專利名稱：調(diào)壓型聚氨酯發(fā)泡機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對(duì)泡聚氨酯發(fā)泡機(jī)的改進(jìn)，具體地說是為調(diào)節(jié)發(fā)泡新工藝而設(shè)計(jì)的專用設(shè)備。
發(fā)泡聚安酯以其柔軟、保溫、彈性好、價(jià)格低、重量輕等優(yōu)點(diǎn)而大量應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，用量日益劇增。對(duì)其品質(zhì)的要求也越來越高，種類也越來越多，低密度(小于10kg/m3)與高密度(高于40kg/m3)的發(fā)泡聚氨酯的需求也越來越量大，目前傳統(tǒng)工藝與設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前的要求。在傳統(tǒng)工藝中基本上是沿用在常壓(指一個(gè)大氣壓)發(fā)泡工藝。傳統(tǒng)工藝中按預(yù)定的密度指標(biāo)確定好所需各組份的配料，再按重量比混合后攪拌均勻?；旌虾蟮幕显诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)即開始啟發(fā)、膨脹。將混合基料經(jīng)倉內(nèi)噴頭噴入發(fā)泡倉內(nèi)(通常發(fā)泡倉為開口容器)后即沿倉壁膨脹，所生成的料塊基本上與發(fā)泡倉內(nèi)壁所包絡(luò)的形狀相同。特殊密度的泡沫聚氨酯用傳統(tǒng)工藝則更較難掌握其質(zhì)量的一致性。由于工藝條件的限制現(xiàn)行沿用的配方中多加入有毒的二氯甲烷或氟里昂，以形成充足的二氧化碳?xì)庠矗龠M(jìn)發(fā)泡過程的順利進(jìn)展。但因此造成生產(chǎn)環(huán)境的高度污染，并嚴(yán)重?fù)p害操作工人的健康。不采用以上原料，則發(fā)泡速度及膨脹延伸方向等都極難以控制，為改變以上缺點(diǎn)所設(shè)計(jì)的發(fā)泡機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且操作上有極大難度。要么犧牲生產(chǎn)成本，要么導(dǎo)致造成發(fā)泡不均勻，甚至出現(xiàn)夾雜生料即犧牲是目前的改進(jìn)面臨著進(jìn)退維谷的境地。改進(jìn)傳統(tǒng)工藝及其設(shè)備已成為一刻不容緩的課題。
本實(shí)用新型的目的即是提供一種適壓調(diào)壓倉生成聚氨酯發(fā)泡料塊的新方法而設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，使其能實(shí)現(xiàn)設(shè)備投資低廉的前提下，實(shí)現(xiàn)操作簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，成本下降和減少環(huán)境污染的效果。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵設(shè)計(jì)在于將傳統(tǒng)工藝中常壓容器內(nèi)的發(fā)泡操作改為在一密閉調(diào)壓倉內(nèi)進(jìn)行。也就是說使傳統(tǒng)工藝中的啟發(fā)、膨脹、成形工序密閉調(diào)壓倉內(nèi)完成的，倉內(nèi)氣壓設(shè)定根據(jù)產(chǎn)品的密度要求而決定，倉內(nèi)的氣壓以標(biāo)準(zhǔn)室外大氣壓為基準(zhǔn)由負(fù)到正可調(diào)，具體可采用抽氣(負(fù)壓)或充氣(正壓)來實(shí)現(xiàn)。混合基料的啟發(fā)，膨脹隨著混合基料噴頭在倉內(nèi)的移動(dòng)而逐步成形并充滿整個(gè)調(diào)壓發(fā)泡倉。
新的方法不僅省去了對(duì)環(huán)境有害的二氯甲烷或氟里昂，而且較大量的節(jié)約了價(jià)格較貴的TDI使生產(chǎn)成本大幅度下降，并且該工藝可以針對(duì)不同密度調(diào)節(jié)相應(yīng)的倉內(nèi)氣壓值，從而可以有效地實(shí)現(xiàn)多品種多規(guī)格各種密度產(chǎn)品在同一發(fā)泡機(jī)上完成，并成功根據(jù)氣壓調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)發(fā)泡聚氨酯料塊的質(zhì)量控制。實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)下的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率穩(wěn)定地保持在一個(gè)較高的水平上，從而大大提高本行業(yè)的投資回報(bào)率和單機(jī)利潤率，是本行業(yè)中的一次重要突破。
