CN108480150A - 进胶装置、进胶方法和气液控制管道系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进胶装置、进胶方法和气液控制管道系统。所述进胶装置包括：压力桶，用于容纳胶水；真空控制模块，包括真空泵、真空阀与泄气阀，所述真空泵通过所述真空阀与所述压力桶连通，所述泄气阀通过所述真空阀与所述压力桶连通；进气控制模块，包括进气阀和加压瓶，所述加压瓶通过所述进气阀与所述压力桶连通；出胶模块，包括出胶阀和出胶口，所述出胶口通过所述出胶阀与所述压力桶连通。本发明可有效分离聚合反应中胶水与空气的接触，可结合自动控制技术实现自动操作，减少手动操作的误差；而且，可通过比例阀控制胶水的注入速度，保证不会引入杂质；本发明简单实用，可操作性强，保证了有机玻璃在聚合中的气密性要求与胶水的纯度要求。

Description

进胶装置、进胶方法和气液控制管道系统

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是一种进胶装置和进胶方法。

背景技术

现有的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃，又称压克力(acrylic)。有机玻璃的粘结，在建筑装饰、水族馆等建设中有着广泛的运用，可满足不同尺寸和几何形状有机玻璃无缝拼接的需要。在传统聚合工艺技术中，两块或者多块有机玻璃的粘结主要依靠有机玻璃胶水的本体聚合，既不验证聚合工装的气闭性，也不对拼接缝宽度做实时监控。有机玻璃的无缝聚合具有以下缺点或不足：

1)由于甲基丙烯酸甲酯聚合反应难以与空气和氧气兼容，而传统的工装夹具不做气闭性测试，无法保证甲基丙烯酸甲酯不与空气接触，影响聚合反应速度；

2)聚合反应发生，固化过程伴随放热收缩现象，传统技术方案不监控聚合反应进程，可能导致爆聚，收缩塌陷和大范围应力残留等；

3)聚合反应过程中，未强调气闭性测试，传统工艺技术方案可能引入大量杂质，影响拼接后有机玻璃产品的透光性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述控制胶水质量、控制胶水注入速度与厚度、防止胶水收缩引发塌陷或局部大应力残余等问题之一，特别是保证甲基丙烯酸甲酯不与空气接触的问题。

本发明提供了一种进胶装置，包括：压力桶，用于容纳胶水；真空控制模块，包括真空泵、真空阀、泄气阀与负气压表，所述真空泵通过所述真空阀与所述压力桶连通，所述泄气阀通过所述真空阀与所述压力桶连通；所述负气压表直接与所述压力桶连通；进气控制模块，包括进气阀和加压瓶，所述加压瓶通过所述进气阀与所述压力桶连通；出胶模块，包括出胶阀和出胶口，所述出胶口通过所述出胶阀与所述压力桶连通，并与有机玻璃聚合缝处工装或夹具连通。

优选地，所述出胶阀为可同时控制气体和液体通断的电推杆阀门。

优选地，所述真空控制模块还包括吸盘控制单元，所述吸盘控制单元包括吸盘真空阀与用于连接吸盘的真空接口。

优选地，所述进气控制模块还包括比例阀，所述比例阀设置于所述进气阀和所述加压瓶之间。

优选地，所述加压瓶中充有氮气或惰性气体。

本发明还提出一种进胶方法，其采用前述任一项所述的进胶装置，包括如下步骤：

关闭所述出胶阀、所述进气阀与所述泄气阀，开启所述真空泵与所述真空阀，将所述压力桶内的气压调节至预设气压范围内，并保持预设时间，以使所述压力桶内的胶水中的气体溢出；

关闭所述真空泵与所述真空阀，开启所述出胶阀与所述进气阀，以使所述压力桶内的胶水通过所述出胶阀与所述出胶口流出。

优选地，所述预设气压范围为-100Mpa到-80Mpa；所述预设时间为10min-20min。

优选地，所述关闭所述出胶阀、所述进气阀与所述泄气阀之前，还包括确认气密测试正常；所述确认气密测试正常包括：

密封所述压力桶，关闭所述真空阀与所述泄气阀，开启所述进气阀与所述出胶阀，判断所述有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压是否在预设第一测试范围内；

