的任何定律或公式都可使用，且可提供良好的結(jié)果，例如，如，"bingham","bird-carreau"和"casson"的公式。

空氣的添加：

空氣通常加入混合物中以有助于在泡沫在層壓機(jī)上時(shí)使泡沫成核?？諝獾奶砑痈淖兞顺跏颊承?。冪次定律可如"m.d.bessette和d.w.sundstrom的rheologyofmodelpolyurethanes,polymerprocessengineering,3(1&2),25-35(1985)"中所述的那樣改變，以解決空氣的添加：

其中為添加的空氣的體積分?jǐn)?shù)。m0和n0是未添加空氣的情況下的冪次定律參數(shù)，且從粘性測(cè)量中獲得，以此方式改變粘性模型有助于改善最后的孔處的流動(dòng)分布。

實(shí)驗(yàn)：

盡管上文對(duì)于技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)足以想到由本發(fā)明提出的解決方案，但將更詳細(xì)闡釋一些方面。

首先，參看圖15至20，現(xiàn)在將闡釋流出管"nholes"的數(shù)目的適合值可如何針對(duì)意圖對(duì)此使用層壓機(jī)棒的給定生產(chǎn)線(面板寬度、流速、層壓機(jī)速度、特定可發(fā)泡混合物)選擇。

圖15,圖16和圖17示出了具有特定直徑的開口"dhole"的單個(gè)流出管的實(shí)例，提供了分別在大約22m/min、32m/min和42m/min的速度v下移動(dòng)的層壓機(jī)上的粘性可發(fā)泡液體混合物的痕跡(或流)。在這些實(shí)例中，液體的流速保持恒定(導(dǎo)致了具有減小厚度的泡沫面板)。如可見，沉積的粘性可發(fā)泡混合物痕跡的寬度w1,w2,w3隨層壓機(jī)速度增大而減小。這些實(shí)例的24個(gè)孔的設(shè)計(jì)的總輸出流速(qtotal)是0.45m³/min。給定3.0m/s的平均流出速度(離開分配棒的粘性可發(fā)泡液體)，則開口的直徑為3.7mm。在相同總輸出(即，流速)下增大層壓機(jī)的速度等同于制作具有減小厚度的板。因此，在較高速度下制作較薄的板將導(dǎo)致較窄的痕跡。因此，為了較高速度下獲得一致的混合物(合并痕跡)，需要孔之間的較少距離，且因此更多孔。這些模擬假定了相當(dāng)?shù)姆磻?yīng)性，但大體上，反應(yīng)性將隨線速度增大(使問題更關(guān)鍵)，因?yàn)榛旌项^與傳送機(jī)之間的時(shí)間縮短。

這意味著，實(shí)際上，混合物的側(cè)向擴(kuò)散由于兩個(gè)因素而隨線速度增大而減?。壕€速度和反應(yīng)性。該關(guān)系看起來并未在現(xiàn)有技術(shù)的公開內(nèi)容中考慮。然而，這是很重要的，因?yàn)槌练e的痕跡(如圖9中所示)需要能在它們?nèi)允且后w且可動(dòng)(或可流動(dòng))時(shí)合并，以便獲得圖10的單個(gè)一致的混合物層。

圖18示出了具有特定流速和特定流出開口直徑的實(shí)驗(yàn)的實(shí)例。如可見，對(duì)于大約22m/min的層壓機(jī)速度v，痕跡寬度為大約6cm，例如，對(duì)于速度v=32m/min，寬度w=4cm，對(duì)于速度v=43m/min，寬度w=3cm，且對(duì)于速度v=64m/min，寬度w=2cm。這意味著，在該特定實(shí)例中，如果流出管位于大約5.8cm的距離處，則層壓機(jī)上的混合物痕跡將針對(duì)小于大約23m/min(高于"臨界線"的曲線部分)的層壓機(jī)速度合并，導(dǎo)致圖10的合并液體層且隨后導(dǎo)致圖11的一致的發(fā)泡層。相比之下，對(duì)于高于23m/min的層壓機(jī)速度(臨界線下方的曲線部分)，層壓機(jī)上的沉積的混合物痕跡將不會(huì)合并，且實(shí)際上如圖6中所示離開痕跡之間的間隙，且最終將導(dǎo)致如圖7的膨脹泡沫，這是非期望的。

因此，如果給定面板寬度和流速，則流出管之間的最大距離'dmax'可使用曲線(如圖18中的)確定。優(yōu)選的是選擇偶數(shù)數(shù)目的流出管，其均勻地分布在分配棒上，即，離彼此恒定距離處。因此，在圖18的實(shí)例中，流出管的數(shù)目應(yīng)當(dāng)選擇成導(dǎo)致流出管之間的距離小于5.8cm。

圖19示出了與圖18中的一個(gè)類似的線圖。示出了三個(gè)分配棒的情形，第一分配棒(菱形)具有24個(gè)流出管，第二分配棒(正方形)具有48個(gè)流出管，第三分配棒(三角形)具有72個(gè)流出管。如可見，在使用第一分配棒(具有24個(gè)流出孔)時(shí)的最大層壓機(jī)速度為大約8m/min；在使用第二分配棒(具有48個(gè)流出孔)時(shí)的最大層壓機(jī)速度為大約32m/min；使用第三分配棒(具有72個(gè)流出孔)時(shí)的最大層壓機(jī)速度為大約72m/min，以便獲得完全鋪設(shè)。

