CN105619684B - 一种多级加热发泡炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料发泡领域，具体涉及一种多级加热发泡炉，包括，上料装置、加工室、收料装置和冷却装置，所述加工室包括：用以材料发泡的加热区和用以材料定型的冷却区，加热区和冷却区相互连通，所述加热区和冷却区连通处设置有该有开口的隔离带；所述加热区包括，长条形截面的发泡通道以及用以所述发泡通道内材料加热的加热系统；所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能；所述加工室与所述上料装置之间还设置有预加热区，所述预加热区包括若干预加热段；所述冷却装置包括冷却管和冷却器，所述冷却器包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口。

Description

一种多级加热发泡炉

技术领域

本发明涉及材料发泡领域，具体涉及一种多级加热发泡炉。

背景技术

聚烯烃发泡材料在生产过程中常采用发泡炉进行发泡，传统的发泡炉采用热风、蒸汽等方式提供发泡所需要的高温环境，通常发泡炉通过电加热或燃料加热等方式对炉内进行热传导式的加热升温，来达到发泡温度。然而，这种加热方式效果差，发泡材料在炉内的运输速度慢，炉膛体积大，且加热炉进出口的热量损失会对炉内的发泡效果造成巨大的影响。

例如，公告号为CN1799809A公开的一种辐射交联聚烯烃发泡设备和公告号为CN201195371Y公开的一种聚烯烃卷材发泡设备，采用水平预热和竖直发泡炉的方式对聚烯烃材料进行加热发泡，然而其存在以下问题：1、加热速度慢，加热能耗高。2、加热过程中炉内的热气无法充分利用。3、垂直发泡段较长，发泡材料在垂直发泡时，在重力作用下会有一定的拉长，不利于产品的定型。4、垂直炉内设置有展开装置，对发泡材料展开的同时会造成材料表面的损害，影响成品质量。5、预热段需要单独供能，能量利用率低。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种多级加热发泡炉。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种多级加热发泡炉，包括，上料装置、加工室、收料装置和冷却装置，所述加工室包括：用以材料发泡的加热区和用以材料定型的冷却区，加热区和冷却区相互连通，所述加热区和冷却区连通处设置有带有开口的隔离带；所述加热区包括，长条形截面的发泡通道以及用以所述发泡通道内材料加热的加热系统；所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能口，所述波源发射器设置在所述发泡通道外，所述馈能口设置在所述发泡通道的侧壁上，所述波导管的两端分别与所述波源发射器和馈能口相连；所述加工室与所述上料装置之间还设置有预加热区，所述预加热区包括若干预加热段；所述冷却装置包括冷却管和冷却器，所述冷却器包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口。所述波源发射器为磁控管，磁控管产生微波，在波导管的传递下从馈能口进入发泡通道对物料进行加热，由于微波加热为无介质的加热方式，相比传统电加热或燃气加热的方式加热速度更加快速，所需要的加热空间较小，材料在加热区内的形变量小，此外，加热区和冷却区的直接相连，保证了发泡完毕后，材料直接冷却定型，进一步减少了加工过程中的形变，提高了成品质量，多级预加热段。

作为优选，所述发泡通道沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口与物料出口，所述发泡通道内壁设置有反射层，所述物料进口与物料出口设置有微波抑制器，聚烯烃发泡材料多为扁平带状，条缝形设置有微波抑制器的物料进口与物料出口可以在保证发泡材料通过的情况，防止微波逸出，提高热效率，反射层用以减少微波损耗，进一步提高加热效率。

作为优选，所述冷却管包括两个缠绕段，所述缠绕段分别缠绕在所述波源发射器和预加热区的进料处，所述波源发射器上的缠绕段与冷却器的出口相连，所述预加热段上的缠绕段与冷却器的入口相连。波源发射器功率较高，连续工作时会产生大量热，冷却管内液体通过波源发射器后温度很高，将其引入预加热区的进料处可对发泡材料进行初步预热，对热量进行回收。

作为优选，冷却装置还包括设置在加工室内的风扇和与风扇相通的排气管，所述排气管的一端与风扇相连，另一端缠绕在所述预加热段外，所述风扇为抽风扇，设置在发泡通道位于物料进口的一端，用发泡通道内排出的气体对预加热区内发泡材料的进行预热处理。

作为优选，所述发泡通道包括若干个谐振区域，所述每个谐振区域内均单独匹配有独立的加热系统，谐振区域之间设置有隔板，所述谐振区域与物料进口之间设置有预热区，在风扇的抽风作用下，发泡通道内的热气会强制循环到预热区，提前对发泡材料进行预热，多个谐振区域可以实现多温度段的控制加热，便于发泡参数的控制，提高产品质量。