若是，则关闭所述进气阀与所述出胶阀，确认所述有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压在预设第二测试范围内，则确认所述气密测试正常。

优选地，所述确认气密测试正常之前，还包括清空所述压力桶。

本发明还提出一种气液控制管道系统，其包括前述任一项所述进胶装置。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的注胶装置和注胶方法可有效隔离聚合反应中胶水与空气的接触，从而提高了聚合反应的聚合效果。上述阀门(除比例阀外)不区分手动阀门与自动阀门，既可以是手动阀门手动操作，也可以使用电子阀门实现自动化。

2、本发明可利用气液两用的电推杆阀门控制进气或进胶的通断，实现了气液的单通道控制；而且通过所述吸盘控制单元，可将本发明的注胶装置或局部组件进行固定，方便使用。

3、本发明所述阀门不分手动阀门或自动阀门(电子阀门)，但可使用自动阀门运用计算机软件最大限度实现自动操作，减少手动操作带来的误差；而且，本发明利用气体将胶水挤压至有机玻璃聚合缝处处，可通过所述比例阀调节气体压强，以控制胶水的注入速度，同时还可提纯胶水，亦保证了不会引入杂质。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明所述进胶装置第一实施例的模块连接示意图；

图2为本发明所述进胶装置第二实施例的模块连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所述，本发明提出一种进胶装置的第一实施例，包括压力桶1，用于容纳胶水；真空控制模块2，包括真空泵21、真空阀22、泄气阀23与负气压表，所述真空泵21通过所述真空阀22与所述压力桶1连通，所述泄气阀23通过所述真空阀22与所述压力桶1连通；所述负气压表直接与所述压力桶1连通，以监控压力桶1内真空状态；以及进气控制模块3，包括进气阀31和加压瓶32，所述加压瓶32通过所述进气阀31与所述压力桶1连通；

出胶模块4，包括出胶阀41和出胶口42，所述出胶口41通过所述出胶阀41与所述压力桶1连通，并与有机玻璃聚合缝处工装或夹具连通。

使用时，所述胶水存储于压力桶1内，并密封压力桶；开启真空阀22，使真空泵21对压力桶1抽真空，形成压力桶1内的气压小于外部气压的压力差；该压力差可使压力桶1内溶解于胶水中的气体溢出，达到提纯胶水的目的，以避免有机玻璃在聚合反应中收缩塌陷和造成局部较大应力的残余。提纯胶水后，再关闭真空阀22，开启进气阀31和出胶阀41，使加压瓶32中的气体通入压力桶1中，从而对压力桶1进行加压；当压力桶1内的压力高于出胶口42的有机玻璃聚合缝处的压力时，胶水将通过出胶阀41挤出至出胶口42，达到挤出胶水并使胶水与甲基丙烯酸甲酯发生聚合反应从而达到无缝聚合的目的；在该聚合过程中，胶水通过本进胶装置挤入聚合反应的工装处，可避免聚合反应中胶水与空气的接触，而且在出胶之前，还可通过抽真空提纯胶水，使聚合反应的效果更好。

为便于进气与出胶，结合图2所示，用于接入压力桶1内的抽真空接口24与用于对压力桶1进行加压的进气接口34可位于压力桶1的顶部附近，例如靠近压力桶的桶盖处，以使所述抽真空接口24与所述进气接口34不容易被胶水堵住；同时，用于将胶水导入出胶模块4的进胶口43插入压力桶1的底部，以在胶水液面A较低时，仍能够抽取到胶水。

基于第一实施例，本发明还提出另一实施例：所述出胶阀41为可同时控制气体和液体通断的电推杆阀门。所述电推杆阀门可同时控制气液的单向通路，以使胶水可以顺利通过，同时亦便于进行气密测试，简单实用，可操作性强。

