CN115397565A - 用于流体加热和控制的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种多组分流体递送系统包括加热器系统。该加热器系统包括改进的基于高导热流体的热交换歧管的流体预热系统,该热交换歧管联接到外部加热器元件(例如,经由电力供电的外部加热器元件)。这些技术可以为加热流体提供更多的表面积,并且在流体通道的外部,使得维修或更换更容易。这些技术可以利用蚀刻箔或绕线加热器元件,这些加热器元件相比于筒式加热器在更低的内部温度下操作,因此本质上可以更可靠。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是继续申请并且要求于2020年2月12日提交的名称为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR FLUID HEATING AND CONTROL[用于流体加热和控制的系统和方法]”的美国临时专利申请序列号62/975749的提交日期的权益,该申请转让给本申请的受让人并且通过援引并入本文。
在多组分流体递送系统中,其中两种或更多种流体组分或化合物被递送到输出装置或容器(例如喷枪、混合室、罐、反应地点),可以使用一定比率的流体组分递送,使得过程输出被控制到预期的标准。期望的比率的示例可以在两部分式喷涂聚氨酯泡沫(SPF)系统中找到,其中化学和混合过程可以规定两种流体组分或化合物(A)和(B)以1:1的比率(按重量或体积计)的有控制的递送。这对于改善流体A和/或B的加热可以是有用的。
发明内容
以下概括了范围与原始所要求保护的发明相当的某些实施例。这些实施例并不旨在限制所要求保护的发明的范围,相反,这些实施例仅旨在提供对发明的可能形式的简要概述。实际上,本发明可以涵盖可以与以下阐述的实施例相似或不同的多种形式。
附图说明
当参照附图阅读以下详细说明时,本发明的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解,在所有附图中,同样的附图标记表示同样的零件,在附图中:
图1是喷涂施加系统、比如多组分流体递送系统(例如,SPF系统)的实施例的框图,其包括加热系统;
图2是包括在图1的喷涂施加系统中的加热系统的实施例的框图;
图3是展示加热器的实施例的立体图;
图4是展示加热器的实施例的分解立体图;
图5是展示以上附图中的加热器的歧管组件构件的实施例的进一步细节的立体图;
图6是歧管组件构件的实施例的前视图,其示出了两排平行导管;
图7是加热器的实施例的分解立体图,其示出了帽构件中的(多个)通道;
图8是以通道的进一步细节示出图7的帽构件的实施例的前视图;以及
图9是示出侧构件的实施例的后视图,其示出了流体地联接到某些通道的入口和出口。
具体实施方式
下文将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述,在说明书中可能没有描述实际实现方式的所有特征。应理解的是,在任何这样的实际实现方式的开发过程中,如在工程或设计项目中,必须进行大量的针对实现方式的抉择才能实现开发者的指定目标,比如符合与系统相关的和与商业相关的限制条件,这些限制条件对于不同的实现方式可以变化。此外,应理解的是,这样的开发努力可能是复杂且耗时的,但是对于从本公开内容受益的普通技术人员而言仍然将会是常规的设计、生产和制造行为。
当介绍本发明的各个实施例的要素时,冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在表示存在一个或多个要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是开放性的并且表示除了所列出要素以外还可能存在额外的要素。
本公开内容的实施例涉及可以(例如,通过预热某些流体)改善多组分流体递送系统的加热的系统和方法。在多组分流体递送中,可以将多种组分或化合物(比如化学化合物)在指定温度下递送到输出装置或容器(例如喷枪、混合室、罐、反应地点)。例如,对于两部分式喷涂聚氨酯泡沫(SPF)系统,化学和混合过程可以指定两种流体组分(化合物A)和(化合物B)在期望的一个或多个温度(例如,A的一个温度和B的另一温度)下的受控递送和/或预热。(多个)期望温度的变化可能导致较低的良率(每磅泡沫的绝缘值较低)、未固化的泡沫、脆性泡沫、过度收缩等问题。将化合物A和/或化合物B维持在某些温度,例如在50°F至200°F将是有益的。
