CN115157528A - 一种发泡机头以及应用该机头的发泡机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发泡机头以及应用该机头的发泡机，包括：成型单元；控温单元，控制成型温度的所述控温单元由所述成型单元下部贯穿至上部形成回流；以及驱动单元；所述成型单元包括顶盖组件旋转剪切组件以及底盖组件；所述顶盖组件与所述底盖组件合并形成密封腔；所述旋转剪切组件分别与所述顶盖组件和底盖组件配合形成剪切混合的上剪切混合通道和下剪切混合通道。通过搅拌机构将原料存储罐内的发泡原料搅拌均匀，然后在使得发泡原料与气体同步通入发泡机头内进行搅拌混合工作，在保持发泡原料分布均匀的前提下使得气体与原料混合，进一步提高混合后的均匀度，也减少了在发泡机头内气体与发泡原料的混合时间，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及发泡成型技术领域，尤其涉及一种发泡机头以及应用该机头的发泡机。
背景技术
发泡在成型过程中，通过将发泡原料配合惰性气体一起注射到模具中，在一定温度和压力的条件下，让气体与原料进行充分搅拌混合，形成发泡成品。
中国专利CN 208035153 U公开了一种聚氨酯发泡机，包括壳体和搅拌机构；搅拌机构包括第一搅拌轴和第二搅拌轴，第一搅拌轴沿竖向设置在壳体内并以可绕自身轴线转动的方式与壳体顶部配合设置，第二搅拌轴以可相对转动的方式内套设置在第一搅拌轴内。
但是该技术方案中存在以下缺陷：
1、该方案在不能够在发泡原料搅拌后直接将搅拌均匀的发泡与气体同步通入到发泡机头进行充分混合，实用性低。
2、该方案发泡进行搅拌混合，由于搅拌推送过程轨迹单一，不能够适用于制备高精密的发泡。
3、该方案在发泡成型过程中，不能够保证将温度控制在一定范围内，制备处的发泡易出现凝固等现象。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种发泡机头以及应用该机头的发泡机，通过采用渐开式的上固定盘、下固定盘与旋转盘的设计，使固定盘与旋转盘之间形成若干波浪式向外扩散通道，增加流转路径，极大的提高了物料混合的均匀性，通过将旋转盘设置成旋转剪切方式对物料进行搅拌混合，能够对粘度高的物料与气体进行充分混合，此外，本发明在搅拌混合的上下区域设有温度控制装置，能够防止搅拌剪切过程中物料出现焦糊、避免机构在运转过程中出现零部件之间过热导致设备寿命缩短；本发明在发泡原料与气体混合之前对发泡原料进行搅拌，使得发泡原料在混合之前也保持均匀分布，进一步提高发泡原料与气体的混合效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种发泡机机头，包括：
成型单元；
控温单元，控制成型温度的所述控温单元由所述成型单元下部贯穿至上部形成回流；以及
驱动单元；
所述成型单元包括顶盖组件旋转剪切组件以及底盖组件；
所述顶盖组件与所述底盖组件合并形成密封腔；
所述旋转剪切组件分别与所述顶盖组件和底盖组件配合形成剪切混合的上剪切混合通道和下剪切混合通道；
所述顶盖组件包括：
上盖板；
上封盖件；
所述上盖板与所述上封盖件之间设有第一循环腔；
所述上盖板下部且与旋转剪切组件相对处设有第一凸起部；
所述旋转剪切组件包括：
旋转盘，所述旋转盘上下两端均设置有若干组呈环形分布用于剪切搅拌原料的第二凸起部；
所述底盖组件包括：
下盖板；以及
下封盖件；
所述下盖板上部与旋转剪切组件相对处设有第三凸起部。
作为改进，所述第二凸起部由旋转盘中心至边缘呈波浪式排列。
作为改进，所述下盖板侧部设有进料口；
所述进料口与所述第三凸起部和第二凸起部之间的上剪切混合通道相通；
所述上剪切混合通道与所述第二凸起部与第一凸起部之间的下剪切混合通道相通。
作为改进，所述下封盖件与所述下盖板之间设有第二循环腔。
作为改进，所述控温单元包括：
外进液管；
外出液管；
所述外进液管将控温介质不断的由外进液管依次经过底盖组件、顶盖组件后沿着外出液管流出。
作为改进，所述外进液管侧部连接有与驱动单元相通的第一分流管；
所述外出液管侧部连接有与驱动单元相通的第二分流管。
作为改进，所述驱动单元包括：
与驱动机构转动连接的驱动轴；
所述驱动轴外侧且位于底盖组件下部套设有套筒；
所述套筒内部且位于驱动轴外侧转动套设有机械密封件；
所述机械密封件与所述套筒之间设有第三循环腔。
作为改进，所述驱动轴经机械密封件后并贯穿底盖组件后与旋转剪切组件连接。
本发明的另一目的是针对现有技术的不足之处，提供一种发泡机，包括：
机架；
原料存储罐，若干盛装不同原料的原料存储罐设于所述机架上；
集成混合嘴，所述集成混合嘴上开设有出料孔和若干进料孔；以及