基于第一实施例，本发明还提出又一实施例：所述真空控制模块2还包括吸盘控制单元，所述吸盘控制单元包括吸盘真空阀25与用于连接吸盘的真空接口26。当真空泵21抽取真空时，一方面，可通过真空阀22抽取压力桶1内的气体；另一方面，还可通过吸盘真空阀25抽取真空接口26处的气体，当真空接口26连接有吸盘且吸盘吸附于固定工位时，所述吸盘即可将所述吸盘控制单元吸附于固定工位上，达到固定的目的。本实施例中的所述吸盘控制单元可通过吸真空将本进胶装置或本进胶装置中的局部电子元件或局部组件固定于固定工位上，一泵多用，定位结构简单。

所述进气控制模块还包括比例阀33，所述比例阀33设置于所述进气阀31和所述加压瓶32之间，以控制所述压力桶1的进气量。比例阀33为现有的控制气体压强的阀门装置，例如工作电压为24V，可输出0到3MPa的气体阀门。所述加压瓶32中可充有氮气或惰性气体，以通过气体进行加压，进行气密测试和将胶水压出压力桶1。该气体为不溶于桶内胶水的气体即可。

如图2所示的第二实施例，该实施例中的加压瓶32为可提供氮气的氮气瓶。所述出胶模块4包括电推杆阀门与出胶管道，出胶管道的出胶口42与后续的压环进气胶口连通，亦可与待聚合装置连接或用于将胶水引导至待聚合部位的组件连接；出胶管道的进胶口43深入压力桶1的内底部，作进胶进气用。所述进气控制模块3通道包括进气阀31、比例阀33和进气管道，所述进气管道用于连通进气阀31、比例阀33、所述氮气瓶和压力桶1；所述进气管道一端接所述氮气瓶，依次通过比例阀33与、进气阀31后接入压力桶1内，进气管道的进气接口34保持于压力桶1的内液面之上。所述真空控制模块2包括真空阀22、泄气阀23、负气压表和出气管道，所述出气管道用于连接真空阀22、泄气阀23、所述负气压表与压力桶1。所述出气管道的抽真空接口24位于压力桶1的内液面之上，从压力桶1伸出后分出两段：一段接所述负气压表，用于监控桶内真空情况，另一段接真空阀22；经过真空阀后再分出两段：一段接真空泵21，另一段接泄气阀23，用于在紧急情况时通入外部气体。所述吸盘控制单元包括吸盘真空阀25、真空接口26与通气管道，所述通气管道的一端可用于连通吸盘，经该吸盘真空阀连接真空泵21。

在该实施例中，还可包括手动管道阀门5；手动管道阀门5可设置于比例阀33与所述氮气瓶之间、所述负气压表与压力桶1之间，以及真空泵21与两个阀门之间，该两个阀门为吸盘真空阀25和真空阀22，用于隔离各个部件，保证安全。

本发明中的所述电推杆阀门为一种可同时控制气液通路的通断系统，其余阀门可采用电子阀门，两种阀门均可由计算机程序控制通断。

基于以上进胶装置，本发明还提出一种进胶方法，其采用前述任一项所述的进胶装置，如图2所示，包括如下步骤：

步骤S10：关闭所述出胶阀、所述进气阀与所述泄气阀，开启所述真空泵与所述真空阀，将所述压力桶内的气压调节至预设气压范围内，并保持预设时间，以使所述压力桶内的胶水中的气体溢出；

步骤S20：关闭所述真空泵与所述真空阀，开启所述出胶阀与所述进气阀，以使所述压力桶内的胶水通过所述出胶阀与所述出胶口流出。

步骤S10为提纯胶水，为保证提纯后的胶水纯度及安全，所述预设气压范围为-100Mpa到-80Mpa，所述预设时间为10min-20min，可视胶水具体成分以及胶水分量确定。