圖20圖解地呈現(xiàn)出作為層壓機(jī)線速度的函數(shù)的流出孔(從圖19獲得)的這些最小數(shù)目。重要的是實(shí)現(xiàn)該示圖不但考慮層壓機(jī)線速度，而且還有混合物的(典型)反應(yīng)性和分配棒的開口的(典型)流出直徑。不管其簡(jiǎn)單性，該示圖較大地減小了多維問題的復(fù)雜性，因?yàn)槠湓试S"層壓機(jī)線速度"和"粘性可發(fā)泡混合物的反應(yīng)性"的方面"并入"參數(shù)nholes。不應(yīng)當(dāng)?shù)凸涝撏緩降暮锰帯?/p>

實(shí)際上，結(jié)果還證明nholes的值是將生產(chǎn)線的領(lǐng)域的問題(具有要求，如，總流速、層壓機(jī)寬度、層壓機(jī)速度、混合物的反應(yīng)性和粘性)轉(zhuǎn)變成分配棒領(lǐng)域的問題(具有給定數(shù)目的出口，且具有要求，如，總流速、棒的長(zhǎng)度，以及混合物的粘性)。

換言之，參數(shù)"nholes"(為生產(chǎn)線的問題空間中的變量，但為分配棒的問題空間中的給定值)允許了構(gòu)想出分配棒的設(shè)計(jì)，而不提到線速度和/或混合物的反應(yīng)性。

注意，對(duì)于給定長(zhǎng)度的分配棒，孔"nholes"的數(shù)目涉及相鄰出口之間的距離，因此，上文針對(duì)參數(shù)"nholes"指出的任何事對(duì)于參數(shù)"d"也是成立的，其因此也可認(rèn)作是將問題從"生產(chǎn)線"轉(zhuǎn)移至"分配棒"的"關(guān)鍵"。

一旦該示圖是已知的，則其可用于估計(jì)任何給定層壓機(jī)線速度和任何對(duì)應(yīng)的反應(yīng)性所需的流出管的最小數(shù)目。例如，如果目標(biāo)速度選擇為20m/min，則應(yīng)當(dāng)選擇至少大約36個(gè)流出孔，以便獲得圖10的一致合并層和圖11的膨脹泡沫。選擇比該最小數(shù)目多得多(例如，多4個(gè)以上)的流出開口的數(shù)目通常是無益的，因?yàn)槠渫ǔ?dǎo)致具有分配棒中的混合物的略高平均停留時(shí)間的解決方案，因此將略微提高結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，或換言之，將導(dǎo)致略微增加的停機(jī)時(shí)間。

注意，盡管圖19是指用于分配總流速qtotal(隱含)的72個(gè)孔的分配棒，但這實(shí)際上可通過例如三個(gè)獨(dú)立但協(xié)作的分配棒(本文中還稱為"子棒"或"裝置")來實(shí)現(xiàn)，各個(gè)覆蓋面板寬度的三分之一，且分別具有qtotal的三分之一的流速。作為優(yōu)選，也在此情況下，三個(gè)混合頭用于保持距離且因此混合頭與各個(gè)層壓機(jī)棒之間的時(shí)間最小。然而，在本發(fā)明中，在單個(gè)層壓機(jī)上協(xié)作的此獨(dú)立分配棒中的兩個(gè)或多個(gè)的組合認(rèn)作是單個(gè)分配棒。

四個(gè)實(shí)施例

提出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的四個(gè)不同類型的分配棒，但本發(fā)明不限于此，且還可構(gòu)想出其它實(shí)施例。這四個(gè)類型將連同用于計(jì)算或估計(jì)初始一組參數(shù)的方針和/或分析公式來進(jìn)一步更詳細(xì)描述。并且，對(duì)于各個(gè)原型，將給出參數(shù)化的分析表達(dá)來計(jì)算流出管的可變的參數(shù)(即，頭三個(gè)實(shí)施例中的"長(zhǎng)度"和第四實(shí)施例中的"面積")。所有類型都可使用相同方法(除一些細(xì)微差別外)設(shè)計(jì)和制造，且具有共同的特征，使得它們提供物理分配棒，在操作中，當(dāng)粘性可發(fā)泡液體混合物在預(yù)定流速下進(jìn)入其入口時(shí)，分配棒將提供多個(gè)分流，其分別具有預(yù)定容限裕度(例如，+/-5%)內(nèi)和預(yù)定范圍(例如，2.5到3.5m/s)內(nèi)的大致恒定流出速度，且可選或此外，還具有小于預(yù)定值的分配棒內(nèi)的混合物的平均停留時(shí)間(例如，小于150ms，或小于80ms，或任何其它適合的值)。

因此，本發(fā)明的不同實(shí)施例解決了共同問題，且提供了導(dǎo)致上文提到的優(yōu)點(diǎn)的解決方案，具體而言：

*分配棒的問題空間中指出：提供具有+/-5%(或更少)內(nèi)的大致恒定的輸出速度的n個(gè)分流，且可選或此外，還減少結(jié)垢。

*在生產(chǎn)線的問題空間中指出：提供完全鋪設(shè)(沒有間隙)、一致的膨脹泡沫材料(沒有結(jié)合線)，且可選或此外還減少分配棒的結(jié)垢。

第一實(shí)施例

圖21至圖26示出了專用于特定生產(chǎn)線的根據(jù)本發(fā)明的分配棒的第一實(shí)施例的若干實(shí)例。

第一實(shí)施例的分配棒210,230,240,250,260的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有內(nèi)空間5(或"主通道")，其具有大致直的中心線6(沿其縱向方向)。分配棒的內(nèi)空間5朝其外端成錐形(不包括具有恒定內(nèi)直徑dhole的流出管)，其中內(nèi)直徑從入口附近的第一值ddev減小(例如，線性地)至外端處的第二值α.ddev(圖22中的左側(cè)和右側(cè))，其中α是從0.50到0.95的范圍中選擇的常數(shù)值，優(yōu)選在從0.60到0.95的范圍中，更優(yōu)選在0.75到0.80的范圍中。將ddev減小至αddev的主要原因在于減少停留時(shí)間，且保持最小速度來緩解結(jié)垢。這必須相對(duì)于使其更難均勻分配流動(dòng)來平衡。上文提到的范圍中的α的值提供了良好的平衡。