象傳統(tǒng)的發(fā)泡機(jī)一樣，所設(shè)計(jì)的新型專用設(shè)備結(jié)構(gòu)中包括一個(gè)發(fā)泡倉和伸入發(fā)泡倉內(nèi)混合基料噴頭以及與噴頭相連通的混合基料的自動(dòng)混合配料裝置，所不同的是本發(fā)明設(shè)計(jì)方案中發(fā)泡倉是一個(gè)密封容器，從啟發(fā)、膨脹到成形是在這一特殊的工藝條件下完成的，中間生成的各種氣體都不能隨意逃逸。在這樣的情況下任何有害環(huán)境的氣體都能更方便加以引導(dǎo)和處理，更何況省去了有毒基料的應(yīng)用和有限二氧化碳的充分使用。這個(gè)密封的容器就稱其為調(diào)壓發(fā)泡倉。為了獲得與工藝條件相適應(yīng)的倉內(nèi)氣壓，該容器上設(shè)有充(排)氣口?？梢越柚苈泛徒涌诮託鈮赫{(diào)節(jié)裝置。當(dāng)需要加壓時(shí)即充氣，需要減壓時(shí)即排氣，直至達(dá)到理想的壓力狀態(tài)后伸入調(diào)壓倉內(nèi)的混合基料噴頭即可以開始常規(guī)作業(yè)，噴出混合基料，并適當(dāng)調(diào)整噴頭在調(diào)壓倉內(nèi)位置使生成混合物在倉內(nèi)均勻膨脹到充滿整個(gè)調(diào)壓發(fā)泡倉，然后即開倉、出料，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程，以上即為最簡單的壓力可調(diào)式專用發(fā)泡設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
為適應(yīng)大批量生產(chǎn)和完整的操作工藝，下面給出本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，并結(jié)合實(shí)施例、附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的目的是如何實(shí)現(xiàn)的。
附


圖1為專用設(shè)備主機(jī)體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為
圖1的左視圖。
圖3為
圖1A-A向局部剖視圖。
圖4為
圖1的右視圖。
圖5為噴頭、混合配料裝置組合在可移動(dòng)小車上的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為快速氣壓調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為調(diào)壓發(fā)泡倉，1A為調(diào)壓倉的充(排)氣口，1B為調(diào)壓倉的觀測(cè)窗，1C為調(diào)壓倉的氣壓表，1D為倉內(nèi)導(dǎo)軌，2為前倉蓋，3為后倉蓋，4為倉體支架，5為發(fā)泡倉保溫層，6為儀表控制盤，7為泡沫聚氨酯，8為塑料膜，9為混合基料噴頭，10代表小車，10A為電機(jī)，10B為調(diào)速箱，10C為鏈條，10D為主驅(qū)動(dòng)輪，10E為從動(dòng)輪，10F為小車車底板，10G為前密封擋板，10H為限位板，10I碗形軸，10G、10H、10I組成塑膜紡錘，11代表配料混合裝置，11A為基料貯罐，11B為代流量計(jì)和電機(jī)的計(jì)量泵系統(tǒng)，11C為基料傳輸管，11D為混合攪拌器，11E為攪拌器傳動(dòng)裝置，11F為電機(jī)，11G為混合基料輸送管，12為塑膜襯，13為空氣壓縮機(jī)，14為真空泵，15為中間氣壓調(diào)節(jié)柜，16為連接調(diào)壓發(fā)泡倉充(排)氣口的管路，17-19為管路開關(guān)，20-22為中間開關(guān)。
附