结合图2所示，当所述真空控制模块2还包括吸盘控制单元时，所述进胶过程如下：关闭所述出胶阀41、所述进气阀31、所述泄气阀23与吸盘真空阀25，开启所述真空泵21与所述真空阀22，通过控制所述真空阀21实现间断抽气，使所述压力桶1内气压降至预设气压，然后在预设时间内连续抽气，以使所述压力桶1内溶解于胶水中的气体溢出，达到纯化胶水的目的；再关闭所述真空泵21与所述真空阀22，开启所述出胶阀41与所述进气阀31，以使所述压力桶1内的胶水通过所述出胶阀41与所述出胶口42流出。

在另一进胶方法的实施例中，结合图2所示，在所述关闭所述出胶阀41、所述进气阀31与所述泄气阀23之前，还包括确认气密测试正常；所述确认气密测试正常包括：

密封所述压力桶1，关闭所述真空阀22与所述泄气阀23，开启所述进气阀31与所述出胶阀41，判断所述出胶口42连接的有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压是否在预设第一测试范围内；

若是，则关闭所述进气阀31与所述出胶阀41，确认所述有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压在预设第二测试范围内，则确认所述气密测试正常。

所述出胶口42处连接有所述机玻璃聚合处工装或夹具，并在所述机玻璃聚合处工装或夹具的出胶处设置正气压表；该正气压表可在出胶阀41关闭时测量出有机玻璃聚合缝处工装或者夹具内的气压或密封状态。所述预设第一测试范围和预设第二测试范围可根据通过进气阀31的进气速率确定。如果正气压表显示气压不在所述预设第一测试范围内，则可能是本发明的进胶装置气密性不佳，或是有机玻璃聚合缝处工装或夹具气密性不佳，需进一步检测与调整气密性能，主要需要检查管道线路的连接；若正气压表与位移计等示数在所述预设第一测试范围内，则可进一步进行气密测试，即：关闭所述进气阀31与所述出胶阀42，使充入的气体保持在有机玻璃聚合缝的工装或夹具内，并在一端时间内观察所述正气压表的气压变化，若所述气压变化在所述预设第二测试范围之内，则可确认气密测试正常；若所述气压变化不在所述第二测试范围之内，则说明有机玻璃聚合缝处的工装或夹具可能有缓慢漏气的异常情况。

进一步地，所述确认气密测试正常之前，本发明还包括清空所述压力桶1，以使新注入压力桶1内的胶水保持清洁，不被其它杂质污染。

根据图2所示的第二实施例的进胶装置，本发明还提出如下的进胶方法实施例，具体包括如下步骤：

步骤S11：清空压力桶1；按要求接入通气管道，使出胶管道的进胶口43位于压力桶1的底部，出气管道的抽真空接口24与进气管道的进气接口34位于压力桶盖附近；接入氮气瓶，连接真空泵21、所述吸盘、所述负气压表，并关闭所有阀门。

步骤S12：气密测试；压力桶1密闭，真空阀22关闭，所述负气压表与压力桶1之间的手动管道阀门5关闭，进气阀31开启；通过比例阀33控制通入气体的压强，观察有机玻璃聚合缝处的正气压表与位移计示数变化；结束通入气体时，关闭所述电推杆阀门，维持出胶口42处的工装密闭状态；观察所述正气压表与位移计示数变化。

步骤S13：提纯胶水；确认所述气密测试通过后，打开压力桶1，放入胶水后密闭压力桶1。电推杆阀门关闭，进气阀31关闭，真空阀22关闭，泄气阀23关闭；连接所述负气压表、真空泵21，打开真空阀22，接通真空泵1的电源，使压力桶1内的气压维持在-90MPa十五分钟左右，使胶水内气体溢出，达到提纯胶水的目的；提纯后关闭真空阀22，断开真空泵1的电源。

步骤S14：注胶；胶水提纯后，关闭真空阀22、泄气阀23、吸盘真空阀25，打开所述电推杆阀门、进气阀31和比例阀33，控制比例阀33的示数为0.02左右(具体示数可视注胶速度需求而定)，使压力桶1内胶水在氮气压力慢慢流入出胶管道，注入工装密封下的有机玻璃间隙中；可通过调节比例阀33的注入速度，在达到预定注胶厚度时，关闭所述电推杆阀门，结束注胶。

