CN101973102B - 一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其沿生产线方向，依次连续设置一段红外线预热段、若干段热风循环加热段和一段保温冷却段，各段主体均为长方形的箱体，箱体均用型钢焊接而成框架，箱体内外表面用薄板封闭，构成夹套结构，保温材料充满并压实在夹套空间内，箱体中均设有输送辊道。本发明由红外线预热、热风循环加热和冷/热风循环保温冷却三个过程构成的发泡及成型定型的设备，采用了预热箱体可开闭及密封的技术，“四进风/四回风通道”式加热段以及“四进风/一回风通道”式保温冷却段的冷/热风循环的结构，可以实现快速均匀预热、逐渐均匀加热、缓慢均匀冷却，提高了产品成型质量。

Description

一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备

技术领域

本发明涉及机械制造设备领域，具体是一种专为生产橡塑发泡管、板材用的连续发泡及成型定型设备。

背景技术

橡塑连续发泡及成型定型设备属于制造橡塑管、板材用的发泡及成型定型的主要专用设备之一。这里的“橡塑”是指以橡胶或者橡塑共混材料为主要原料作为发泡材料。

在现有技术中, 中国专利“橡塑发泡生产线中的加热炉”（CN 201053818Y）提供了一种生产橡塑发泡板材的五段加热炉设备，各段加热炉相同且具有二进风三回风式热风循环结构特征，目的是提高炉膛内温度的均匀性。在这种加热炉中，二个进风通道和三个回风通道都分别设置在位于发泡材料输送辊道的上、下两侧的炉顶和炉底上，并且加热器设置在回风总管内。这一技术具有以下缺点：第一，进风通道与出风通道间隔较近，热利用率低，能量消耗大；第二，由于橡塑材料为热的不良导体，仅靠热风循环加热需要较长的扩散传热时间和较长的加热炉，尤其对于较厚的橡塑板材；第三，未涉及到加热炉保温技术。

中国专利“用于交联聚烯烃发泡炉内的展开机构 ”（CN 2790731Y）、“辐射交联聚烯烃发泡设备”（CN 1799809A）和“交联聚烯烃发泡炉用加热系统”（CN 201283620Y）涉及到生产交联聚烯烃卷材发泡设备的发明，该种发泡设备的发泡炉由预热水平炉和发泡垂直炉呈角尺状组合而成，垂直炉内设置加热装置。“用于交联聚烯烃发泡炉内的展开机构 ”提供了多根加热棒沿垂直炉内壁自上而下均匀布置的热辐射加热方法。“辐射交联聚烯烃发泡设备”提供了沿垂直炉内壁设置远红外加热元件的方法。为克服上述二个加热方法存在的使炉内区域温度相互影响的“烟囱效应”， “交联聚烯烃发泡炉用加热系统”提供了一种由热风通道、加热棒和风扇组成的加热装置，热风通道由顶端敞口的纵向通道和前端敞口横向通道，纵向通道底端与横向通道后端衔接且相通，加热棒集中设置在纵向通道内，风扇安装在横向通道内。在这一加热方法中，热量集中使用，目的是准确进行区域温度控制。这三种技术的缺点是：第一，加热系统全部设置在炉内壁，维修不方便；第二，在热量集中使用的技术中，热风在吹向片材左右面进行加热的同时，会使部分热风向出料口流动，引起热量损失。

中国专利“发泡烘箱风量调节装置”（CN 201411597Y）提供了一个用于壁纸发泡烘箱的风量调节装置，其目的是在烘箱外设置风量调节操作装置。该风量调节装置由带门轴的左风门和右风门等构成，通过转动设置在烘箱外的操动杆，左、右风门可闭合或打开，实现对风量调节。这一技术的缺陷是单一只采用机械门调节风量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产NBR/PVC、NR、CR和EPDM等橡塑发泡管、板材用的连续发泡及成型定型设备技术，特别是能生产目前国际上最先进的以EPDM（三元乙丙橡胶）为主要原料的发泡保温管、板材，达到设备简单、结构合理、全自动化、环保、节能、发泡质量好、适应范围广和生产能力高的性能要求。

本发明所述的一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其沿生产线方向，依次连续设置一段红外线预热段、若干段热风循环加热段和一段保温冷却段，各段主体均为长方形的箱体，箱体均用型钢焊接而成框架，箱体内外表面用薄板封闭，构成夹套结构，保温材料充满并压实在夹套空间内，箱体中均设有输送辊道。

所述预热段主要由下箱体、上箱体以及驱动上箱体开闭的汽缸组成，下箱体由支架支撑并固定，上箱体一侧与下箱体的同侧铰接，上箱体另一侧与汽缸的活塞连接，汽缸的缸体设在横伸出支架的支座上，红外线加热元器件均匀布置在上箱体的内壁顶部和下箱体的内壁底部。

