CN106738416A - 发泡聚氨酯原料自配料混合装置及混合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚氨酯的生产技术领域，具体涉及一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置以及一种发泡聚氨酯原料混合方法，该混合装置包括：粗聚醚上料装置10、添加剂储存上料装置20、添加剂混合罐30、主混合罐40和混合料循环装置50。本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置和混合方法首先将多种添加剂进行混合，实现多种添加剂的分子结构发生交联效果，再将添加剂混合物和主料粗聚醚进行混合，提高混合效果和混合料的品质，并且，本发明的混合装置能够按照预设比例进行计量和混合，并将添加剂的储存上料与混合分开，配料更加灵活。

Description

发泡聚氨酯原料自配料混合装置及混合方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯的生产技术领域，具体涉及一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置以及一种发泡聚氨酯原料混合方法。

背景技术

随着当今我国汽车工业的发展以及对汽车内饰件产品的性能要求越来越高，怎样在发泡原料上，既要做到工艺控制灵活，又要降低原料生产成本，正是当下各个汽车内饰件生产厂家共同探讨的课题。

以往的发泡原料供应模式是，汽车内饰件生产厂家直接向聚氨酯原料供应商购买已混合好的聚氨酯组合原料，采用这种方式购买回的原料已定型，无法在生产过程中根据需要随时进行调节，并且原料厂家会收取配料费，造成购买原料成本高，但随着汽车产量的不断增加以及不同车型内饰件的发泡对原料配方的不同，需要在生产过程中，工厂能灵活调整原料配方，适应不同内饰件产品的生产，因此现有的发泡原料供应体系已不能适应当前汽车内饰件多品种、大批量生产的需求。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置，该混合装置包括：

对主料粗聚醚进行计量和供应的粗聚醚上料装置；

对多种添加剂进行储存和供应的添加剂储存上料装置；

对多种添加剂进行计量和混合以获得添加剂混合物的添加剂混合罐；

用于分别对粗聚醚和添加剂混合物进行计量并对粗聚醚和添加剂混合物进行混合以获得混合料的主混合罐；以及

用于对混合料进行循环输送的混合料循环装置。

其中，所述粗聚醚上料装置依次包括：用于储存粗聚醚的主料储存桶、通过第一吸料管与主料储存桶连接的主料上料泵、设于上料泵出口端的第一阀门、和连接第一阀门和主混合罐的第一管道组件。

其中，所述添加剂储存上料装置依次包括：多个分别用于储存不同添加剂的添加剂原料桶、通过第二吸料管与添加剂原料桶连接的添加剂补料泵、与添加剂补料泵连接的并与至少一个添加剂原料桶对应的添加剂储存罐、与添加剂储存罐连接的添加剂上料泵，多个添加剂储存罐均通过第二管道组件与添加剂混合罐连接。

其中，所述添加剂混合罐包括通过第二管道组件与多个添加剂储存罐连接的罐体、多个设于罐体上的添加剂进料阀、一个设于罐体底部的放料阀、设于罐体的称重传感器、用于搅拌混合的搅拌机构、以及用于支撑罐体的支架。

其中，所述主混合罐包括罐体、设于罐体表面的可视液位计、设于罐体的称重传感器、设于罐体内的搅拌机构、用于支撑罐体的支撑组件、以及设于罐体底部的出料阀，所述支撑组件包括托盘、垂直设于托盘的多个立柱、设于立柱顶端的支座。

其中，所述混合料循环装置包括与主混合罐连接的第一循环输送泵、与第一循环输送泵连接的循环管道、与循环管道连接的三通连接件、与三通连接件连接的输送阀、与三通连接件和主混合罐均连接的循环阀、通过送料管道与输送阀连接的存料罐、与存料罐连接的存料罐输送装置。

其中，所述存料罐包括用于存储混合料的罐体、设于罐体表面的可视液位计、设于罐体的窥视孔法兰、和设于罐体的搅拌机构；

所述存料罐输送装置包括与存料罐的罐体连接的第二循环输送泵、与第二循环输送泵连接的过滤器、设于存料罐与第二循环输送泵之间的连接管道、与第二循环输送泵的出口端连接的输送管道、与存料罐的罐体连接的循环阀、以及与循环阀连接的回流管。