步骤S15：注胶结束；注胶结束后，关闭所有阀门，在压力桶1处剪断出胶管道，断开氮气；拆除工装，更换新的出胶管道，所述电推杆阀门可重复使用。

该进胶方法亦可作为一种控制有机玻璃无缝聚合的胶水-气体控制管道线路的方法。故本发明还提出一种气液控制管道系统，其包括前述任一项所述进胶装置。

本发明可与无缝聚合有机玻璃平面与平板的工装夹具相结合，以达到机玻璃平面与平板的无缝聚合，也可以根据不同形状设计不同类型的工装或夹具，可采用同一套胶水-气体控制管道线路；本发明具有的有益效果为：有效分离了聚合反应中胶水与空气的接触；在同一管道系统内实现气液双用，可结合用计算机软件最大限度实现自动操作，减少了手动操作带来的误差；此外，本发明利用氮气挤压胶水至工装处，利用比例阀调节氮气压强以控制胶水的注入速度，同时亦保证了不会引入杂质；更有，本发明利用气液两用的电推杆阀门控制进气或进胶的通断，实现了气液的单通道控制。本发明的进胶装置结构简单实用，可操作性强，所述进胶方法保证了有机玻璃在聚合中的气密性要求与胶水的纯度要求。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种进胶装置，其特征在于，包括：

压力桶，用于容纳胶水；

真空控制模块，包括真空泵、真空阀、泄气阀与负气压表，所述真空泵通过所述真空阀与所述压力桶连通，所述泄气阀通过所述真空阀与所述压力桶连通；所述负气压表直接与所述压力桶连通；

进气控制模块，包括进气阀和加压瓶，所述加压瓶通过所述进气阀与所述压力桶连通；

出胶模块，包括出胶阀和出胶口，所述出胶口通过所述出胶阀与所述压力桶连通，并与有机玻璃聚合缝处工装或夹具连通。

2.根据权利要求1所述的进胶装置，其特征在于，所述出胶阀为可同时控制气体和液体通断的电推杆阀门。

3.根据权利要求1所述的进胶装置，其特征在于，所述真空控制模块还包括吸盘控制单元，所述吸盘控制单元包括吸盘真空阀与用于连接吸盘的真空接口。

4.根据权利要求1所述的进胶装置，其特征在于，所述进气控制模块还包括比例阀，所述比例阀设置于所述进气阀和所述加压瓶之间。

5.根据权利要求1所述的进胶装置，其特征在于，所述加压瓶中充有氮气或惰性气体。

6.一种进胶方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的进胶装置，包括如下步骤：

关闭所述出胶阀、所述进气阀与所述泄气阀，开启所述真空泵与所述真空阀，将所述压力桶内的气压调节至预设气压范围内，并保持预设时间，以使所述压力桶内的胶水中的气体溢出；

关闭所述真空泵与所述真空阀，开启所述出胶阀与所述进气阀，以使所述压力桶内的胶水通过所述出胶阀与所述出胶口流出。

7.根据权利要求6所述的进胶方法，其特征在于，所述预设气压范围为-100Mpa到-80Mpa；所述预设时间为10min-20min。

8.根据权利要求6所述的进胶方法，其特征在于，所述关闭所述出胶阀、所述进气阀与所述泄气阀之前，还包括确认气密测试正常；所述确认气密测试正常包括：

密封所述压力桶，关闭所述真空阀与所述泄气阀，开启所述进气阀与所述出胶阀，判断所述有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压是否在预设第一测试范围内；

若是，则关闭所述进气阀与所述出胶阀，确认所述有机玻璃聚合缝处工装或夹具内的气压在预设第二测试范围内，则确认所述气密测试正常。

9.根据权利要求8所述的进胶方法，其特征在于，所述确认气密测试正常之前，还包括清空所述压力桶。

10.一种气液控制管道系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述进胶装置。