为能够用于SPF系统的多种流体提供的某些技术可以利用预热系统来维持A流体和B流体。在一些流体递送系统中,流体的加热可以用于减小阻碍材料流动的粘性效应。流体加热也可以用于得到更优化的工艺结果。当流体在反应和/或分配装置处混合时,流体加热也可以用于更好地匹配两种或更多种流体之间的粘度,以提高压力均匀性。加热的示例是在两部分式喷涂聚氨酯泡沫(SPF)系统中,其可以采用用于A流体和B流体两者的材料加热器以降低粘度和粘度差,引发动力学反应,并改善喷枪混合室中的材料的混合。
当前的流体预热的手段包括:1)电加热器(例如,筒式加热器、管式加热器),这些电加热器插入“散热器”内的流动通道中,与流体直接接触。2)筒式或管式加热器,这些筒式或管式加热器被包封在包含流动通道的高导热散热件(例如,铝)中,但不与流体直接接触。3)流体与流体热交换器,这些流体与流体热交换器使用来自机载发电引擎的热冷却剂。4)浸入流体软管或歧管中的电加热电缆。
本文描述的技术包括改进的基于高导热流体的热交换歧管的流体预热系统,该热交换歧管联接到外部加热器元件(例如,经由电力供电的外部加热器元件)。这些技术可以为加热流体提供更多的表面积,并且在流体通道的外部,使得维修或更换更容易。这些技术可以利用蚀刻箔或绕线加热器元件,这些加热器元件相比于筒式加热器在更低的内部温度下操作,因此本质上可以更可靠。
描述可以应用本文所述的加热技术的系统可能是有用的。相应地,现在转到图1,该图是展示了喷涂施加系统10的实施例的框图,该喷涂施加系统可以包括一个或多个液体泵12、14。喷涂施加系统10可以适合于混合和分配各种化学品,比如用于施加喷涂泡沫隔离物的化学品。在所描绘的实施例中,化合物A和B可以分别存储在罐16和18中。罐16和18可以经由导管或软管20和22流体联接至泵12和14。应当理解,虽然所描绘的喷涂施加系统10的实施例示出了用于混合和喷涂的两种化合物,但是其他实施例可以使用单一化合物或3种、4种、5种、6种、7种、8种或更多种化合物。泵12和14可以被独立地控制。
在喷涂施加系统10的操作期间,泵12、14可以分别由马达24、26以机械的方式被提供动力。在优选的实施例中,马达可以是电动马达。然而,内燃发动机(例如,柴油发动机)、气动马达、或其组合。马达控制器27和29可以用于基于例如从处理器40发送的信号来提供马达启动/停止、加载和控制。马达24可以与马达26为相同或不同的类型。同样,泵12可以与泵14为相同或不同的类型。实际上,本文所述的技术可以用于多个泵12、14和多个马达24、26,这些泵和马达可以为不同的类型。
泵12、14提供了适合于将化合物A、B移动到喷枪系统28中的流体动力。更具体地,化合物A可以通过导管20穿过泵12,然后通过被加热的导管30进入喷枪系统28。同样,化合物B可以通过导管22穿过泵14,然后通过被加热的导管32进入喷枪系统28。为了加热被加热的导管30、32,可以提供加热系统34。加热系统34可以提供适合于将化合物A和B在混合和喷涂之前预加热以及将化合物A和B在混合和喷涂期间加热的热能。在某些实施例中,加热系统34可以在流体歧管(热交换器)系统的外部包括使用层压热箔加热元件的预热器。相应地,如以下进一步描述的,可以在较大的表面积和流动长度上使用较低温度的加热器。
喷枪系统28可以包括用于混合化合物A和B的混合室。对于喷涂泡沫隔离物应用,化合物A可以包括异氰酸酯,而化合物B可以包括多元醇、阻燃剂、发泡剂、胺或金属催化剂、表面活性剂以及其他化学品。当混合时,发生放热化学反应,并且泡沫35被喷涂到对象上。然后,基于化合物A和B中发现的化学品,泡沫提供各种热阻(即,R值)下的隔离性质。
喷涂施加系统10的控制可以由控制系统36提供。控制系统36可以包括工业控制器,并且因此包括存储器38和处理器40。处理器40可以包括多个微处理器、一个或多个“通用”微处理器、一个或多个专用微处理器、一个或多个专用集成电路(ASICS)、和/或一个或多个精简指令集(RISC)处理器、或其某种组合。存储器38可以包括易失性存储器(比如随机存取存储器(RAM))、和/或非易失性存储器(比如ROM、硬盘驱动器、存储卡、记忆棒(例如,USB棒))等。存储器38可以包括可由处理器40执行并且适合于控制喷涂施加系统10的计算机程序或指令。存储器38可以进一步包括以下计算机程序或指令,这些计算机程序或指令可由处理器40执行,并且适合于检测泵12、14的滑移,以及在滑移存在的情况下提供比率控制动作以继续以期望比率(例如,1:1)提供化合物A和B,如下文中进一步描述的。
控制系统36可以通信地联接到一个或多个传感器42,并且操作性地联接到一个或多个致动器44。传感器42可以包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、化学组成传感器、速度(例如,旋转速度、线速度)传感器、电测量传感器(例如,电压、安培数、电阻、电容、电感)、液位(例如,流体液位)传感器、限位开关等。致动器44可以包括阀、可致动开关(例如,螺线管)、定位器、加热元件等。