圖1所給出的實(shí)施例是一個(gè)適應(yīng)于規(guī)范化生產(chǎn)專用設(shè)備設(shè)計(jì)構(gòu)思。其基本思想是將調(diào)壓發(fā)泡倉(1)設(shè)計(jì)成一個(gè)體積較大的臥式密封容器(根據(jù)需要也可按立式設(shè)計(jì))，前后兩端設(shè)有可以開啟的前后密封倉蓋(2、3)，以有利工藝操作中的裝料、出料、檢修，為隨時(shí)掌握生產(chǎn)過程中發(fā)泡的質(zhì)量和調(diào)整工藝條件，在密封倉體(1)和前后倉蓋(2、3)上設(shè)有觀察窗(1B)和氣壓表(1C)，整個(gè)容器借助支架(4)固定在生產(chǎn)現(xiàn)場，考慮到工藝上保溫的需要在發(fā)泡倉體(1)的有效發(fā)泡區(qū)域內(nèi)增設(shè)了發(fā)泡倉保溫層(5)，在調(diào)壓發(fā)泡倉內(nèi)設(shè)置有兩條與容器軸向平行的軌道(1D)。目的是為了將整體混合基料配料裝置及噴頭設(shè)置在倉體(1)之內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是考慮到大型料塊批量化生產(chǎn)中，噴頭不可能遠(yuǎn)離基料混合器，在調(diào)壓倉與基料混合器分離的設(shè)備中依靠噴頭的直接移動(dòng)的范圍有限，不適于批量化生產(chǎn)的需要。必須借助噴頭附帶混配料系統(tǒng)整體移動(dòng)才能滿足間歇式大批量生產(chǎn)的規(guī)模需求。因而在本實(shí)施例中噴頭(9)及與其相連通的混合配料裝置(11)組裝在一個(gè)可沿軌道(1D)在調(diào)壓發(fā)泡倉內(nèi)前后移動(dòng)的小車(10)上。這樣可以隨著小車(10)的移動(dòng)將噴頭(9)送至倉體(1)內(nèi)前端，設(shè)定壓力后開始噴料啟發(fā)，小車則按設(shè)定的速度緩緩后退，隨著混合料體的膨脹，延伸充滿小車前方的空間，并向后端方向拓展，直至小車到達(dá)后端蓋(3)的限位位置，整體倉體內(nèi)即可充滿成形的泡沫聚氨酯料塊，再借助其它機(jī)構(gòu)的幫助將料塊從前端蓋御出，即可完成一個(gè)生產(chǎn)周期。倉體(1)的長度可根據(jù)生產(chǎn)能力來加以調(diào)整，適應(yīng)于大、中、小規(guī)模不同企業(yè)的需要。
倉體(1)的橫截面為圓形，當(dāng)然亦可設(shè)計(jì)成矩形、等邊六邊形、或其它多邊形，這樣所生產(chǎn)出的料塊也就可以成為圓柱形、四棱柱形等等，視具體用戶的需要而變化。
附圖5給出了倉體內(nèi)混合基料噴頭(9)、基料混合裝置(11)組合在可移動(dòng)小車(10)上的結(jié)構(gòu)示意圖。可以看出，混合配料裝置(11)包括有3-6個(gè)貯料罐(11A)主要是根據(jù)6組份配料還是三組份配料而確定。每個(gè)貯料灌配套代有流量計(jì)和電機(jī)的計(jì)量泵，其用以保證按設(shè)定的流量將該組份原料送入混合攪拌器(11D)。每種組份的基料按工藝確定的流量通過輸送管路(11C)通向高速混合攪拌器(11D)?；旌蠑嚢杵饕才溆袑Ｓ玫碾姍C(jī)(11F)和傳動(dòng)裝置(11E)，從混合器(11D)出來的混合基料通過管路(11G)連至噴頭(9)噴出到發(fā)泡倉(1)內(nèi)。
附圖5中還給出了可前后移動(dòng)的小車(10)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。它包括一個(gè)底板(10F)，配料混合裝置(11)的全部零部件都組裝在車底板(10F)上。具有一個(gè)動(dòng)力電機(jī)(10A)、變速箱(10B)和鏈條(10C)連接驅(qū)動(dòng)輪(10D)。從動(dòng)輪(10E)與驅(qū)動(dòng)輪安裝在底板(10F)下并配合在倉內(nèi)的兩條道軌(1D)上。在小車的前端設(shè)計(jì)有一個(gè)密封擋板(10G)，它形狀與調(diào)壓發(fā)泡倉的橫截面形狀相同，幾何尺寸略小于內(nèi)截面圖形尺寸。這樣實(shí)際上就將可調(diào)發(fā)泡倉內(nèi)空間劃分為兩個(gè)區(qū)域，密封擋板(10G)前至前端蓋(2)實(shí)際上才是真正的變客式發(fā)泡倉。密封擋板(10G)以后實(shí)際上是基料供給部分活動(dòng)空間。在密封擋板(10G)之后還設(shè)計(jì)了一個(gè)幾何尺寸小于它的限位管(10H)，兩個(gè)板之間是一個(gè)碗形軸(10I)，之所以如此設(shè)計(jì)是三者組成了一個(gè)底襯塑膜紡錘，與發(fā)泡倉長度相同(或略長)的薄膜塑料袋就套貯在這紡錘上。其作用是先將塑膜袋從密封擋板與倉內(nèi)壁形成空隙中拉出罩在噴頭(9)外空間。啟發(fā)開始后，膨脹的泡沫聚安酯將塑膜壓在發(fā)泡倉的內(nèi)壁上形成料塊和內(nèi)壁之間的底襯，隨著小車后移，塑膜袋被逐漸拉出并最終形成與料塊長度相同的底襯袋。從而有利御料拉出的順利進(jìn)行，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)泡料材與發(fā)泡倉內(nèi)壁粘合造成的御料阻力。這也正是本設(shè)備的設(shè)計(jì)特點(diǎn)之一。與噴頭(9)連接的混合基料輸送管(11G)即從這一紡錘中穿過，并使噴頭(9)固定在密封擋板(10G)即小車的正前方，噴頭向下略偏，以保證發(fā)泡體的合理膨脹延伸方向。
