CN106079221B - 一种pu圆泡高压发泡机组 - Google Patents

一种pu圆泡高压发泡机组 Download PDF

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Abstract

一种PU圆泡高压发泡机组，为解决现有PU圆泡发泡机组采用低压发泡方式，造成孔径不均和产生流痕的问题。搅拌轴上安装有数个叶片，数个叶片间歇式且按双头螺旋线布置，叶片的螺旋角为5°～15°，平衡网栅与搅拌轴上端面之间为压力缓冲区，混合头、圆锥形甬道、连接杆、圆形甬道、链板传动筒、切断机构和夹泡机构由下至上依次设置，筒形塑料膜沿圆锥形甬道、圆形甬道和链板传动筒的内壁铺设，筒形塑料膜沿圆锥形甬道、圆形甬道和链板传动筒的内壁铺设，第一原料罐和第七原料罐分别通过低压进料管与低压进料口连接，第二原料罐、第三原料罐、第四原料罐、第五原料罐和第六原料罐分别通过高压进料管与高压进料口连接。本发明用于生产PU圆泡。

Description

一种PU圆泡高压发泡机组
技术领域
本发明涉及一种发泡机组，具体涉及一种PU圆泡高压发泡机组。
背景技术
PU(聚氨酯)大块泡沫连续生产线有平泡生产线和圆泡生产线，众所周知，平泡生产线生产的产品孔径细腻均匀，性能稳定，能产出高质量的产品，因此，平泡生产线被应用越来越多。但是，圆泡也具有很多优点：圆泡卷材比较长、无接头、卷材宽度变化灵活、设备占地面积小、使用人力少、原料浪费少、投入资金少。
现有PU(聚氨酯)圆泡发泡机采用低压发泡方式(即低压注气方式)，低压发泡是指各种原料以一个较低的压力2～5kg/cm2进入混合头进行混合发泡，由于进入混合头的瞬间各原料的压力小，冲击力小，混合效果完全取决于搅拌刺的搅拌，在搅拌行腔的边缘和中心附近混合的均匀程度不一致，大气泡不能全部搅拌成细腻泡孔，这样会使生产出的泡沫泡孔不均、豆孔较多和流痕产生。另外，如果各种原料存在粘度有严重差异的情况下，后期的机械搅拌不能达到各组分均匀分散的目的，料液的局部不均同样会造成泡沫的性能不均和孔径不均。传统的低压混合头在设计上多为下部进料，中部搅拌，搅拌刺为棒式，上部设置的盖板为多孔盖板，由于是低压所以行腔空间小。
发明内容
本发明是为了解决现有PU圆泡发泡机组采用低压发泡方式，存在混合不均，造成泡沫的性能不均、孔径不均和产生流痕的问题，提供一种PU圆泡高压发泡机组。
本发明的一种PU圆泡高压发泡机组包括混合头、圆锥形甬道、圆形甬道、链板传动筒、切断机构、夹泡机构、筒形塑料膜、第一原料罐、第二原料罐、第三原料罐、第四原料罐、第五原料罐、第六原料罐、第七原料罐、两个低压进料管、两个低压泵、三个连接杆，五个高压泵、五个高压进料管、七个流量计和七个压力计，所述混合头包括壳体、搅拌轴、底座、被动皮带轮、主动皮带轮、搅拌电机、平衡网栅和数个叶片，搅拌轴设置在壳体中，搅拌轴的下端通过轴承支撑在底座中，被动皮带轮固装在搅拌轴的下端，主动皮带轮与被动皮带轮通过三角带连接，主动皮带轮固装在搅拌电机的输出轴上，搅拌轴上安装有数个叶片，每个叶片形状呈月牙形，数个叶片间歇式且按双头螺旋线布置，叶片的螺旋角为5°～15°，所述壳体的喷口设计为内小外大的锥形喷口，平衡网栅水平设置在锥形喷口处，平衡网栅与搅拌轴上端面之间为压力缓冲区，壳体的下端设有五个高压进料口和两个低压进料口，混合头、圆锥形甬道、连接杆、圆形甬道、链板传动筒、切断机构和夹泡机构由下至上依次设置，三个连接杆沿同一圆周均布设置，连接杆的一端与圆锥形甬道连接，连接杆的另一端与圆形甬道连接，筒形塑料膜沿圆锥形甬道、圆形甬道和链板传动筒的内壁铺设，第一原料罐和第七原料罐分别通过低压进料管与低压进料口连接，每个低压进料管上由原料罐至低压进料口之间依次安装有一个低压泵、一个流量计和一个压力计，第二原料罐、第三原料罐、第四原料罐、第五原料罐和第六原料罐分别通过高压进料管与高压进料口连接，每个高压进料管上由原料罐至高压进料口之间依次安装有一个高压泵、一个流量计和一个压力计。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、本发明利用高压泵将第二原料罐、第三原料罐、第四原料罐、第五原料罐和第六原料罐中的低压原料以高达50～100kg/cm2压力泵入混合头中，高压赋予的喷射力，使得各原料组分迅速以雾状碰撞溶合，转化为原料的初始反应内能，并取得非常好的分散效果和均一效果；同时，由于月牙形叶片具有长流线的特点，在该叶片的进一步搅拌下，使混合液中不存在任何非均相，从而生产出孔径均匀细腻、豆孔率低、无流痕、物理性能好的圆泡产品。