一个或多个用户可以经由输入/输出(I/O)系统38与控制系统36交互,该输入/输出系统可以包括触摸屏、显示器、键盘、鼠标、增强现实/虚拟现实系统、以及平板计算机、智能手机、笔记本计算机等。用户可以输入期望的压力、流速、温度、化合物A与化合物B之比率(例如,1:1)、警报阈值(例如,罐16、18中的化合物A、B的阈值流体液位)等。然后,用户可以经由喷枪系统28进行喷涂,并且控制系统36可以使用处理器40来执行存储在存储器38中的一个或多个程序,该一个或多个程序适合于经由传感器42来感测系统10的状况并且基于用户输入经由致动器44来调整系统10的各种参数。然后,I/O系统38可以显示若干感测到的状况以及调整后的参数。喷涂施加系统10的某些部件可以被包含在比例分配系统41中或与之进行接口连接。比例分配系统41可以以指定的比率(例如,1:1)来对化合物A、B进行“比例分配”或递送以实现喷涂35。以这种方式,(多个)用户可以混合并喷涂化学品(比如化合物A和B),以提供某些涂层(比如隔离喷涂泡沫)。
现在转到图2,该图是包括在比例分配系统41内部的加热器系统34的实施例的框图。在所展示的实施例中,加热器系统34可以包括预热器/热交换器100、102、104和106。在其他实施例中,可以使用更多或更少的预热器。例如,可以不使用泵(12,14)上游的预热器/热交换器100、102,因此仅使用预热器104、106。同样,可以不使用泵(12,14)下游的预热器104、106,因此仅使用预热器/热交换器100、102。还示出了可以可操作地联接到预热器/热交换器100、102、104和/或106的加热控制系统108。在一些实施例中,加热控制系统108可以被包括在控制器系统36中。在其他实施例中,加热控制系统108可以与控制系统36分离,并且因此可以包括适合于执行代码或指令的一个或多个处理器、以及适合于存储代码或指令的存储器。在加热控制系统108与控制系统36分离的实施例中,加热控制系统108可以通信地和/或可操作地联接到控制系统36。还应当理解,在一些实施例中,可以使用单个泵,单个泵适合于通过两个入口和相应的出口泵送两种流体。
在操作期间,加热控制系统108可以经由设置在罐16、18中或上、流体导管(例如,软管)110、118中或上、加热器/热交换器100、102、104和106中或上、和/或泵12、14中或上的传感器来感测温度。然后,加热控制系统108可以调整加热器/热交换器100、102、104和/或106的温度以维持期望的温度曲线。例如,温度曲线可以是斜升曲线,其中热量增加直到达到并保持平稳状态(例如,在50°F至200°F之间)。此外,加热器/热交换器100、102、104和/或106的内部布线可以用作附加的温度传感器。例如,加热器/热交换器100、102、104和/或106中的每一个的电阻(例如,以欧姆为单位测量)可以提供温度的测量。也就是说,对于给定的电阻,可以推导出温度。相应地,加热器/热交换器100、102、104和/或106中的每一个的电阻可以用作冗余传感器。如果主传感器发生故障,则电阻可以用于加热或备用系统来切断加热器/热交换器100、102、104和/或106。加热器/热交换器100、102、104和/或106可以为加热流体提供更多的表面积,并且在流体通道的外部,使得维修或更换更容易。加热器/热交换器100、102、104和/或106可以利用蚀刻箔或绕线加热器元件,这些加热器元件相比于筒式加热器在更低的内部温度下操作,因此本质上可能更可靠。
现在转到图3,该图是展示加热器/热交换器100、102、104和/或106的实施例的立体图。在展示的实施例中,加热器包括顶部加热元件200,该顶部加热元件可以利用蚀刻箔和/或绕线加热器元件。当递送电力时,加热元件200然后可以产生热量,该热量然后可以加热经由入口210进入加热器的流体(例如,化合物A、B)。然后示出了出口212,该出口用于将当前经加热的流体转移到另一个导管(例如,软管),或者在加热器“堆叠设置”,例如,加热器一个接一个地串联或并联设置的情况下,该出口用于将当前经加热的流体直接转移到另一个加热器100、102、104和/或106。应当注意,入口210和出口212可以切换,即,入口210可以成为出口,然后出口212可以成为入口。入口210和出口212被示出为设置在侧构件214上,该侧构件流体地联接到歧管构件216。歧管构件216被示出为流体地联接到帽构件218。在使用中,流体进入入口210,穿过各个开口进入歧管构件216,并且经由一个或多个加热元件(比如加热元件200)被加热。然后,流体可以碰触帽构件218并通过歧管构件216中的其他导管返回,以经由出口212离开。