预热段采用开闭结构，目的是方便检验调整发泡材料位置和设备维修。上、下箱体采用耐高温密封垫密封。红外线加热元器件均布在活动上箱体内顶和固定下箱体内底，利用了红外线加热的快速、均匀、效率高、省能量的优点。

所述热风循环加热段采用整体箱体结构，沿生产线方向并列的二组进风总管设置在整体箱体外部顶面上，二组风扇分别设在二组进风总管内；若干根加热管连续排列在进风总管内；每个进风总管在箱体上游端部都分成下进风支管和上进风支管，其中下进风支管通过设在整体箱体侧壁上的下进风通道将热风导入输送辊道的下面，而上进风支管通过上进风通道和百叶窗式风道，将热风导入输送辊道的上面；位于整体箱体下游端部两侧的上、下二个回风通道及其支管分别汇成两个回风总管再连接至对应的进风总管。

在上进风支管和上进风通道之间可以设置上进风风门，用于手动调节进风风量。

百叶窗式风道的叶片间距为150-250 mm，与水平面倾角为35-50°，百叶窗式风道的作用是将水平吹向下游的气流均匀分流、转向成为倾斜向下吹向输送辊道上面的气流，加强了对流均匀加热效果。

保温冷却段与加热段的结构几乎相一致，区别在于只有一个回风通道以及箱体中无排烟口和排烟支路，此回风通道设置在箱体顶部中间，回风总管也只有一个，构成“四进风–一回风通道”式的冷/热风循环结构。

在箱体内外设置多个排烟支路。而风扇通过带轮皮带连接变频调速电机。

由于在发泡或冷却过程中，急加热或急冷都会引起橡塑板材表面起褶皱并且及加热还会造成泡孔的爆裂，为避免这些情况，本发明采用“一段红外线预热、多段热风循环加热、一段保温冷却” 连续化设备，其可以实现快速均匀预热、逐渐均匀加热、缓慢均匀冷却，其产品达到均匀的闭孔发泡结构和无褶皱的发泡板材表面。特别是在加热段采用“四进风/四回风通道的热风循环结构”，保温冷却段采用“四进风/一回风通道的冷/热风循环结构”，以确保均匀、缓慢冷却或加热，温控精度高达±1℃。保温冷却段采用冷/热风循环方法是为了避免急冷，可适应冬、夏季节温差大的场合（夏季用冷风循环，冬季用热风循环）。在加热段以及保温冷却段箱体的内顶处，设置特别设计的百叶窗式风道，将水平吹向下游的气流均匀分流、转向成为自上而下的气流，目的是加强均匀对流加热效果，提高加热均匀性。在箱体内外设置多个排烟支路，以确保油汽等烟气被全部抽排出，不泄露到车间，并且抽排出的烟气经环保性处理后不给环境造成污染。各段箱体内外封闭，并采用保温性能好、使用寿命长的密封材料，达到环保节能。风扇驱动采用变频调速，根据温度情况自动变速调节风量，并与手动风门联合使用，使调节风量更加柔性、精确，这样可大大节约能量。输送辊道通过变频减速电机、直线链传动驱动，结构简单、速度可调，能够适应不同生产线速度要求，已满足预热、加热和保温冷却的时间需求。本发明还能够依据橡塑发泡管、板材的原材料种类与配方以及产品规格的不同，调整各加热段和保温冷却段的温度分布和辊道速度，以使发泡速度和硫化速度相匹配。

附图说明

图1是橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备的主视结构图。

图2是图1中的A-A剖视图（预热段的结构示意图）。

图3是图1中的B-B剖面图（加热段的结构示意图）。

图4是图1中的C向视图（省去了排气管道）。

图5是图1中的D向局部放大图。

图6是图1中的E向局部剖视图。

图中标号

1 预热段；2 加热段Ⅰ；3 加热段Ⅱ；4加热段Ⅲ；5 排烟管路；6 保温冷却段；7 保温材料；8 红外线加热元件；9 下箱体；10 上箱体；11 汽缸；12 回风通道；13 回风总管；14 风扇；15 带轮皮带；16变频调速电机；17 输送辊道；18 链轮链条；19 辊道驱动减速电机；20进风总管； 21 加热管；22 下进风支管；23上进风支管；24 上进风通道；25排烟支路；26 上进风风门；27 下进风通道；28 观察门；29 百叶窗式风道；30 整体箱体。

具体实施方式

    下面结合图1-6具体说明本发明。

图1所示的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备包括一段红外线预热段1、三段热风循环加热段2-4、一段保温冷却段6。

各段主体均为长方形的箱体，箱体9、10和30均用型钢焊接而成框架，箱体内外表面用薄板封闭，构成夹套结构。保温材料7采用保温性能好的、耐高温的特殊配方设计，充满并压实在夹套空间内，保温层厚度应大于150mm。风管的横截面为矩形，其保温结构类似于箱体, 保温层厚度应大于70mm。

在每个加热段中，各设置三个排烟口并且在各个加热段之间以及加热段与保温冷却段之间也各设置一个封闭的排烟口，油汽等烟气排烟支路25，再通过排烟管路5被抽排出，确保烟气不被泄露进车间，并且抽排出的烟气经环保性处理后不给环境造成污染。