二、由于混合头的喷嘴处有平衡网栅，使得原料在在出混合头时，已消除了涡旋现象，整个圆形流动截面上，流体流动方向一致向上，从圆心到圆周流速有一个从高缓慢变低的均匀分布，使所生产的泡沫无流痕、无豆孔，更加均匀细腻。
三、本发明的搅拌刺为月牙形叶片，数个叶片间歇式按双头螺旋线分布在搅拌轴上，这样不会对顺搅拌轴流动的混合液体产生大的阻力，以使混合腔内压增高，又能全面搅拌混合液，不存在搅拌死角。搅拌叶片以一个螺旋角嵌在搅拌轴上，在轴转动时，推动料液即沿轴的纵向运动，又沿轴的横向运动，料液在水平和垂直两个方向混合，均匀效果更好。由于搅拌叶片存在螺旋角，液体料向上运动会使混合腔压力减小，向下运动增加混合腔压力，这样就会使混合腔压力可控，这一点对泡沫孔径影响很大。由于搅拌叶片曲线柔和、边缘圆润、叶片肥大，这样即不会造成混合液局部剧烈挠动，又能产生巨大搅拌力，从而保证了最终产品中没有豆孔和流痕的产生。
四、根据泡沫种类的不同，调整搅拌刺的旋转方向，可改变形腔内混合液体压力的大小，从而能生产出所希望的大孔泡沫或细孔泡沫。
五、本发明设计有压力缓冲区，使得行腔空间较大，较长的形腔使原料在不断混合的同时也降低了涡旋速度带来的压力，实现了混合料的均相流动和均匀起发。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是混合头1的结构主剖视图；
图3是搅拌轴1-2的A-A截面图；
图4是链板传动筒5的俯视图(图中标记链板5-1、传动筒电机5-2、传动筒链传动5-3、传动筒传动杆5-4、传动筒联轴器5-5)；
图5是切断机构6的俯视图(图中标记锯条6-1、托架6-2、托架移动电机6-3、托架链传动6-4、托架传动杆6-5、切断电机6-6、偏心轮6-7)；
图6是夹泡机构7的俯视图(图中标记弧形夹板7-1、移动连接板7-2、夹泡机构移动电机7-3、减速箱7-4、夹泡机构移动传动杆7-5、夹泡机构移动链传动7-6、夹紧气缸7-7、升降气缸7-8)；
图7是弧形夹板7-1的主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式包括混合头1、圆锥形甬道2、圆形甬道4、链板传动筒5、切断机构6、夹泡机构7、筒形塑料膜8、第一原料罐9、第二原料罐10、第三原料罐11、第四原料罐12、第五原料罐13、第六原料罐14、第七原料罐15、两个低压进料管16、两个低压泵17、三个连接杆3，五个高压泵18、五个高压进料管19、七个流量计20和七个压力计21，
所述混合头1包括壳体1-1、搅拌轴1-2、底座1-3、被动皮带轮1-4、主动皮带轮1-5、搅拌电机1-6、平衡网栅1-7和数个叶片1-8，
搅拌轴1-2设置在壳体1-1中，搅拌轴1-2的下端通过轴承支撑在底座1-3中，被动皮带轮1-4固装在搅拌轴1-2的下端，主动皮带轮1-5与被动皮带轮1-4通过三角带连接，主动皮带轮1-5固装在搅拌电机1-6的输出轴上，搅拌轴1-2上安装有数个叶片1-8，每个叶片1-8形状呈月牙形，数个叶片1-8间歇式且按双头螺旋线布置，叶片1-8的螺旋角α为5°～15°，壳体1-1的喷口设计为内小外大的锥形喷口1-1-1，平衡网栅1-7水平设置在锥形喷口1-1-1处，平衡网栅1-7与搅拌轴1-2上端面之间为压力缓冲区W，壳体1-1的下端设有五个高压进料口1-1-2和两个低压进料口1-1-3，
混合头1、圆锥形甬道2、连接杆3、圆形甬道4、链板传动筒5、切断机构6和夹泡机构7由下至上依次设置，
三个连接杆3沿同一圆周均布设置，连接杆3的一端与圆锥形甬道2连接，连接杆3的另一端与圆形甬道4连接，
筒形塑料膜8沿圆锥形甬道2、圆形甬道4和链板传动筒5的内壁铺设，第一原料罐9和第七原料罐15分别通过低压进料管16与低压进料口1-1-3连接，每个低压进料管16上由原料罐至低压进料口1-1-3之间依次安装有一个低压泵17、一个流量计20和一个压力计21，第二原料罐10、第三原料罐11、第四原料罐12、第五原料罐13和第六原料罐14分别通过高压进料管19与高压进料口1-1-2连接，每个高压进料管19上由原料罐至高压进料口1-1-2之间依次安装有一个高压泵18、一个流量计20和一个压力计21。