本发明还提供了一种发泡聚氨酯原料混合方法，该方法包括如下步骤：

计量多种添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种添加剂进行搅拌混合以获得添加剂混合物的添加剂混合工序；

计量添加剂混合物和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂混合物和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

本发明还提供了一种发泡聚氨酯原料混合方法，该方法包括如下步骤：

计量多种第一添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种第一添加剂进行搅拌混合以获得添加剂预混合物的添加剂预混合工序；

计量至少一种第二添加剂并供应至添加剂混合罐、对供应至添加剂混合罐内的至少一种第二添加剂和添加剂预混合物进行搅拌混合以获得添加剂混合物的添加剂混合工序；

计量添加剂混合物和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂混合物和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

本发明还提供了一种发泡聚氨酯原料混合方法，该方法包括如下步骤：

计量多种第一添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种第一添加剂进行搅拌混合以获得添加剂预混合物的添加剂预混合工序；

计量添加剂预混合物、至少一种第二添加剂和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂预混合物、至少一种第二添加剂和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置和混合方法首先将多种添加剂进行混合，实现多种添加剂的分子结构发生交联效果，再将添加剂混合物和主料粗聚醚进行混合，提高混合效果和混合料的品质，并且，本发明的混合装置能够按照预设比例进行计量和混合，并将添加剂的储存上料与混合分开，配料更加灵活。

附图说明

图1是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置的正视图。

图2是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置中主混合罐的结构示意图。

图3是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置中添加剂混合罐的结构示意图。

图4是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置的侧视图。

图5是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置的俯视图。

图6是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置的立体图。

图7是本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下文中，将参考附图来更好地理解本发明的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本发明的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。

如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本发明。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”和其衍生词将与如图1定向的发明有关。而且，并无意图受到前文的技术领域、背景技术、发明内容或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的发明构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。

图1示出了一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置100，该混合装置包括：粗聚醚上料装置10、添加剂储存上料装置20、添加剂混合罐30、主混合罐40和混合料循环装置50，其中，粗聚醚上料装置10对主料粗聚醚进行计量和供应，添加剂储存上料装置20对多种添加剂进行储存和供应，添加剂混合罐30对多种添加剂进行计量和混合以获得添加剂混合物，主混合罐40用于分别对粗聚醚和添加剂混合物进行计量并对粗聚醚和添加剂混合物进行混合以获得混合料，混合料循环装置50用于对混合料进行循环输送。

应用上述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置100进行发泡聚氨酯原料混合，混合方法包括如下步骤：

计量多种添加剂并供应至添加剂混合罐30的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐30内的多种添加剂进行搅拌混合以获得添加剂混合物的添加剂混合工序；

计量添加剂混合物和粗聚醚并供应至主混合罐40的原料计量供应工序；

对供应给所述主混合罐40内的添加剂混合物和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

在一些实施方式中，所述多种添加剂包括水、催化剂、硬化剂、发泡剂、阻燃剂、开孔剂、硅油和乳化剂。

在一些实施方式中，多种添加剂分为第一添加剂和第二添加剂两类，第一添加剂是需要进行预混合的，多种第一添加剂预混合后形成的预混合物再与第二添加剂混合后形成添加剂混合物，再与主料粗聚醚进行混合。

具体地，例如，添加剂一共有8种，需要添加：添加剂1为水，添加剂2为催化剂，添加剂3为硬化剂，添加剂4为发泡剂，添加剂5为阻燃剂，添加剂6为开孔剂，添加剂7为硅油，添加剂8为乳化剂；在第一个优选地实施方式中，添加剂1至添加剂8分别进行计量后一起混合形成添加剂混合物，再与主料粗聚醚进行混合；在第二个优选实施方式中，添加剂1进入第一个计量罐，添加剂2、3、4、5、6计量后进入混合罐并搅拌混合形成预混合物，添加剂7和添加剂8进入第二个计量罐，然后添加剂1、预混合物、添加剂7和添加剂8再分别计量和供应至主混合罐40内与主料粗聚醚混合；在第三个优选实施方式中，添加剂2、3、4、5、6通过计量后在供应到添加剂混合罐30内一起混合，形成预混合物，再将添加剂1、7、8计量后供应到添加剂混合罐30内与预混合物混合形成添加剂混合物。