分配棒還具有中心入口2來用于從混合設(shè)備(未示出)接收粘性可發(fā)泡流體混合物，且其具有以距離'd'等距間隔開的偶數(shù)數(shù)目nholes的流出管。流出管具有恒定的內(nèi)直徑dhole，其對(duì)于所有流出管都相同，且流出管與垂直于主通道的中心軸線的其中心軸線平行布置。

如果內(nèi)部容積5(見圖22)將具有恒定直徑，則朝外端行進(jìn)的流體的平均速度將從棒的中心朝外端減小，且因此平均停留時(shí)間也將增大，且分配棒的結(jié)垢也將增加。通過選擇具有錐形內(nèi)空間5的棒，該減速略微減小，且內(nèi)部容積減小，平均停留時(shí)間縮短，且結(jié)垢減少。

作為優(yōu)選，內(nèi)直徑從中心處的值ddev線性地減小至外端處的值α.ddev，因?yàn)槠淙菀啄M和生產(chǎn)，但這對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果絕不是必需的，且還可使用其它平滑過渡函數(shù)，例如，內(nèi)空間5的截面面積可從中心處的π.ddev²/4線性地變?yōu)橥舛颂幍摩?π.ddev²/4。

根據(jù)第一實(shí)施例的分配棒然后可由以下一組參數(shù)(見圖21和圖22)代表：

nholes表示分配棒中的孔(流出管)的總數(shù)，(如上文所述，"nholes"取決于問題空間認(rèn)作是"變量"或"給定值")，

ndev表示一起形成"該"分配棒的裝置(或"協(xié)作的子棒")的數(shù)目，

ddev表示裝置的入口處的主室5(即，錐形的內(nèi)部容積5，不包括流出管)的內(nèi)直徑，

α.ddev表示在其外端處的裝置的主室(即，錐形的內(nèi)部容積，不包括流出管)的內(nèi)直徑，

dhole表示流出孔(流出管)的內(nèi)直徑，

α表示在其外端處的主室的內(nèi)直徑與中心位置處的內(nèi)直徑之比，

w表示一個(gè)裝置的流出管的數(shù)目一半的中心之間的距離，

l[1],l[2],...,l[nholes]表示流出管的長(zhǎng)度。

這些參數(shù)將針對(duì)特定生產(chǎn)線/分配棒確定(例如，優(yōu)化)。

生產(chǎn)線自身可特征為以下一組參數(shù)：

qtotal表示穿過分配棒的總流速(或穿過所有"裝置"，如果存在多個(gè)"協(xié)作子棒")，

wpanel表示將制造的面板的總寬度，

特定粘性可發(fā)泡液體混合物，例如，pur或pir(具有特定反應(yīng)性和特定粘性特性)，

vline表示生產(chǎn)線中的層壓機(jī)的線速度。

注意，混合頭的數(shù)目不認(rèn)作是是給定的，而是假定為等于分配棒的"裝置"的數(shù)目，該數(shù)目確定為方法的一部分。

詳述的可能途徑：

確定分配棒的參數(shù)的可能途徑為以下：

a)假定生產(chǎn)線參數(shù)是給定的，具體而言，例如，面板寬度wpanel，流速qtotal、線速度vline，以及特定粘性可發(fā)泡液體混合物。

b)例如，基于如由圖20給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，估計(jì)流出管的適合的偶數(shù)數(shù)目的nholes(考慮對(duì)于該特定線速度的混合物的反應(yīng)性)，且選擇適合數(shù)目的裝置ndev。如果流出開口的數(shù)目例如大于24，則分配棒可劃分在多個(gè)裝置中。如果需要，則流出管的估計(jì)數(shù)目可略微增加，以便各個(gè)裝置具有相同(且偶數(shù))數(shù)目的流出管。每個(gè)裝置的流出管的數(shù)目?jī)?yōu)選選擇成在12到24的范圍中。增加裝置的數(shù)目(假定各個(gè)均具有其自身的混合頭)會(huì)減少各個(gè)裝置中的粘性可發(fā)泡液體混合物的平均停留時(shí)間，且因此減小結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

如上文所述，一旦選擇好出口的數(shù)目，則仍待解決的問題在于：對(duì)于分配棒(例如，圖21中所示的分配棒)的給定幾何結(jié)構(gòu)(或數(shù)學(xué)模型)且對(duì)于給定進(jìn)入流速"qtotal"和對(duì)于給定長(zhǎng)度"lbar"和給定的粘性可發(fā)泡混合物，確定數(shù)學(xué)模型的變量的值(在此實(shí)例中：ddev,α,dhole,w,l[1]tol[12])，使得在該分配棒物理地實(shí)現(xiàn)且所述混合物在所述流速qtotal下噴射時(shí)，離開各個(gè)流出孔的局部流速將大致恒定在最多+/-5%的預(yù)定容限裕度內(nèi)。

c)選擇混合物的適合的非牛頓剪切稀化模型，例如，"冪次定律"(見圖14)，且確定(測(cè)量)該特定混合物的該模型的粘性參數(shù)。例如，對(duì)于關(guān)于圖13的實(shí)例所述的混合物，發(fā)現(xiàn)通過測(cè)量獲得的值為：'m'=1.10且'n'=0.79。