作为优选，所述谐振区域为矩形立体结构，所述馈能口对称分布在谐振区域相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口。

作为优选，所述谐振区域的各边长与馈能口发射波的频率满足如下关系：

其中f为发射波频率，c为光速，m、n、p为自然数，a、b、h为谐振区域的长宽高，所述发射波的频率f为900MHz～2500MHz，发射功率为10～100KW。使得发射的微波在谐振区域内形成驻波，使得谐振区域内固定位置接收到的微波能量恒定，达到更加稳定的加热效果。

作为优选，所述谐振区域内设置有温控器，所述温控器包括温度检测器和功率调节器。温度检测器用以检测谐振区域内的温度，并且通过功率调节器改变磁控管的功率从而控制温度。

作为优选，所述上料装置包括出料棍和放卷机构，所述出料棍设置在所述物料进口的上方；所述收料装置包括定型辊组、牵引辊组和收卷机构，所述定型辊组设置在冷却区内且临近物料出口处的位置，且所述定型辊组内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路，冷却通路的两端分别于所述冷却器的出口和入口相连。所述定型辊组包括多对两两相对且具有不同压力的定型辊组成，用以多次反复定型，冷却通路用以保持定型辊组表面的冷却，从而提高定型效果。

作为优选，所述隔离带包括用以防止发射波进入冷却区的吸收反射层和用以隔绝加热区热量进入冷却区的隔热层，所述吸收反射层采用不锈钢微波抑制板，所述隔热层采用石棉板。防止微波泄漏的同时隔绝热量，保证了冷却区的定型效果。

综上所述，本发明的有益效果：

① 本发明所述的一种多级加热发泡炉，利用微波加热，加热速度快，设置谐振腔使得物料加热更加均匀，有效提高了发泡效率。

② 本发明所述的一种多级加热发泡炉，设置多段预热区，进一步提高发泡效果，且充分利用能源，更加节能。

③ 本发明所述的一种多级加热发泡炉，采用相互连接的加热区和冷却区，使得发泡材料的冷却定型效果好，且通过隔离带使得加热区和冷却区之间互不影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中发泡通道的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1、图2所示，一种多级加热发泡炉，包括，上料装置1、加工室2、收料装置3和冷却装置9；加工室2包括：用以材料发泡的加热区4和用以材料定型的冷却区5，加热区4和冷却区5相互连通，加热区4和冷却区5连通处设置有带有开口的隔离带21；加热区4包括，长条形截面的发泡通道6以及用以发泡通道6内材料加热的加热系统7；加热系统7包括，波源发射器71、波导管72和馈能口73，波源发射器71设置在发泡通道6外，馈能口73设置在发泡通道6的侧壁上，波导管72的两端分别与波源发射器71和馈能口73相连；冷却装置9包括冷却管91和冷却器92，冷却器92包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口。发泡通道6沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口61与物料出口62，发泡通道6内壁设置有反射层63，物料进口61与物料出口62设置有微波抑制器。

加工室2与上料装置1之间还设置有预加热区8，预加热区8包括三个预加热段801，分别为第一预加热段、第二预加热段和第三预加热段。冷却管91包括两个缠绕段，缠绕段分别缠绕在波源发射器71和第一预加热段处，波源发射器71上的缠绕段与冷却器92的出口相连，预加热段801上的缠绕段与冷却器92的入口相连。将波源发射器71的热量用于加热第一预加热段，使得第一预加热段内的温度保持在50℃。冷却装置9还包括设置在加工室2内的风扇93和与风扇93相通的排气管94，排气管的一端与风扇93相连，另一端缠绕在第二预加热段外，用发泡通道6内排出的气体对第二预加热段内发泡材料的进行预热处理，并且控制温度在70℃。第三预加热段通过电加热方式，控制温度在90℃。

发泡通道6内包括三个谐振区域601，每个谐振区域601内均单独匹配有独立的加热系统7，谐振区域601之间设置有隔板602，顶部谐振区域601与物料进口61之间设置有预热区603，预热区603通过在风扇93的抽风作用聚集谐振区域601多余的热量，预热区603内温度控制在100℃，提前对发泡材料进行预热。

谐振区域601为矩形立体结构，馈能口73对称分布在谐振区域601相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口73。谐振区域601的各边长与馈能口73发射波的频率f为2450MHz，谐振区域601长宽高分别为200cm、40cm和35cm，发射功率为50KW。谐振区域601内设置有温控器，温控器包括温度检测器和功率调节器。温度检测器用以检测谐振区域601内的温度，并且通过功率调节器改变磁控管的功率从而控制三个谐振区域601温度的温度分别为120℃、160℃和140℃。