添加剂2、3、4、5、6预先混合形成添加剂预混合物，然后，添加剂预混合物、添加剂1、添加剂7和添加剂8再混合形成添加剂混合物，再进入主混合罐内与粗聚醚进行混合。

添加剂2、3、4、5、6通过计量后在一起混合，能使分子结构发生交联效果，然后放入主混料罐中与主聚醚料混合后，能使混合出的原料充分反应，最后发泡出来的产品开孔率达95%以上，泡沫回弹性好，舒适度高。以往添加剂间没有直接先混合，而是分别放入主混料罐后与主料聚醚混合时，很容易产生混合不匀，发泡的产品闭孔率高，没有回弹性，容易塌陷，如果要提供泡沫回弹性，还要对泡沫抽真空破泡处理，工序复杂，浪费人力、物力，成本较高。

请图2至图6所示，粗聚醚上料装置10依次包括：用于储存粗聚醚的主料储存桶101（200L）、通过第一吸料管102（DN40）与主料储存桶101连接的主料上料泵103（流量90L/min）、设于上料泵103出口端的第一阀门104、和连接第一阀门104和主混合罐40的第一管道组件105。

添加剂储存上料装置20依次包括：多个分别用于储存不同添加剂的添加剂原料桶201（200L）、通过第二吸料管202与添加剂原料桶201连接的添加剂补料泵203（流量30 L/min）、与添加剂补料泵203连接的并与至少一个添加剂原料桶对应的添加剂储存罐204、与添加剂储存罐204连接的添加剂上料泵205（流量20 L/min），多个添加剂储存罐204均通过第二管道组件206与添加剂混合罐30连接。补料泵203入口通过吸料管202与原料桶201连接，出口与储存罐204进料口连接，上料泵205入口通过出料管与储存罐204出口连接，上料泵205出口通过上料管道（第二管道组件206）与伺服阀207连接，伺服阀207（4-20ma模拟量输入、输出信号）出口连接至添加剂混合罐30。

具体地，每种添加剂对应一个添加剂原料桶201和一个添加剂储存罐204，每个相互对应的添加剂原料桶201和添加剂储存罐204之间均设有第二吸料管202和添加剂补料泵203，每个添加剂储存罐204上均设有添加剂上料泵205和第二管道组件206，多个分别装有不同添加剂的添加剂储存罐204均与添加剂混合罐30连接。例如，添加剂一共有8种，那添加剂原料桶201和添加剂储存罐204均设有8个，分别对应8种添加剂。

添加剂混合罐30包括通过第二管道组件206与多个添加剂储存罐204连接的罐体301、多个设于罐体301上的添加剂进料阀302、一个设于罐体301底部的放料阀303、设于罐体301的称重传感器304、用于搅拌混合的搅拌机构305、以及用于支撑罐体301的支架306。

添加剂混合时，将多种第一添加剂和多种第二添加剂计量并供应至添加剂混合罐30进行混合，再进入下一步工序与主料粗聚醚进行混合。或者，添加剂混合时，首先将多种第一添加剂计量并供应至添加剂混合罐30进行预混合，预混合之后，再将至少一种第二添加剂进行计量并供应至添加剂混合罐30内与预混合物混合后形成添加剂混合物，再进入下一步工序与主料粗聚醚进行混合。