d)選擇比率'a'的適合值，例如，0.75或0.80。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大約0.75或大約0.80的α的值提供良好的折衷。對(duì)于高于例如0.90的α的值，所有流出管的長(zhǎng)度都將減小，但分配棒(或裝置)內(nèi)的混合物的平均停留時(shí)間將增大，這提高了結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，這是非期望的。對(duì)于小于例如0.65的α的值，所有流出管的長(zhǎng)度將增大，以便層壓機(jī)與分配棒之間的距離將增大，這提高了濺出和包含氣泡的風(fēng)險(xiǎn)，這也是非期望的。

e)根據(jù)以下公式計(jì)算值w，其等同于表示流出管將在面板寬度上等距分布：

[1]。

f)選擇ddev的值，且根據(jù)以下公式計(jì)算停留時(shí)間tdev的對(duì)應(yīng)估值：

[2]

使得平均停留時(shí)間在相對(duì)較慢線速度或相對(duì)較慢流速下小于150ms(例如，10m/min到30m/min的范圍中的線速度或0.20l/s到0.60l/s的范圍中的總流速)，且對(duì)于相對(duì)較快的線速度或相對(duì)較高的流速(例如，30m/min到100m/min，或大于0.60l/s的總流速)是小于80ms。

發(fā)明人令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相對(duì)較高的線速度或相對(duì)較高的流速，將平均停留時(shí)間從小到大約200ms的值減小至小于100ms對(duì)裝置的結(jié)垢有巨大影響。這是令人驚訝的，因?yàn)椴⑽搭A(yù)料到混合之后一秒的第一分?jǐn)?shù)對(duì)結(jié)垢具有如此影響，但明顯其是這樣。當(dāng)然，混合頭與分配棒之間的時(shí)間和距離也應(yīng)當(dāng)盡可能小。ddev的值優(yōu)選地選擇成在6.0mm到15.0mm的范圍中，例如，在8.0mm到13.0mm的范圍中(見以下四個(gè)實(shí)例)。

g)選擇dhole的適合值，且使用公式計(jì)算平均流出速度的估值，使得離開流出管的流體的平均速度處于2.5到3.5m/s的范圍中，以防止流出口處的結(jié)垢(不會(huì)太小)和層壓機(jī)上的濺出(不會(huì)太高)：

[3]

dhole的值優(yōu)選選擇在1.0mm到5.0mm的范圍中，例如，在2.0mm到4.0mm中(見以下四個(gè)實(shí)例)。

h)使用以下公式計(jì)算代表最大流出管的長(zhǎng)度的值'k'：

[4]

其中α是內(nèi)直徑的上述比率，且n為粘性可發(fā)泡混合物的冪次定律指數(shù)。

i)使用以下公式計(jì)算兩個(gè)流出管之間的距離"d"：

d=w/(nholes-1)[5]。

j)將參數(shù)'k'的值初始化為在步驟(h)中間的'k'值，且將參數(shù)'a'的值設(shè)置為等于(n+1)，其中'n'為混合物的粘性的冪次定律指數(shù)，且使用以下公式計(jì)算流出管的一組長(zhǎng)度l[1],l[2],...,l[nholes]，其中，z的值設(shè)置為步驟(i)中計(jì)算的距離"d"的整數(shù)倍：

[6]

其中l(wèi)min為外管的長(zhǎng)度，且可選擇。作為優(yōu)選，lmin的值選擇成盡可能小(賬務(wù)上節(jié)省材料成本)，但發(fā)現(xiàn)如果lmin選擇成很小(例如，在一些實(shí)施例中小于2.0mm)，則出自分配棒的端部處的管p1,p12的流動(dòng)可為側(cè)向的，而對(duì)于lmin的略微較大的值(例如，大于2.0mm)，則出自外開口的流動(dòng)變直。因此，lmin通常選擇成在2.0mm到10.0mm的范圍中，例如，在3.0mm到5.0mm的范圍中，但其它值也有用。發(fā)現(xiàn)對(duì)于4.0mm的值通常足以使流動(dòng)變直。

k)在模擬軟件中，選擇如步驟c)中選擇的相同非牛頓剪切稀化模型，且應(yīng)用步驟c)中得出的參數(shù)，且使用特定幾何結(jié)構(gòu)(例如，形狀和大小)，基于上文選擇或計(jì)算的值來執(zhí)行計(jì)算流體動(dòng)態(tài)模擬，且確定(通過模擬)各個(gè)流出開口的(平均)輸出速度vholes[1],vholes[2],...,vholes[nholes]，且計(jì)算這些流出速度的差異，且可選或此外，還確定(模擬的)平均停留時(shí)間"tres"。

l)如果(模擬的)流出速度在2.5到3.5m/s的范圍外，且/或如果平均流出速度的差異高于預(yù)定容限范圍(例如，最小平均速度和最大平均速度相差10%)，且可選或此外，如果模擬的停留時(shí)間tres過高(例如，高于150ms或80ms的估計(jì)值)，則在步驟(a)到(i)中調(diào)整一個(gè)或多個(gè)確定的參數(shù)(例如，設(shè)置或估計(jì)或計(jì)算或選擇的)。

m)可選地，針對(duì)略微不同的值(k,a)重復(fù)步驟j)和k)，其中'k'選擇成在k+/-15%的范圍中，且'a'選擇為(n+1)+/-15%，且對(duì)于各次模擬，確定平均流出速度的差異和/或平均停留時(shí)間的值。

n)將一個(gè)解決方案選擇為"最佳解決方案"，例如，產(chǎn)生流出速度的最小差異的一組參數(shù)(包括流出管的長(zhǎng)度)。

o)構(gòu)建具有上文確定的幾何結(jié)構(gòu)(例如，形狀和大小)的物理分配棒。

變型：

上文提到的程序的若干變型是可能的。

例如，替代模擬如步驟(m)中提到的(k,a)的多個(gè)組合，一旦發(fā)現(xiàn)令人滿意的解決方案，則可停止。當(dāng)然，還可選擇大于或小于+/-15%的范圍。替代模擬所有可能的組合(例如，以5%或3%的梯級(jí))，人們還可使用例如預(yù)定一組25對(duì)(k,a)，其中'k'和'a'的值分別隨機(jī)選擇在(k-15%)到(k+15%)的范圍和(n+1)-15%到(n+1)+15%的范圍中，等。