上料装置1包括出料棍11和放卷机构12，出料棍11设置在物料进口61的上方；收料装置3包括定型辊组31、牵引辊组32和收卷机构33，定型辊组31设置在冷却区5内且临近物料出口62处的位置，且定型辊组31内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路311，冷却通路311的两端分别于冷却器92的出口和入口相连。定型辊组31包括多对两两相对且具有不同压力的定型辊组成，用以多次反复定型，冷却通路311用以保持定型辊组31表面的冷却，从而提高定型效果。

隔离带21包括用以防止发射波进入冷却区5的吸收反射层211和用以隔绝加热区4热量进入冷却区5的隔热层212，吸收反射层211采用不锈钢微波抑制板，隔热层212采用石棉板。防止微波泄漏的同时隔绝热量，保证了冷却区的定型效果。

实施例2：

与上述实施例1不同之处在于，预加热区8包括三个预加热段801，分别为第一预加热段、第二预加热段和第三预加热段，三个预加热段801均通过电加热方式加热，并且控制第一预加热段、第二预加热段和第三预加热段的温度分别为50℃、70℃和90℃。

Claims (8)

1.一种多级加热发泡炉，包括，上料装置（1）、加工室（2）、收料装置（3）和冷却装置（9），其特征在于，所述加工室（2）包括：用以材料发泡的加热区（4）和用以材料定型的冷却区（5），加热区（4）和冷却区（5）相互连通，所述加热区（4）和冷却区（5）连通处设置有带有开口的隔离带（21）；所述加热区（4）包括，长条形截面的发泡通道（6）以及用以所述发泡通道（6）内材料加热的加热系统（7）；所述加热系统（7）包括，波源发射器（71）、波导管（72）和馈能口（73），所述波源发射器（71）设置在所述发泡通道（6）外，所述馈能口（73）设置在所述发泡通道（6）的侧壁上，所述波导管（72）的两端分别与所述波源发射器（71）和馈能口（73）相连；所述加工室（2）与所述上料装置（1）之间还设置有预加热区（8），所述预加热区（8）包括若干预加热段（801）；所述冷却装置（9）包括冷却管（91）和冷却器（92），所述冷却器（92）包括低温流体输出的出口和高温流体进入的入口，所述冷却管（91）包括两个缠绕段，所述缠绕段分别缠绕在所述波源发射器（71）和预加热区（8）的进料处，所述波源发射器（71）上的缠绕段与冷却器（92）的出口相连，所述预加热段（801）上的缠绕段与冷却器（92）的入口相连；所述发泡通道（6）沿着材料输送方向的两端分别设置有条缝形的物料进口（61）与物料出口（62），所述发泡通道（6）内壁设置有反射层（63），所述物料进口（61）与物料出口（62）设置有微波抑制器。

2.根据权利要求1所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，冷却装置（9）还包括设置在加工室（2）内的风扇（93）和与风扇（93）相通的排气管（94），所述排气管的一端与风扇（93）相连，另一端缠绕在所述预加热段（801）外。

3.根据权利要求2所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述发泡通道（6）包括若干个谐振区域（601），所述每个谐振区域（601）内均单独匹配有独立的加热系统（7），谐振区域（601）之间设置有隔板（602），所述谐振区域（601）与物料进口（61）之间设置有预热区（603）。

4.根据权利要求3所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述谐振区域（601）为矩形立体结构，所述馈能口（73）对称分布在谐振区域（601）相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口（73）。

5.根据权利要求4所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述谐振区域（601）的各边长与馈能口（73）发射波的频率满足如下关系：

其中f为发射波频率，c为光速，m、n、p为自然数，a、b、h为谐振区域（601）的长宽高，所述发射波的频率f为900MHz～2500MHz，发射功率为10～100KW。

6.根据权利要求5所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述谐振区域（601）内设置有温控器，所述温控器包括温度检测器和功率调节器。

7.根据权利要求6所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述上料装置（1）包括出料棍（11）和放卷机构（12），所述出料棍（11）设置在所述物料进口（61）的上方；

所述收料装置（3）包括定型辊组（31）、牵引辊组（32）和收卷机构（33），所述定型辊组（31）设置在冷却区（5）内且临近物料出口（62）处的位置，且所述定型辊组（31）内设置有用以冷却发泡材料的冷却通路（311），冷却通路（311）的两端分别于所述冷却器（92）的出口和入口相连。

8.根据权利要求7所述的一种多级加热发泡炉，其特征在于，所述隔离带（21）包括用以防止发射波进入冷却区（5）的吸收反射层（211）和用以隔绝加热区（4）热量进入冷却区（5）的隔热层（212）。