在一个优选实施方式中，添加剂混合罐30还包括第一计量罐307和第二计量罐308，两个计量罐分别用于计量第二添加剂，例如，添加剂1进入第一计量罐307，添加剂2、3、4、5、6计量后进入添加剂混合罐30的罐体301并搅拌混合形成预混合物，添加剂7和添加剂8进入第二计量罐308，此时，添加剂2、3、4、5、6为第一添加剂，添加剂1、7、8为第二添加剂，添加剂2、3、4、5、6对应的添加剂储存罐204与罐体301连接，添加剂1对应的添加剂储存罐204与第一计量罐307连接，添加剂7、8对应的添加剂储存罐204与第二计量罐308连接。第一计量罐307中的添加剂1、罐体301中的预混合物、第二计量罐308中的添加剂7、8的混合物分别计量后进入主混合罐40。

主混合罐40包括罐体401（容积1200L）、设于罐体401表面的可视液位计402、设于罐体401的称重传感器403（负载1～2T）、设于罐体401内的搅拌机构404（功率4KW，转速120RPM）、用于支撑罐体401的支撑组件、以及设于罐体401底部的出料阀405，所述支撑组件包括托盘406、垂直设于托盘406的多个立柱407、设于立柱407顶端的支座408。主混合罐40对粗聚醚的计量精度可达5‰。

混合料循环装置50包括与主混合罐40连接的第一循环输送泵501、与第一循环输送泵501连接的循环管道502、与循环管道502连接的三通连接件503、与三通连接件503连接的输送阀504、与三通连接件503和主混合罐40均连接的循环阀505、通过送料管道506与输送阀504连接的存料罐507、与存料罐507连接的存料罐输送装置508。

第一循环输送泵501（流量90L/min）入口通过管道与主混合罐40的出料阀405连接，出口一端通过循环管道502，循环阀505与主混合罐40形成封闭循环回路，另一端通过三通连接件503，输送阀504，送料管道506与存料罐507连接。为提高混合效率和混合效果，在循环管路上设有静态混合器，主混合罐40混合粗聚醚和添加剂时，循环泵501将原料从主混合罐40底部抽出，然后通过静态混合器循环从主混合罐40上部回罐内。当原料完成混合，循环阀505关闭，输送阀504开启，输送泵501将主混合罐40的原料输送至存料罐507。

在一个优选实施方式中，所述存料罐507包括用于存储混合料的罐体5071（容积1500L-3000L）、设于罐体5071表面的可视液位计5072、设于罐体5071的窥视孔法兰5073、和设于罐体5071的搅拌机构5074（功率2.2-4KW，转速47RPM）。存料罐507用于储存混合好的聚氨酯原料，为防止原料长时间存放后，各种单体原料发生分层，罐内部设有搅拌轴和叶轮，用于原料搅拌均匀。所述存料罐输送装置508包括与存料罐507的罐体5071连接的第二循环输送泵5081、与第二循环输送泵5081（流量50L/min）连接的过滤器5082（过滤精度100目）、设于存料罐507与第二循环输送泵5081之间的连接管道5083、与第二循环输送泵5081的出口端连接的输送管道5084、与存料罐507的罐体5071连接的循环阀5085、以及与循环阀5085连接的回流管5086，输送管道5084连接至现场工作料罐，然后再从工作料罐通过管道连接至回流管5086及循环阀5085，原料循环回存料罐507，当现场工作料罐需要补料时，发出信号给循环阀5085关闭，此时第二循环输送泵5081将存料罐507的原料向工作料罐补料，当工作料罐补料完成，发信号给循环阀5085打开，此时管道中的原料循环回存料罐507。

本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置100还包括混料平台，混料平台包括二层平台601，楼梯602，安全围栏603，平台立柱604，添加剂混合罐支架立柱605，减振垫606，二层平台主要用于人工操作维护，立柱605用于支撑二层平台，在平台一端设有人工上、下的楼梯602，平台四周及楼梯外围装有安全围栏，立柱605用于单独支撑添加剂混合罐支架，为防止平台上人员走动时对添加剂称重的影响，立柱605与二层平台采用分离式设计，无连接，同时为减小外界振动对添加剂称重的影响，在立柱605与添加剂混合罐支架间设有减振垫606。