當(dāng)然，以上步驟(a)到(o)中的一個(gè)或多個(gè)還可按不同順序執(zhí)行，可選包括構(gòu)建中間原型，測(cè)量原型，以及微調(diào)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，等。

構(gòu)建物理分配棒：

在步驟(a)到(n)中的上文指定和模擬的分配棒(作為數(shù)學(xué)模型)然后可在步驟(o)中物理地實(shí)現(xiàn)，例如，以任何已知方式的原型制造和/或制造，例如，但不限于任何以下技術(shù)：

1)使用諸如聚酰胺6(pa6)或丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(abs)的材料來注射模制。其通常以達(dá)到30wt%的玻璃纖維來增強(qiáng)；

2)使用材料如tuskxc2700來立體光刻添加制造(3d打印)；

3)使用諸如abs的材料來熔化沉積建模添加制造；

4)使用諸如鋁或鋼或鋁合金或鋼合金或不銹鋼的材料的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(cnc)銑削。

由于制造步驟本身是本領(lǐng)域中公知的，故認(rèn)為進(jìn)一步闡釋不是必需的。

下一步將描述根據(jù)第一實(shí)施例的分配棒的四個(gè)數(shù)字實(shí)例。

實(shí)例1：

給定生產(chǎn)線的以下參數(shù)：

qtotal=3.6×10^-4m³/s

wpanel=1.0m

n(fluid)=0.9

vline=15m/min。

使用上文所述的設(shè)計(jì)方法的步驟(a)到(h)，選擇或計(jì)算圖23中所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分配棒230的以下一組參數(shù)：

ndev=2

nholes=12×2=24

ddev=8.0×10^-3m

ddev=2.4×10^-3m

α=0.8

tdev=0.11s

vexit=3.3m/s

w=0.21m

k=3.7×10^-2m。

這些值然后可用于開始模擬和迭代，且用于計(jì)算流出管的長(zhǎng)度。

如上文所述，且可如提出的設(shè)計(jì)方法的步驟認(rèn)識(shí)到那樣，指出了不存在用于此生產(chǎn)線的唯一解決方案，且用于該相同生產(chǎn)線的其它解決方案也是可能的。例如，如果ddev選擇成略小，即，例如，等于7.0×10^-3m，則將獲得完全不同的解決方案，但仍將提供流出開口處的大致"恒定平均速度"或離開各個(gè)流出開口的大致恒定的局部流速的相同保證(在特定容限裕度內(nèi)，在所述反應(yīng)混合物將在預(yù)定流速下流入時(shí))。并且，當(dāng)用于所述生產(chǎn)線時(shí)，且如果"nholes"的值選擇成足夠大(例如，見圖20)，則其實(shí)際上將"保證完全鋪設(shè)"(痕跡之間沒有間隙)，等。

作為另一個(gè)實(shí)例，ndev可選擇成等于3，但將需要附加的混合頭，而沒有清楚的優(yōu)點(diǎn)，這在此情況中不是所需的。

作為又一個(gè)實(shí)例，流出孔nholes的數(shù)目可選擇成略大于24，例如，28(由于ndev=2，可選擇4倍)，這可表明穿過各個(gè)獨(dú)立流出管的流速將減小大約5%，這在此情況中將也可能是良好的解決方案，因?yàn)槠骄敵鏊俣热栽?.5到3.5m/s的范圍內(nèi)，而沒有可注意到的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)提高。