图4是展示加热器/热交换器100、102、104和/或106的实施例的分解立体图。由于该图包括与图3所示相同的元件,因此相同的元件具有相同的元件附图标记。如在前图中,所展示的实施例描绘了包括顶部加热元件200的加热器,该顶部加热元件可以利用蚀刻箔和/或绕线加热器元件。还示出了底部加热元件250,该底部加热元件也可以利用蚀刻箔和/或绕线加热器元件。在某些实施例中,加热元件200、250可以包括可从美国明尼苏达州圣保罗的Minco获得的聚酰亚胺ThermofoilTM柔性加热器。加热元件200、250可以经由在期望的时间段(例如,时间频率)接通和断开加热元件的技术(比如脉宽调制(PWM))加热。因此,加热器/热交换器100、102、104和/或106可以最小化或消除在加热器或内表面上发生材料碳化、炭化、积聚的可能性。加热器/热交换器100、102、104和/或106不需要打开流体路径就能维修或更换加热器。由于大面积加热和许多平行通道,因此加热器/热交换器100、102、104和/或106提供对流体的更精确的热控制。当电阻加热器元件200、250包含交错的电阻区(例如每个加热器毡毯中的高电阻区和低电阻区)时,可以通过单独地控制每个区或以各种串联/并联的电组合对这些区进行布线来容易地调节每个加热器组件的总的热输出。这允许调节每个加热器100、102、104和/或106,以匹配可用的输入功率。因此,这些加热器组件的加热器/热交换器100、102、104和/或106的低质量性质可以允许更快速的加热和更短的预热时间。当在流体递送系统的低压侧上使用时,散热器质量可以显著减小,以进一步提高热传递速率并减少预热时间。
系统10可以包括:喷枪28,该喷枪被配置为喷涂第一组分流体和第二组分流体的混合物;第一组分流体源16,该第一组分流体源被配置为供应第一组分流体;第二组分流体源18,该第二组分流体源被配置为供应第二组分流体;第一热交换器100,该第一热交换器被配置为向第一组分流体供应热量;以及第二热交换器102,该第二热交换器被配置为向第二组分流体供应热量,其中,第一热交换器100被配置为通过向第一导管110提供热量来向第一组分流体供应热量,其中,第一导管110位于第一组分流体源16与喷枪28之间,其中,第一导管110与第一组分流体源16流体连通,其中,系统10被配置为将第一组分流体和第二组分流体混合。系统10可以进一步提出:第二热交换器102被配置为通过向第二导管118提供热量来向第二组分流体供应热量,其中,第二导管118位于第一组分流体源16与喷枪28之间,其中,第二导管118与第二组分流体源18流体连通。在一些实施例中,系统10可以提供:第一热交换器100与第一导管110热传导并且通过第一导管110与流体组分流体机械隔离,并且其中,第二热交换器102与第二导管118热传导并且通过第二导管118与第二组分流体机械隔离。在一些实施例中,系统10可以提出:第一热交换器100和第二热交换器102通过控制系统36被独立地控制。在一些实施例中,系统10可以提出:控制系统36被配置为独立地控制第一泵12、14和第二泵12、14。在一些实施例中,系统10可以提出:控制系统36被配置为通过与第一泵12、14的马达控制器电连通来控制第一泵12、14,其中,控制系统36被配置为通过与第二泵12、14的马达控制器29电连通来控制第二泵12、14。在一些实施例中,系统10可以提提出:控制系统36被配置为检测第一泵12、14的滑移和第二泵12、14的滑移。在一些实施例中,系统10可以提出:控制系统36被配置为维持第一组分流体和第二组分流体的比率,其中,第一组分流体和第二组分流体的比率在控制系统36的界面处被预设。在一些实施例中,系统10可以提出:能够基于重量或体积来选择性地维持第一组分流体和第二组分流体的比率。在一些实施例中,系统10可以包括第三热交换器和第四热交换器,其中,第一泵12在第一热交换器100与第三热交换器104之间,第二泵14在第二热交换器102与第四热交换器106之间。在一些实施例中,系统10可以提出:第一热交换器100和第二热交换器102是电热交换器。在一些实施例中,系统10可以提出:第一热交换器100包括与至少一个第一加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个,其中,第二热交换器102包括与至少一个第二加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个。在一些实施例中,系统10可以提出:第一组分流体的组分包括异氰酸酯,并且其中,第二组分流体的组分包括多元醇、阻燃剂、发泡剂、胺、金属催化剂或表面活性剂中的至少一种。