链板传动筒5、切断机构6及夹泡机构7均为现有技术。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的压力缓冲区W的高度为150mm～300mm。压力缓冲区W使得行腔空间增大，较长的形腔使原料在不断混合的同时也降低了涡旋速度带来的压力和流速的多向性。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的压力缓冲区W的高度为250mm。压力缓冲区W使得行腔空间增大，较长的形腔使原料在不断混合的同时也降低了涡旋速度带来的压力和流速的多向性。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的叶片1-8的螺旋角α为10°。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的锥形喷口1-1-1的锥角β为30°～50°。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的锥形喷口1-1-1的锥角β为45°。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式的平衡网栅1-7的单个栅孔内接圆直径为0.2mm～2mm。这样设计可以保证泡沫孔径细腻均匀和流速同向。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式的平衡网栅1-7的单个栅孔内接圆直径为0.5mm。这样设计可以保证泡沫孔径细腻均匀和流速同向。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式的平衡网栅1-7的单个栅孔内接圆直径为1mm。这样设计可以保证泡沫孔径细腻均匀和流速同向。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。
具体实施方式十：结合图2说明本实施方式，本实施方式的平衡网栅1-7的单个栅孔内接圆直径为1.5mm。这样设计可以保证泡沫孔径细腻均匀和流速同向。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。
工作原理：第一原料罐9中装有主料，第七原料罐15中装有色浆，第二原料罐10、第三原料罐11、第四原料罐12、第五原料罐13和第六原料罐14中均装有其它高压输送的原料，通过加压空气使第一原料罐9、第七原料罐15、第二原料罐10、第三原料罐11、第四原料罐12、第五原料罐13和第六原料罐14内的压力均为2～5kg/cm2，控制低压泵17使第一原料罐9和第七原料罐15内的原料以2～5kg/cm2的低压进入混合头1中，同时控制高压泵18使第二原料罐10、第三原料罐11、第四原料罐12、第五原料罐13和第六原料罐14内的原料以50～100kg/cm2的高压进入混合头1中，
启动混合头1的搅拌电机1-6，原料在混合头1中充分混合与输送后，逐渐起发、成型。各压力、流量、速度均由PLC控制系统控制。链板传动筒5由八个链板5-1构成筒状，每个链板上有数个小钉，当泡沫由圆形甬道4进入链板传动筒5内时，小钉扎在圆泡径向表面，八个链板同步转动并带动圆泡向上运送至切断机构6的上面；启动切断机构6，切断机构6上锯条进行快速往复切割将圆泡切断；启动夹泡机构7，夹泡机构7将圆泡夹紧并运送至下一工序。至此，完成一个圆泡生产。
本发明的应用实例：
用相同的泡沫配方，分别用传统圆泡生产线、平泡生产线和本发明机组进行生产，将三种方式生产出的海绵进行物理性能对比，数据如下：
通过以上数据可知：本发明机组生产出的泡沫物理性能比传统圆泡生产线生产出的泡沫有很大的提高，已经接近平泡生产线生产的泡沫，因此，本发明机组生产的圆泡质量相比传统圆泡生产线生产的圆泡质量有显著提高，且相等于平泡生产线生产的产品，经济效益均高于圆泡生产线和平泡生产线生产的产品，因为本发明机组弥补了传统圆泡生产线和平泡生产线的不足之处。