本发明的发泡聚氨酯原料自配料混合装置100还包括电控系统，包括控制柜70，控制柜70内设有可编程控制PLC，触摸屏，各类接触器，继电器及开关电源，电控系统主要用于自配料设备各个单元的控制，包括粗聚醚上料、称重，添加剂上料、称重，粗聚醚与添加剂的搅拌混合，以及存料罐原料自动向现场工作料罐的自动补料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，该混合装置包括：

对主料粗聚醚进行计量和供应的粗聚醚上料装置；

对多种添加剂进行储存和供应的添加剂储存上料装置；

对多种添加剂进行计量和混合以获得添加剂混合物的添加剂混合罐；

用于分别对粗聚醚和添加剂混合物进行计量并对粗聚醚和添加剂混合物进行混合以获得混合料的主混合罐；以及

用于对混合料进行循环输送的混合料循环装置。

2.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述粗聚醚上料装置依次包括：用于储存粗聚醚的主料储存桶、通过第一吸料管与主料储存桶连接的主料上料泵、设于上料泵出口端的第一阀门、和连接第一阀门和主混合罐的第一管道组件。

3.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述添加剂储存上料装置依次包括：多个分别用于储存不同添加剂的添加剂原料桶、通过第二吸料管与添加剂原料桶连接的添加剂补料泵、与添加剂补料泵连接的并与至少一个添加剂原料桶对应的添加剂储存罐、与添加剂储存罐连接的添加剂上料泵，多个添加剂储存罐均通过第二管道组件与添加剂混合罐连接。

4.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述添加剂混合罐包括通过第二管道组件与多个添加剂储存罐连接的罐体、多个设于罐体上的添加剂进料阀、一个设于罐体底部的放料阀、设于罐体的称重传感器、用于搅拌混合的搅拌机构、以及用于支撑罐体的支架。

5.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述主混合罐包括罐体、设于罐体表面的可视液位计、设于罐体的称重传感器、设于罐体内的搅拌机构、用于支撑罐体的支撑组件、以及设于罐体底部的出料阀，所述支撑组件包括托盘、垂直设于托盘的多个立柱、设于立柱顶端的支座。

6.根据权利要求1所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述混合料循环装置包括与主混合罐连接的第一循环输送泵、与第一循环输送泵连接的循环管道、与循环管道连接的三通连接件、与三通连接件连接的输送阀、与三通连接件和主混合罐均连接的循环阀、通过送料管道与输送阀连接的存料罐、与存料罐连接的存料罐输送装置。

7.根据权利要求6所述的发泡聚氨酯原料自配料混合装置，其特征在于，所述存料罐包括用于存储混合料的罐体、设于罐体表面的可视液位计、设于罐体的窥视孔法兰、和设于罐体的搅拌机构；

所述存料罐输送装置包括与存料罐的罐体连接的第二循环输送泵、与第二循环输送泵连接的过滤器、设于存料罐与第二循环输送泵之间的连接管道、与第二循环输送泵的出口端连接的输送管道、与存料罐的罐体连接的循环阀、以及与循环阀连接的回流管。

8.一种发泡聚氨酯原料混合方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

计量多种添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种添加剂进行搅拌混合以获得添加剂混合物的添加剂混合工序；

计量添加剂混合物和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂混合物和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

9.一种发泡聚氨酯原料混合方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

计量多种第一添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种第一添加剂进行搅拌混合以获得添加剂预混合物的添加剂预混合工序；

计量至少一种第二添加剂并供应至添加剂混合罐、对供应至添加剂混合罐内的至少一种第二添加剂和添加剂预混合物进行搅拌混合以获得添加剂混合物的添加剂混合工序；

计量添加剂混合物和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂混合物和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。

10.一种发泡聚氨酯原料混合方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

计量多种第一添加剂并供应至添加剂混合罐的添加剂计量供应工序；

对供应给所述添加剂混合罐内的多种第一添加剂进行搅拌混合以获得添加剂预混合物的添加剂预混合工序；

计量添加剂预混合物、至少一种第二添加剂和粗聚醚并供应至主混合罐的原料计量供应工序；以及

对供应给所述主混合罐内的添加剂预混合物、至少一种第二添加剂和粗聚醚进行搅拌混合以获得混合料的原料混合工序。