實(shí)例2：

在第二實(shí)例中，給定了生產(chǎn)線的以下參數(shù)：

qtotal=4.7×10^-4m³/s,wpanel=1.2m,vline=20m/min,n(fluid)=0.9。

并且，經(jīng)由上文所述的設(shè)計(jì)方法可獲得的可能解決方案將為：

ndev=2,nholes=16×2=32,ddev=8.5×10^-3m,dhole=2.3×10^-3m，

α=0.8,tdev=0.12s,vexit=3.5m/s,w=0.26m,k=41×10^-3m。

再次，這些值然后可用于開始模擬，且用于計(jì)算流出管的長(zhǎng)度。該分配棒240在圖24中示出。

實(shí)例3：

在第三實(shí)例中，生產(chǎn)線的以下參數(shù)在以下給出：

qtotal=1.2×10^-3m³/s,wpanel=1.2m,vline=25m/min,n(fluid)=0.8。

并且，經(jīng)由上文所述的設(shè)計(jì)方法可獲得的可能解決方案將為：

ndev=3,nholes=12×3=36,ddev=11.5×10^-3m,dhole=3.5×10^-3m，

α=0.75,tdev=0.083s,vexit=3.4m/s,w=0.17m,k=25×10^-3m。

再次，這些值然后可用于開始模擬，且用于計(jì)算流出管的長(zhǎng)度。該分配棒250在圖25中示出。

表4：

在第四實(shí)例中，生產(chǎn)線的以下參數(shù)在以下給出：

qtotal=1.5×10^-3m³/s,wpanel=1.2m,vline=50m/min,n(fluid)=0.8。

并且，經(jīng)由上文所述的設(shè)計(jì)方法可獲得的可能解決方案將為：

ndev=3,nholes=24×3=72,ddev=12×10^-3m,dhole=3.0×10^-3m，

α=0.75,tdev=0.072s,vexit=2.9m/s,w=0.18m,k=25×10^-3m。

再次，這些值然后可用于開始模擬，且用于計(jì)算流出管的長(zhǎng)度。該分配棒260在圖26中示出。

第二實(shí)施例

圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒280實(shí)施例的實(shí)例。

第二實(shí)施例的分配棒280的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有類似于圖2的內(nèi)空間5，但具有彎曲的中心線(沿其縱向方向)。分配棒的內(nèi)空間5朝其外端成錐形(不包括具有恒定內(nèi)直徑dhole的流出管)，其中內(nèi)直徑從中心入口附近的第一值ddev減小至外端處的第二值α.ddev(圖27中的左側(cè)和右側(cè))，其中α是從0.50到0.95的范圍中選擇的常數(shù)值，優(yōu)選在從0.60到0.95的范圍中，更優(yōu)選在0.75到0.80的范圍中。分配棒280還具有用于從混合設(shè)備(未示出)接收粘性可發(fā)泡流體混合物的中心入口2，且其具有等距間隔開且具有平行中心線的偶數(shù)數(shù)目的流出管。流出管具有對(duì)于所有流出管都相同的恒定內(nèi)直徑dhole。

除下文明確提到的之外，對(duì)于第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第二實(shí)施例。

不同于第一實(shí)施例，第二實(shí)施例的分配棒280沒有帶直中心線的內(nèi)空間，但其內(nèi)空間朝分配棒280的中心向上彎曲。除對(duì)于第一實(shí)施例提到的內(nèi)容外，曲線優(yōu)選選擇成使得流出管的底部大致位于單個(gè)平面中。這提供的附加優(yōu)點(diǎn)在于，在安裝在層壓機(jī)上方時(shí)，層壓機(jī)與流出管的流出開口之間的距離大致恒定。

除公式[6]將必須由以下公式[7]替換外，其中'z'為用于限定曲率的連續(xù)值，所述的設(shè)計(jì)方法還可應(yīng)用于找出用于該層壓機(jī)棒280的適合大小。

[7]。

因此hmin為外端處的最小高度。上文針對(duì)lmin提到的內(nèi)容也適用于hmin。因此，hmin的值通常選擇在2.0到10.0mm的范圍中，優(yōu)選在3.0mm到5.0mm的范圍中，例如，4.0mm。

針對(duì)第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第二實(shí)施例，例如，大約停留時(shí)間的范圍、流速速度的范圍等。

第三實(shí)施例

圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒290的第三實(shí)施例的實(shí)例。

第三實(shí)施例的分配棒290的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有內(nèi)空間，其具有大致直的中心線(沿其縱向方向)。分配棒290的內(nèi)空間從中心朝其外端成錐形(不包括具有恒定內(nèi)直徑的流出管)，其中內(nèi)直徑從中心入口2附近的第一值ddev線性地減小至外端處的第二值α.ddev(圖28中的左側(cè)和右側(cè))，其中α是從0.50到0.95的范圍中選擇的常數(shù)值，優(yōu)選在從0.60到0.95的范圍中，更優(yōu)選在0.75到0.80的范圍中。分配棒290還具有用于從混合設(shè)備(未示出)接收粘性可發(fā)泡液體混合物的中心入口2，且其具有等距間隔開的偶數(shù)數(shù)目的流出管。不同于第一實(shí)施例，第三實(shí)施例的分配棒290不具有帶圓形開口的圓柱形流出管，而是改為具有帶長(zhǎng)形開口的長(zhǎng)形流出槽口。所有流出管的截面是相同的。

除下文明確提到的之外，對(duì)于第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第三實(shí)施例。

由于流出開口不是圓形的，而是大致帶bslot×wslot的截面面積的矩形，故在估計(jì)流出速度時(shí)應(yīng)該使用以下公式[8]替代公式[3]：

[8]。

針對(duì)第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第三實(shí)施例，例如，大約停留時(shí)間的范圍、流速速度的范圍，等。

第四實(shí)施例

圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的分配棒300的第四實(shí)施例的實(shí)例。

第四實(shí)施例的分配棒300的幾何結(jié)構(gòu)選擇成具有內(nèi)空間，其具有大致直的中心線(沿其縱向方向)。分配棒300的內(nèi)空間從中心朝其外端成錐形(不包括流出管)，其中內(nèi)直徑從中心入口附近的第一值ddev線性地減小至外端處的第二值α.ddev(圖29中的左側(cè)和右側(cè))，其中α是從0.50到0.95的范圍中選擇的常數(shù)值，優(yōu)選在從0.60到0.95的范圍中，更優(yōu)選在0.75到0.80的范圍中。分配棒300還具有用于從混合設(shè)備(未示出)接收粘性可發(fā)泡流體混合物的中心入口2，且其具有等距間隔開的偶數(shù)數(shù)目的流出管。不同于第一實(shí)施例，第四實(shí)施例的分配棒300不具有帶圓形開口的圓柱形流出管，而是改為具有漏斗狀，例如，固定長(zhǎng)度的圓錐形流出圓錐。

除下文明確提到的之外，對(duì)于第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第四實(shí)施例。