Claims (10)

1.一种PU圆泡高压发泡机组，所述高压发泡机组包括圆锥形甬道(2)、圆形甬道(4)、链板传动筒(5)、切断机构(6)、夹泡机构(7)、筒形塑料膜(8)、第一原料罐(9)、第二原料罐(10)、第三原料罐(11)、第四原料罐(12)、第五原料罐(13)、第六原料罐(14)、第七原料罐(15)、两个低压进料管(16)、两个低压泵(17)和三个连接杆(3)，其特征在于：所述高压发泡机组还包括混合头(1)、五个高压泵(18)、五个高压进料管(19)、七个流量计(20)和七个压力计(21)，所述混合头(1)包括壳体(1-1)、搅拌轴(1-2)、底座(1-3)、被动皮带轮(1-4)、主动皮带轮(1-5)、搅拌电机(1-6)、平衡网栅(1-7)和数个叶片(1-8)，搅拌轴(1-2)设置在壳体(1-1)中，搅拌轴(1-2)的下端通过轴承支撑在底座(1-3)中，被动皮带轮(1-4)固装在搅拌轴(1-2)的下端，主动皮带轮(1-5)与被动皮带轮(1-4)通过三角带连接，主动皮带轮(1-5)固装在搅拌电机(1-6)的输出轴上，搅拌轴(1-2)上安装有数个叶片(1-8)，每个叶片(1-8)形状呈月牙形，数个叶片(1-8)间歇式且按双头螺旋线布置，叶片(1-8)的螺旋角(α)为5°～15°，所述壳体(1-1)的喷口设计为内小外大的锥形喷口(1-1-1)，平衡网栅(1-7)水平设置在锥形喷口(1-1-1)处，平衡网栅(1-7)与搅拌轴(1-2)上端面之间为压力缓冲区(W)，壳体(1-1)的下端设有五个高压进料口(1-1-2)和两个低压进料口(1-1-3)，混合头(1)、圆锥形甬道(2)、连接杆(3)、圆形甬道(4)、链板传动筒(5)、切断机构(6)和夹泡机构(7)由下至上依次设置，三个连接杆(3)沿同一圆周均布设置，连接杆(3)的一端与圆锥形甬道(2)连接，连接杆(3)的另一端与圆形甬道(4)连接，筒形塑料膜(8)沿圆锥形甬道(2)、圆形甬道(4)和链板传动筒(5)的内壁铺设，第一原料罐(9)和第七原料罐(15)分别通过低压进料管(16)与低压进料口(1-1-3)连接，每个低压进料管(16)上由原料罐至低压进料口(1-1-3)之间依次安装有一个低压泵(17)、一个流量计(20)和一个压力计(21)，第二原料罐(10)、第三原料罐(11)、第四原料罐(12)、第五原料罐(13)和第六原料罐(14)分别通过高压进料管(19)与高压进料口(1-1-2)连接，每个高压进料管(19)上由原料罐至高压进料口(1-1-2)之间依次安装有一个高压泵(18)、一个流量计(20)和一个压力计(21)。
2.根据权利要求1所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述压力缓冲区(W)的高度为150mm～300mm。
3.根据权利要求2所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述压力缓冲区(W)的高度为250mm。
4.根据权利要求1所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述叶片(1-8)的螺旋角(α)为10°。
5.根据权利要求1或2所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述锥形喷口(1-1-1)的锥角(β)为30°～50°。
6.根据权利要求5所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述锥形喷口(1-1-1)的锥角(β)为45°。
7.根据权利要求5所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述平衡网栅(1-7)的单个栅孔内接圆直径为0.2mm～2mm。
8.根据权利要求7所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述平衡网栅(1-7)的单个栅孔内接圆直径为0.5mm。
9.根据权利要求7所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述平衡网栅(1-7)的单个栅孔内接圆直径为1mm。
10.根据权利要求7所述的一种PU圆泡高压发泡机组，其特征在于：所述平衡网栅(1-7)的单个栅孔内接圆直径为1.5mm。
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