在后倉蓋(3)上還設(shè)有監(jiān)測(cè)控制混配料裝置送料速度及各種運(yùn)行狀態(tài)的儀表控制盤(6)，電源動(dòng)力線，控制信號(hào)和采樣信號(hào)線均采用電纜線通過自動(dòng)收線機(jī)連接在儀表控制盤和小車(10)上的各設(shè)備之間。通過控制盤上設(shè)定的控制程序，監(jiān)測(cè)程序和執(zhí)行電路完成每次作業(yè)的自動(dòng)控制。其控制線路均為通用電子設(shè)備在此就無須一一詳述?？傊看蜗鄳?yīng)控制參量確定之后，將所需基料裝入貯料罐(11A)，將小車(10)設(shè)置在調(diào)節(jié)發(fā)泡倉(1)的前端，按設(shè)定壓力調(diào)整好倉內(nèi)氣壓即可啟動(dòng)程序，隨著小車向后端蓋(3)移動(dòng)，發(fā)泡聚氨酯即按設(shè)定的密度啟發(fā)膨脹、成形并向后延伸，當(dāng)小車退至預(yù)定位置時(shí)自動(dòng)停車，使延伸混合物達(dá)到密封擋板(10G)處整個(gè)程序中止，打開前倉蓋(2)，借助其它輔助工具牽拉，推擠將料塊從前倉蓋御出，然后加料關(guān)倉門準(zhǔn)備下次循環(huán)作業(yè)。
為了減少中間準(zhǔn)備時(shí)間，使調(diào)壓發(fā)泡倉盡快達(dá)到預(yù)置的壓力值，本設(shè)備中還特別配備了快速充(排)氣裝置。該裝置是由空壓機(jī)(13)及真空泵(14)和一個(gè)中間氣壓調(diào)節(jié)柜(15)組成，一般來講中間氣壓調(diào)節(jié)柜是個(gè)容積較大的壓力容器，必要時(shí)也可以用幾個(gè)容器并連(或串連組成)，中間氣壓調(diào)節(jié)柜(15)通過開關(guān)(17)直接接調(diào)壓密封倉的充(排)氣口(1A)。再將空氣調(diào)節(jié)柜(15)通過中間開關(guān)(20-22)與壓縮機(jī)(13)和真空泵(14)分別相連通，由此而組成的快速氣壓調(diào)節(jié)的充(排)氣裝置在每次發(fā)泡作業(yè)的同時(shí)可以啟動(dòng)壓縮機(jī)(或真空泵)使中間氣壓調(diào)節(jié)柜(15)達(dá)到某一設(shè)定氣壓。當(dāng)重新關(guān)閉倉蓋后即可通過打開關(guān)(17)使調(diào)壓發(fā)泡倉(1)與中間氣壓調(diào)壓柜(15)直接連通，從而使倉內(nèi)氣壓在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到工藝設(shè)計(jì)值，從而大大縮短了工藝準(zhǔn)備時(shí)間，提高了發(fā)泡機(jī)的使用效率，提高了班產(chǎn)量。發(fā)泡倉(1)可以直接充(排)氣機(jī)，以做工藝參數(shù)的精確調(diào)整，在小批量生產(chǎn)的條件下也可省去中間氣壓柜，以降低設(shè)備投資。
根據(jù)相同的構(gòu)思也可設(shè)計(jì)成立式調(diào)壓型聚氨酯發(fā)泡機(jī)，基本結(jié)構(gòu)相似。
以上的專用設(shè)備適用于調(diào)壓發(fā)泡倉內(nèi)的聚氨酯生產(chǎn)新工藝，其生產(chǎn)過程中，省略了有毒的二氯甲烷和氟里昂，并且節(jié)約了20％的TDI原料，使同密度的聚氨酯泡沫塊生產(chǎn)成本下降30％，特別是單機(jī)生產(chǎn)多品種多規(guī)格的各種密度的產(chǎn)品是本行業(yè)的首創(chuàng)，大大降低了本行業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了本行業(yè)的產(chǎn)品性能價(jià)格比，其工藝方法和設(shè)備的推廣對(duì)聚氨酯生產(chǎn)企業(yè)具有重大的意義。