代替必須找出流出管的多個(gè)長(zhǎng)度，在該實(shí)施例中，人們應(yīng)當(dāng)找出用于獲得恒定流出速度的漏斗入口的適合面積。

因此，在如上文所述的設(shè)計(jì)方法中，公式[6]應(yīng)當(dāng)由公式[9]替換：

[9]

且替代長(zhǎng)度陣列，現(xiàn)在必須找出面積陣列。

針對(duì)第一實(shí)施例所述的任何事也適用于第四實(shí)施例，例如，大約停留時(shí)間的范圍、流速速度的范圍，等。

變型：

盡管在所有上文所述的實(shí)施例中，使用了主通道和具有圓形截面的流出管，即，不是本發(fā)明絕對(duì)必需的，且本發(fā)明將結(jié)合其它截面起作用，例如，橢圓形、三角形、具有圓形邊緣的三角形、正方形、具有圓形邊緣的正方形、矩形、具有圓形邊緣的矩形、五邊形、具有圓形邊緣的五邊形、六邊形、具有圓形邊緣的六邊形、八邊形、具有圓形邊緣的八邊形、多邊形、具有圓形邊緣的多邊形，或任何其它適合的形狀。

還指出了主通道的截面和流出開口的截面相同不是絕對(duì)必需的，且實(shí)際上它們可為不同的。然而，預(yù)料到具有尖銳邊緣的截面將導(dǎo)致較快的結(jié)垢，且因此具有圓形或橢圓形狀的截面，或具有圓形邊緣的形狀是優(yōu)選的。

圖30為示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)計(jì)和制造分配棒的方法(的至少一部分)的高水平流程圖。

在步驟3001中，選擇了幾何結(jié)構(gòu)，且限定了對(duì)應(yīng)于物理形狀和大小的一組參數(shù)。

在步驟3002中，(第一組或隨后的一組)值指定給幾何參數(shù)。

在步驟3003中，模擬模型由所述幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)建。例如，該步驟可意味著設(shè)置模擬工具中的邊界條件。

在步驟3005中，執(zhí)行計(jì)算流體動(dòng)態(tài)(cfd)計(jì)算機(jī)模擬來模擬穿過所述虛擬模型的流動(dòng)，且計(jì)算各個(gè)流出開口處的流出速度輪廓?？紤]了非牛頓剪切稀化模型，使用分配棒針對(duì)其設(shè)計(jì)的粘性可發(fā)泡液體混合物的特定值執(zhí)行該模擬。這種"考慮"可通過選擇適合的非牛頓剪切稀化模型且通過輸入材料性質(zhì)來執(zhí)行(步驟3004)。選擇剪切稀化模型和設(shè)置特定值可通過模擬工具中的菜單選擇完成(見圖31的屏幕截圖)。在圖31中所示的實(shí)例中，"粘稠性"對(duì)應(yīng)于冪次定律的值'm'，且設(shè)置為1.1[pas]，且值"冪次定律指數(shù)"對(duì)應(yīng)于值'n'，且設(shè)置為0.79(也見圖13和14)。

在步驟3006中，評(píng)估所得的流出速度輪廓是否滿足預(yù)定條件，例如，各個(gè)流出管的獨(dú)立輸出流速在預(yù)定容限裕度(例如，+/-5%)內(nèi)恒定，或各個(gè)流出管的平均輸出速度在預(yù)定容限裕度(例如，+/-5%)內(nèi)恒定，且例如，那些平均速度在2.5到3.5m/s的范圍中。如果對(duì)于選擇的幾何結(jié)構(gòu)滿足該條件，故一個(gè)或多個(gè)參數(shù)或變量可改變，且步驟3002,3003,3005,3006可重復(fù)，直到找到滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

在步驟3007中，例如，使用原型設(shè)計(jì)或制造過程來構(gòu)建物理分配棒。

當(dāng)然，許多變型是可能的，例如，替代停止，一旦發(fā)現(xiàn)滿足步驟3006中測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，則可執(zhí)行預(yù)定數(shù)目的迭代，且可得到"最好"結(jié)果(例如，具有最一致的流動(dòng)的一個(gè))。

粘性測(cè)量結(jié)果的細(xì)節(jié)：

該段更詳細(xì)描述了如何執(zhí)行導(dǎo)致圖13的結(jié)果的粘性測(cè)量，作為任何可發(fā)泡混合物的粘性特性可如何測(cè)量的圖示，但當(dāng)然，本發(fā)明不限于本文提到的特定細(xì)節(jié)。

配制描述和準(zhǔn)備：

按重量份(pbw)的多元醇(聚酯)混合物的成分為：hoopol1394：100pbw;l6900:2pbw;tcpp:9pbw;環(huán)戊烷/異戊烷(70/30):20.2pbw;水:0.8pbw。

使用的異氰酸鹽為suprasecs2085。混合比為17.4gs2085/12.7g多元醇混合物。測(cè)量中使用的配制是無催化劑的，以便允許足夠時(shí)間研究對(duì)于該設(shè)計(jì)重要的混合物的早期粘性。所有內(nèi)容物利用heydolf混合物在5s內(nèi)以2000rpm混合，且隨后立即施加至電流計(jì)。

測(cè)量的描述：

測(cè)量在ta儀器ar2000電流計(jì)上執(zhí)行，具有帶500微米的板之間的間隙的平行盤板幾何結(jié)構(gòu)。盡管催化劑除去，但內(nèi)容物將緩慢反應(yīng)。為了獲得初始混合物的剪切率依賴，必須在不同操作狀態(tài)下執(zhí)行一系列測(cè)量。