第一或任何先前或后续实施例可以包括两个或更多个流体泵12、14,两个或更多个流体泵12、14中的第一组分流体泵12、14;两个或更多个流体泵12、14中的第二组分流体泵12、14,其中,第一组分流体泵12和第二组分流体泵14彼此没有机械联接;以及控制系统36,该控制系统包括处理器40,该处理器被配置为:推导出第一组分流体泵12、14和第二组分流体泵12、14的滑移比;以及应用主从马达控制,以基于该滑移比经由第一组分流体泵12和第二组分流体泵14递送指定的流体比率。在一些实施例中,系统10可以提出:滑移比包括在第一组分流体泵12、14与第二组分流体泵12、14之间具有一定滑移差的差分滑移比。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为经由间接测量、直接测量或间接测量和直接测量的组合来推导出滑移比。在一些实施例中,系统10可以提出:间接测量包括流体压力测量,并且其中,直接测量包括流体流量测量。在一些实施例中,系统10可以提出:滑移比包括滑移体积Q,其中,Q(t)=Pf×Ff×∫ΔP1/2dt,其中t包括采样时间段,Pf=实验测得的泵因数,Ff=实验测得的流体因数,ΔP=Po-Pi,Po=出口压力,Pi=入口压力。在一些实施例中,系统10可以提出:滑移比包括经由第一组分流体泵12和第二组分流体泵14在零流量加压状态下的位移确定的滑移体积Q。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为应用主从马达控制,以在第一组分流体泵12、14的第一出口处和第二组分流体泵12、14的第二出口处提供相同的流体压力。在一些实施例中,系统10可以提出:第一组分流体泵12、14被配置为在泡沫35分配枪的第一软管入口处经由第一软管流体地连接到泡沫35分配枪,并且其中,第二组分流体泵12、14被配置为在泡沫35分配枪的第二软管入口处经由第二软管连接到泡沫35分配枪,并且其中,处理器40被配置为应用主从马达控制,以在第一软管与第二软管之间、在第一软管入口与第二软管入口之间、在第一软管与第二软管入口之间、在第二软管与第一软管入口之间或其组合之间提供相等的流体压力。在一些实施例中,系统10可以包括被配置为控制第一组分流体泵12、14的第一马达控制器27和被配置为控制第二组分流体泵12、14的第二马达控制器29,其中,处理器40被配置为通过选择第一马达控制器或第二马达控制器29中的一个作为主控制器并且选择第一主控制器或第二主控制器中的另一个作为从属控制器来应用主从马达控制。在一些实施例中,系统10可以提出:从属马达控制器被配置为通过给主控制器的马达驱动器的主速度乘以一个系数滑移比来控制从属控制器的马达驱动器的从速度。在一些实施例中,系统10可以包括:第一压力传感器42,该第一压力传感器设置在喷枪28上或附近并且被配置为监测第一组分流体;第二压力传感器42,该第二压力传感器设置在喷枪28上或附近并且被配置为监测第二组分流体;控制系统36,该控制系统包括处理器40,该处理器被配置为:从第一压力传感器42接收第一信号;从第二压力传感器42接收第二信号;推导出第一压力传感器与第二压力传感器42之间的压力差,该压力差代表第一组分流体与第二组分流体之间的流体压力差;以及基于该压力差控制一个或多个泵12、14,以获得期望的压力差。在一些实施例中,系统10可以提出:第一压力传感器42设置在喷枪28的入口上。在一些实施例中,系统10可以提出:第一压力传感器42设置在软管联接部上或设置在软管的将一个或多个泵12、14流体地联接到喷枪28的软管部分上。在一些实施例中,系统10可以提出:第一压力传感器42设置在一个或多个泵12、14的出口上。在一些实施例中,系统10可以包括第一温度传感器42,该第一温度传感器设置在喷枪28上或附近,并且被配置为监测第一组分流体的第一温度。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为通过在推导中包括第一温度来推导出流体压力差。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为当在推导中包括第一温度时应用理想气体定律。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为基于第一温度加热第一组分流体,以获得期望的压力差。在一些实施例中,系统10可以包括第二温度传感器42,该第二温度传感器设置在喷枪28上或附近,并且被配置为监测第二组分流体的第二温度。在一些实施例中,系统10可以提出:处理器40被配置为通过在推导中包括第一温度和第二温度来推导出流体压力差。