權(quán)利要求1.可調(diào)型聚氨酯發(fā)泡機(jī)，結(jié)構(gòu)中包括一個(gè)發(fā)泡倉(1)，伸入發(fā)泡倉的混合基料噴頭(9)及與混合基料噴頭相連通的混合基料自動(dòng)配料裝置(11)，其特征在于(a)該發(fā)泡倉(1)是一個(gè)密封的容器，(b)該容器設(shè)有充(排)氣口(1A)，(c)該充(排)氣口(1A)與充(排)氣裝置相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于該調(diào)壓發(fā)泡倉(1)是一個(gè)臥式密封容器，前后兩端設(shè)有可開啟的前后密封倉蓋(2、3)，在密封倉蓋(2、3)和倉體(1)上設(shè)置有觀察窗(1B)和氣壓表(1C)，整個(gè)容器借助支架(4)定位在生產(chǎn)現(xiàn)場，在調(diào)壓發(fā)泡倉(1)內(nèi)設(shè)置有兩條與容器軸向平行的軌道(1D)，噴頭(9)及與其相貫通的基料混合裝置(11)組裝在一個(gè)可沿道軌(1D)在發(fā)泡倉(1)內(nèi)前后位移的小車(10)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于發(fā)泡倉(1)的橫截面為圓形，也可以為矩形，等邊六邊形或多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于基料混合裝置(11)包括3-6個(gè)貯料罐(11A)，每個(gè)貯料罐配套代有流量計(jì)和電機(jī)的計(jì)量泵(11B)，由輸料管道(11C)通向高速攪拌混合器(11D)，從混合器(11D)出來的混合基料通過管路(11G)輸至噴頭(9)，以上全部結(jié)構(gòu)組裝定位在小車(10)的底板(10F)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于可沿道軌(1D)前后滑移的小車(10)由小車底板(10F)，動(dòng)力電機(jī)(10A)變速箱(10B)及通過鏈條(10C)連接的小車驅(qū)動(dòng)輪(10D)，和從動(dòng)輪(10E)組成，小車的前端設(shè)有由密封擋板(10G)、限位板(10H)、碗形軸(10I)組成的底襯塑膜紡錘，混合基料噴頭(9)即借助穿過該裝置的輸料管(11G)定位在密封擋板(11G)的正前方，噴頭(9)向下偏。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于在后密封倉蓋(3)上還設(shè)有監(jiān)測(cè)控制配料裝置送料速度和運(yùn)行狀態(tài)的儀表控制盤(6)，電源及信號(hào)電纜線通過自動(dòng)收線機(jī)連接在小車(10)，上的設(shè)備和儀表控制盤(6)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的聚氨酯發(fā)泡機(jī)，其特征在于充(排)氣裝置是由空壓機(jī)(13)及真空泵(14)和中間氣壓調(diào)節(jié)柜組成，中間氣壓調(diào)節(jié)柜(15)通過開關(guān)(17)借助管路(16)與發(fā)泡倉充排氣口(1A)相連通，中間氣壓調(diào)節(jié)柜(15)通過中間開關(guān)(20-22)與空壓機(jī)(13)、真空泵(14)分別相連通，形成快速氣壓調(diào)節(jié)裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種與調(diào)壓發(fā)泡倉內(nèi)生成聚氨酯料塊的新方法配套的專用設(shè)備,專用設(shè)備系由一個(gè)臥式密閉調(diào)壓倉和在倉內(nèi)可自由移動(dòng)的噴槍頭及混合配料裝置組成。在設(shè)定壓力的發(fā)泡倉內(nèi),隨著載有噴頭和基料混合裝置的小車在密閉倉內(nèi)的移動(dòng),混合基料啟發(fā)、膨脹、延伸并成形。首次在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)多密度品種的批量生產(chǎn),是聚氨酯生產(chǎn)行業(yè)的一次重要突破。
文檔編號(hào)B29C44/00GK2361454SQ9825095
公開日2000年2月2日 申請(qǐng)日期1998年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月29日
發(fā)明者郭安民 申請(qǐng)人:郭安民