预热段1是水平剖分结构，由下箱体9和上箱体10组成，上箱体10用汽缸11驱动开闭，以检验、调整发泡材料位置和设备维修，上箱体10打开角度约为25°（与水平面方向）。红外线加热元器件8均匀布置在活动上箱体10的内壁顶部和固定下箱体9的内壁底部，用于发泡材料表里的快速、均匀预热。

加热段2、3和4是整体箱体30的结构，沿生产线方向并列排列的二组进风总管20和风扇14设置在箱体30外部顶面上，加热管21设置在进风总管20内。每个进风总管20在箱体上游端部都分成下进风支管22和上进风支管23，下进风支管22通过下进风通道27，将热风吹入输送辊道17的下面；上进风支管23通过上进风通道24和百叶窗式风道29，将热风吹入输送辊道17的上面。在上进风支管23和上进风通道24之间设置上进风风门26，手动调节进风风量。百叶窗式风道的作用是将水平吹向下游的气流均匀分流、转向成为倾斜向下吹向输送辊道上面的气流，加强了对流均匀加热效果，百叶窗的叶片间距为150-250 mm，与水平面倾角为35-50°。位于箱体下游端部的上、下二个回风通道12及其支管汇成一个回风总管13，二组回风总管分别正对设置在箱体下游端部的前、后面上。进风总管20内及其进风支管和通道、加热管21、风扇14、回风总管13及其回风支管和通道以及箱体30内部通道构成了“四进风–四回风通道”式的热风循环加热系统。

参见图6，保温冷却段6与加热段2、3和4的结构几乎相一致，区别在于只有一个回风通道12以及箱体中无排烟口和排烟支路25，此回风通道设置在箱体30顶部中间上，回风总管也只有一个，构成“四进风–一回风通道”式的冷/热风循环结构。

风扇14采用变频调速电机16和带轮皮带15驱动，可根据箱体内温度的设定值和实际值自动调节电机转速和风扇风量，使箱体内温度恒定、波动小，比恒定电机转速、机械风门调节风量的方法更加节能、更柔性。另外，风扇14置于加热管21的后面，有利于延长风扇使用寿命。

减速电机19通过链轮链条18驱动输送辊道17转动，将橡塑物料沿箱体长度方向向前输送，依次通过预热段、加热段和保温冷却段。橡塑物料在向前输送过程中，首先被快速均匀预热，然后被逐渐均匀加热，当达到发泡温度时发泡发生，随后进入保温冷却段定型。可通过观察门28观察发泡膨胀和成型过程。由于采用变频调速电机驱动，预热、加热和保温冷却的时间可以根据发泡材料的不同种类及配方、发泡制品的种类及规格以及温度进行变化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于沿生产线方向，依次连续设置一段红外线预热段（1）、若干段热风循环加热段（2-4）和一段保温冷却段（6），各段主体均为长方形的箱体，箱体均用型钢焊接而成框架，箱体内外表面用薄板封闭，构成夹套结构，保温材料（7）充满并压实在夹套空间内，箱体中均设有输送辊道（17），热风循环加热段采用整体箱体（30）结构，沿生产线方向并列的二组进风总管（20）设置在整体箱体（30）外部顶面上，二组风扇（14）分别设在二组进风总管（20）内；若干根加热管（21）连续排列在进风总管（20）内；每个进风总管（20）在箱体上游端部都分成下进风支管（22）和上进风支管（23），其中下进风支管（22）通过设在整体箱体（30）侧壁上的下进风通道（27）将热风导入输送辊道（17）的下面，而上进风支管（23）通过上进风通道（24）和百叶窗式风道（29），将热风导入输送辊道（17）的上面；位于整体箱体（30）下游端部两侧的上、下二个回风通道（12）及其支管分别汇成两个回风总管（13）再连接至对应的进风总管（20）。

2.根据权利要求1所述的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于所述预热段（1）主要由下箱体（9）、上箱体（10）以及驱动上箱体开闭的汽缸（11）组成，下箱体（9）由支架支撑并固定，上箱体（10）一侧与下箱体（9）的同侧铰接，上箱体（10）另一侧与汽缸（11）的活塞连接，汽缸（11）的缸体设在横伸出支架的支座上，红外线加热元器件（8）均匀布置在上箱体（10）的内壁顶部和下箱体（9）的内壁底部。

3.根据权利要求1或2所述的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于在上进风支管（23）和上进风通道（24）之间设置上进风风门（26）。

4.根据权利要求3所述的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于百叶窗式风道（29）的叶片间距为150-250 mm，与水平面倾角为35-50°。

5.根据权利要求1或2所述的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于在热风循环加热段的箱体内外设置多个排烟支路（25）。

6.根据权利要求1或2所述的橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备，其特征在于风扇（14）通过带轮皮带（15）连接变频调速电机（16）。