图5是展示歧管组件构件216的实施例的进一步细节的立体图。例如,示出了多个平行导管300,通过这些导管,流体(例如,化合物A或B)可以流过构件216,以经由加热元件200、250被加热。还应注意,加热元件(比如元件200、250)除了设置在歧管组件构件216的顶部和底部之外还可以设置在歧管组件构件216的侧面上。还应注意,多个加热元件可以设置在歧管组件构件216的顶部和底部上。也就是说,顶表面区域可以包括两个或更多个加热元件,底表面区域可以包括两个或更多个加热元件,侧面可以各自包括两个或更多个加热元件,等等。使用多个加热元件可以提供区域控制,其中多个区域提供不同的温度以经由歧管组件构件216更均匀地加热流体。
图6是歧管组件构件216的实施例的前(或后)视图,其示出了两排平行导管300。更具体地,示出了顶排350和底排352。在所描绘的实施例中,每排包括相同数量的开口(例如,22个导管300)。在其他实施例中,可以提供3排或更多排、或单排,每排具有多于22个导管或少于22个导管。在所描绘的实施例中,导管300彼此平行并且可以完全穿过歧管组件构件216。入口210可以流体地联接到顶排350,并且帽构件可以包括一个或多个通道,以将流体从顶排350转移到底排352中,以经由出口212离开加热器/热交换器100、102、104和/或106。
图7是加热器/热交换器100、102、104和/或106的实施例的分解立体图,其示出了帽构件218中的可以用于使流体从顶排350的导管移动到底排352的导管中的(多个)通道400。图8是示出了帽构件218的实施例的前视图,其中示出了通道400的进一步细节,该通道可以用于使流体从顶排350的导管移动到底排352的导管中。图9是示出构件214的实施例的后视图,其示出了流体地联接到通道500的入口210和流体地联接到通道502的出口212。流体可以经由通道500流入顶排350的导管,经由底排352的导管返回,进入通道502,然后进入出口212。相应地,制造方法可以包括制造具有所示出和所描述的特征(例如,导管、通道)的构件214、216、218。控制过程可以包括使用PID技术来设定温度设定点,然后通过加热加热元件(例如,元件200、250)来维持期望的温度。
在第一实施例中,提供一种系统,该系统包括:喷枪,该喷枪被配置为喷涂第一组分流体和第二组分流体的混合物;第一组分流体源,该第一组分流体源被配置为供应第一组分流体;第二组分流体源,该第二组分流体源被配置为供应第二组分流体;第一热交换器,该第一热交换器被配置为向第一组分流体供应热量;以及第二热交换器,该第二热交换器被配置为向第二组分流体供应热量,其中,第一热交换器被配置为通过向第一导管提供热量来向第一组分流体供应热量,其中,第一导管位于第一组分流体源与喷枪之间,其中,第一导管与第一组分流体源流体连通,其中,系统被配置为将第一组分流体和第二组分流体混合。
第一实施例可以进一步提出:第二热交换器被配置为通过向第二导管提供热量来向第二组分流体供应热量,其中,第二导管位于第一组分流体源与喷枪之间,其中,第二导管与第二组分流体源流体连通。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一热交换器与第一导管热传导并且通过第一导管与流体组分流体机械隔离,并且其中,第二热交换器与第二导管热传导并且通过第二导管与第二组分流体机械隔离。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一热交换器和第二热交换器通过控制系统被独立地控制。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:控制系统被配置为独立地控制第一泵和第二泵。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:控制系统被配置为通过与第一泵的马达控制器电连通来控制第一泵,其中,控制系统被配置为通过与第二泵的马达控制器电连通来控制第二泵。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:控制系统被配置为检测第一泵的滑移和第二泵的滑移。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:控制系统被配置为维持第一组分流体和第二组分流体的比率,其中,第一组分流体和第二组分流体的比率在控制系统的界面处被预设。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:能够选基于重量或体积来择性地维持第一组分流体和第二组分流体的比率。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步包括第三热交换器和第四热交换器,其中,第一泵在第一热交换器与第三热交换器之间,第二泵在第二热交换器与第四热交换器之间。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一热交换器和第二热交换器是电热交换器。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一热交换器包括与至少一个第一加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个,其中,第二热交换器包括与至少一个第二加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一组分流体的组分包括异氰酸酯,并且其中,第二组分流体的组分包括多元醇、阻燃剂、发泡剂、胺、金属催化剂或表面活性剂中的至少一种。