測(cè)量可在三個(gè)不同操作模式下執(zhí)行，即，

1)將恒定的剪切應(yīng)力施加到材料樣本上，且觀察一定時(shí)間內(nèi)的材料的剪切速率；

2)將恒定的剪切速率施加到材料樣本上，且觀察一定時(shí)間內(nèi)的材料的剪切應(yīng)力；

3)將斜坡式剪切應(yīng)力施加到材料樣本上，且觀察一定時(shí)間內(nèi)的材料的剪切速率。

為了獲得初始混合物粘性的剪切速率依賴，可遵循以下程序，但還可使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它程序：

1)從混合配方的內(nèi)容物的時(shí)刻開始記錄時(shí)間；

2)在給定量時(shí)間內(nèi)混合內(nèi)容物(在不同測(cè)量中保持相同)且立即施加至電流計(jì)；

3)在不同恒定剪切應(yīng)力、不同恒定剪切速率、不同的坡度式剪切應(yīng)力或它們的組合下，針對(duì)相同配制執(zhí)行一系列實(shí)驗(yàn)；

4)觀察你在所有實(shí)驗(yàn)中獲得穩(wěn)定測(cè)量結(jié)果的最少時(shí)間，且同時(shí)對(duì)于不同實(shí)驗(yàn)記錄剪切應(yīng)力對(duì)剪切速率；

5)粘性模型然后應(yīng)當(dāng)與這些數(shù)據(jù)擬合，例如，如圖13中所示，其中選擇了"冪次定律"，但如已經(jīng)提到那樣，還可使用其它粘性模型，具體是例如：cross,carreauyasuda或herschelbulkley。

概述：

據(jù)發(fā)明人所知，具有與本發(fā)明提出的相同幾何結(jié)構(gòu)和(尤其是)相同大小的分配棒不存在于現(xiàn)有技術(shù)中，因此它們不可提供相同的特性(在經(jīng)歷相同條件下)。

經(jīng)驗(yàn)顯示良好工作多年的經(jīng)典設(shè)計(jì)方法出于未知原因不再與顯示良好對(duì)應(yīng)。這花費(fèi)了數(shù)月研究，且發(fā)明人之前的許多原型轉(zhuǎn)到試圖在模擬期間使用非牛頓剪切稀化模型(替代恒定的粘性值)的構(gòu)想，這與他們的此模型將具有任何顯著影響的感覺相反，因?yàn)檎承钥砂l(fā)泡液體混合物在混合之后不久僅在分配棒中大約150ms，在該時(shí)間點(diǎn)，其還未發(fā)泡。

此外，轉(zhuǎn)到"使用非牛頓剪切稀化模型"的構(gòu)想是一方面，但能夠?qū)嶋H完成使用的實(shí)際混合物的所需的真實(shí)值，且執(zhí)行以混合物如pur或pir(具有大約100倍的體積膨脹，同時(shí)不能加入抑制劑，因?yàn)檫@將影響測(cè)量)的此測(cè)量是另一巨大障礙。

下一個(gè)問題關(guān)于混合物的反應(yīng)性，這通常隨線速度而增大。發(fā)明人通過將反應(yīng)性并入?yún)?shù)"nholes"中而提出了很簡(jiǎn)潔的解決方案。

下一個(gè)問題關(guān)于找出大量出口(例如，l[i],i=1到16)的適合值，這是數(shù)學(xué)復(fù)雜性的問題，即，如何將模擬的數(shù)目限制為合理數(shù)目，同時(shí)能夠找出良好的一組值。在此方面，提出了僅"試錯(cuò)"或"窮舉"途徑(其中測(cè)試所有可能的組合)不是現(xiàn)實(shí)的選擇，只是因?yàn)槠鋵⑿枰罅繒r(shí)間。為了克服此障礙，發(fā)明人轉(zhuǎn)到了使用僅用兩個(gè)變量的數(shù)學(xué)表達(dá)的構(gòu)想。這有效地允許了它們將復(fù)雜性從(例如)16維問題縮減至2維問題。還要注意，這兩個(gè)"變量"中的一個(gè)(在本文所述的實(shí)例中：值'k')與"非牛頓剪切稀化模型"(在所述實(shí)例中：k≈'n'+1)的參數(shù)緊密相關(guān)，其認(rèn)作是數(shù)學(xué)模擬的可變的參數(shù)，但其實(shí)際上是特定混合物的常數(shù)。因此，該途徑也不是無足輕重的。

最后，分配棒的數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)為物理對(duì)象，且于是其僅可測(cè)試來驗(yàn)證物理裝置的特性是否與模擬對(duì)應(yīng)和對(duì)應(yīng)多大程度。發(fā)現(xiàn)測(cè)量顯示與模擬的良好對(duì)應(yīng)，而不管所有不確定性?；仡^參看轉(zhuǎn)到由本發(fā)明提出的解決方案需要克服的所有障礙，以及途中的不確定性和不可預(yù)知的結(jié)果，肯定相信此解決方案不是無足輕重的。

標(biāo)號(hào)

40,80,120,210,230,240,250,260,280,290,300：分配棒

2入口

5內(nèi)空間

6中心線

p1-p12出口(例如，流出管、流出槽口)

4a,4b,...流出開口

t1-t12粘性可發(fā)泡液體材料的痕跡(或流)

w1-w12粘性可發(fā)泡液體材料的痕跡的寬度

51,91層壓機(jī)(也稱為"第一連續(xù)帶系統(tǒng)")

70夾層面板

71膨脹泡沫材料

72上帶系統(tǒng)

73結(jié)合線

101一致的粘性可發(fā)泡液體層

110夾層面板

111膨脹的泡沫層

72上帶系統(tǒng)

l[..]流出管的長(zhǎng)度的陣列(實(shí)施例1,2,3)

a[..]流出漏斗的面積的陣列(實(shí)施例4)。