第一或任何先前或后续实施例可以包括两个或更多个流体泵,两个或更多个流体泵中的第一组分流体泵;两个或更多个流体泵中的第二组分流体泵,其中,第一组分流体泵和第二组分流体泵彼此没有机械联接;以及控制系统,该控制系统包括处理器,该处理器被配置为:推导出第一组分流体泵和第二组分流体泵的滑移比;以及应用主从马达控制,以基于该滑移比经由第一组分流体泵和第二组分流体泵递送指定的流体比率。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:滑移比包括在第一组分流体泵与第二组分流体泵之间具有滑移差的差分滑移比。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为经由间接测量、直接测量或间接测量和直接测量的组合来推导出滑移比。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:间接测量包括流体压力测量,并且其中,直接测量包括流体流量测量。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:滑移比包括滑移体积Q,其中,Q(t)=Pf×Ff×∫ΔP1/2dt,其中t包括采样时间段,Pf=实验测得的泵因数,Ff=实验测得的流体因数,ΔP=Po-Pi,Po=出口压力,Pi=入口压力。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:滑移比包括经由第一组分流体泵和第二组分流体泵在零流量加压状态下的位移确定的滑移体积Q。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为应用主从马达控制,以在第一组分流体泵的第一出口处和第二组分流体泵的第二出口处提供相同的流体压力。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一组分流体泵被配置为在泡沫分配枪的第一软管入口处经由第一软管流体地连接到泡沫分配枪,并且其中,第二组分流体泵被配置为在泡沫分配枪的第二软管入口处经由第二软管连接到泡沫分配枪,并且其中,处理器被配置为应用主从马达控制,以在第一软管与第二软管之间、在第一软管入口与第二软管入口之间、在第一软管与第二软管入口之间、在第二软管与第一软管入口之间或其组合之间提供相等的流体压力。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步包括被配置为控制第一组分流体泵的第一马达控制器和被配置为控制第二组分流体泵的第二马达控制器,其中,处理器被配置为通过选择第一马达控制器或第二马达控制器中的一个作为主控制器并且选择第一主控制器或第二主控制器中的另一个作为从属控制器来应用主从马达控制。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:从属马达控制器被配置为通过给主控制器的马达驱动器的主速度乘以一个系数滑移比来控制从属控制器的马达驱动器的从速度。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步包括:第一压力传感器,该第一压力传感器设置在喷枪上或附近并且被配置为监测第一组分流体;第二压力传感器,该第二压力传感器设置在喷枪上或附近、并且被配置为监测第二组分流体;控制系统,该控制系统包括处理器,该处理器被配置为:从第一压力传感器接收第一信号;从第二压力传感器接收第二信号;导出第一压力传感器与第二压力传感器之间的压力差,该压力差代表第一组分流体与第二组分流体之间的流体压力差;以及基于该压力差控制一个或多个泵,以获得期望的压力差。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一压力传感器设置在喷枪的入口上。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一压力传感器设置在软管联接部上或设置在软管的将一个或多个泵流体地联接到喷枪的软管部分上。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:第一压力传感器设置在一个或多个泵的出口上。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步包括第一温度传感器,该第一温度传感器设置在喷枪上或附近、并且被配置为监测第一组分流体的第一温度。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为通过在推导中包括第一温度来推导出流体压力差。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为当在推导中包括第一温度时应用理想气体定律。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为基于第一温度加热第一组分流体,以获得期望的压力差。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步包括第二温度传感器,该第二温度传感器设置在喷枪上或附近、并且被配置为监测第二组分流体的第二温度。
第一或任何先前或后续实施例可以进一步提出:处理器被配置为通过在推导中包括第一温度和第二温度来推导出流体压力差。
所编写的本说明书使用了包括最佳模式的示例披露本发明,并且还使本领域的任何技术人员都能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件,则它们旨在落入权利要求的范围内。
Claims (13)
1.一种系统,包括:
喷枪,所述喷枪被配置为喷涂第一组分流体和第二组分流体的混合物;
第一组分流体源,所述第一组分流体源被配置为供应所述第一组分流体;
第二组分流体源,所述第二组分流体源被配置为供应所述第二组分流体;
第一热交换器,所述第一热交换器被配置为向所述第一组分流体供应热量;以及
第二热交换器,所述第二热交换器被配置为向所述第二组分流体供应热量,
其中,所述第一热交换器被配置为通过向第一导管提供热量来向所述第一组分流体供应热量,其中,所述第一导管位于所述第一组分流体源与所述喷枪之间,其中,所述第一导管与所述第一组分流体源流体连通,其中,所述系统被配置为将所述第一组分流体和所述第二组分流体混合。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述第二热交换器被配置为通过向第二导管提供热量来向所述第二组分流体供应热量,其中,所述第二导管位于所述第一组分流体源与所述喷枪之间,其中,所述第二导管与所述第二流体源流体连通。
3.如权利要求2所述的系统,其中,所述第一热交换器与所述第一导管热传导并且通过所述第一导管与所述流体组分流体机械隔离,并且其中,所述第二热交换器与所述第二导管热传导并且通过所述第二导管与所述第二组分流体机械隔离。
4.如权利要求2所述的系统,其中,所述第一热交换器和所述第二热交换器通过控制系统被独立地控制。
5.如权利要求4所述的系统,其中,所述控制系统被配置为独立地控制第一泵和第二泵。
6.如权利要求5所述的系统,其中,所述控制系统被配置为通过与第一泵的马达控制器电连通来控制所述第一泵,其中,所述控制系统被配置为通过与第二泵的马达控制器电连通来控制所述第二泵。
7.如权利要求5所述的系统,其中,所述控制系统被配置为检测第一泵的滑移和第二泵的滑移。
8.如权利要求7所述的系统,其中,所述控制系统被配置为维持所述第一组分流体和所述第二组分流体的比率,其中,所述第一组分流体和所述第二组分流体的比率在控制系统的界面处被预设。
9.如权利要求8所述的系统,其中,能够选择性地基于重量或体积来维持所述第一组分流体和所述第二组分流体的比率。
10.如权利要求5所述的系统,进一步包括第三热交换器和第四热交换器,其中,所述第一泵在所述第一热交换器与所述第三热交换器之间,所述第二泵在所述第二热交换器与所述第四热交换器之间。
11.如权利要求2所述的系统,其中,所述第一热交换器和所述第二热交换器是电热交换器。
12.如权利要求11所述的系统,其中,所述第一热交换器包括与至少一个第一加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个,其中,所述第二热交换器包括与至少一个第二加热元件热传导的蚀刻箔或丝中的至少一个。
13.如权利要求2所述的系统,其中,所述第一组分流体的组分包括异氰酸酯,并且其中,所述第二流体组分包括多元醇、阻燃剂、发泡剂、胺、金属催化剂或表面活性剂中的至少一种。
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