上述的一种发泡机头；
所述集成混合嘴的出料孔与所述发泡机头相连接；
所述若干原料存储罐的出料端通过管路与对应所述进料孔相连接。
作为改进，所述集成混合嘴上还开设有用于对发泡机头内部进行清洗的清洗通道。
本发明的有益效果在于：
本发明通过搅拌机构将原料存储罐内的发泡原料搅拌均匀，然后在使得发泡原料与气体同步通入发泡机头内进行搅拌混合工作，在保持发泡原料分布均匀的前提下使得气体与原料混合，进一步提高混合后的均匀度，也减少了在发泡机头内气体与发泡原料的混合时间，提高了工作效率。
本发明通过旋转盘设置成旋转剪切的方式对物料进行搅拌混合，能够对粘度高的物料与气体进行充分混合的效果。
本发明通过第二凸起部由旋转盘的中心至边缘呈波浪式排列，物料能够沿着第二凸起部向外乱序的扩散，并配合着第二凸起部与第一凸起部以及第二凸起部与第三凸起部之间的旋转剪切作用，使得物料之间的移动方向发生多方位变动，从而达到了增加流转路径、极大的提高了物料混合均匀性的效果。
本发明通过控温介质由第二循环腔经内进水口进入第一循环腔内，将下剪切混合通道内搅拌过程中产生的热量进行平衡，从而达到了在物料进行搅拌剪切过程中能够保证物料在一个恒定温度区间，避免物料在搅拌区域内出现过热焦糊而堵塞搅拌区的效果。
本发明通过第一分流管进入套筒内的第三循环腔内，将机械密封件内部产生的高温进行平衡，随后，控温介质在第一分流管内经外出液管进行排出，从而达到了机构在运转过程中出现零部件之间过热导致设备寿命缩短的效果。
综上所述，本发明具有搅拌均匀性好，能够保证搅拌过程中物料不会出现焦糊、工作效率高等优点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体结构内部示意图；
图3为本发明发泡机构结构示意图；
图4为本发明发泡机构内部局部剖视图；
图5为本发明在图4中A处的放大图；
图6为本发明原料在成型过程中的流向图；
图7为本发明旋转剪切组件的结构示意图；
图8为本发明凸起部在旋转盘表面的分布图；
图9为本发明上盖板与下盖板的配个关系图；
图10为本发明图控温单元的工作状态图；
图11为本发明第一循环腔在成型单元内的分布图。
图中，1、成型单元；2、控温单元；3、驱动单元；11、顶盖组件；12、旋转剪切组件；13、底盖组件；14、底座；111、上盖板；1111、第一凸起部；1112、出料口；112、上封盖件；113、第一循环腔；1131、内进水口；1132、内出水口；121、旋转盘；1211、第二凸起部；122、固定部；131、下盖板；1311、第三凸起部；1312、第二循环腔；1313、进料口；132、下封盖件；201、外进液管；202、外出液管；2011、第一分流管；2021、第二分流管；301、驱动机构；302、套筒；3021、第三循环腔；303、机械密封件；304、驱动轴；305、支撑架；401、机架；402、原料存储罐；4021、搅拌机构；403、管路；404、集成混合嘴；4031、流量计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
如图3-4所示，一种发泡机机头，包括：
成型单元1；
控温单元2，控制成型温度的所述控温单元2由所述成型单元1下部贯穿至上部形成回流；以及
驱动单元3；
所述成型单元1包括由顶盖组件11和底盖组件13合并的密封腔；
所述底盖组件13下部设有底座14；
所述密封腔内设有与顶盖组件11和底盖组件13配合形成上下间隙通道用于均匀混料的旋转剪切组件12。
作为改进，如图5-6，图11所示，所述顶盖组件11包括：
上盖板111；
上封盖件112；
所述上盖板111与所述上封盖件112之间设有第一循环腔113；
所述第一循环腔113内部设有用于将下封盖件132内部的控温介质导入到第一循环腔113内部的内进水口1131以及用于将第一循环腔113内的控温介质再次回流到下封盖件132的内出水口1132；
所述上盖板111下部且与旋转剪切组件12相对处设有第一凸起部1111；
所述上盖板111内部中间设有用于将混合后的发泡排出的出料口1112。
进一步的，如图6-7所示，所述旋转剪切组件12包括：
旋转盘121，所述旋转盘121上下两端均设置有若干组呈环形分布用于剪切搅拌原料的第二凸起部1211；所述旋转盘121内部插接有与驱动机构301连接的固定部122。
更进一步的，如图8所示，所述第二凸起部1211由旋转盘121中心至边缘呈波浪式排列。
其中，如图9-10所示，所述底盖组件13包括：
下盖板131；以及
下封盖件132；
所述下盖板131上部与旋转剪切组件12相对处设有第三凸起部1311；
所述下盖板131侧部设有进料口1313；
所述进料口1313与所述第三凸起部1311和第二凸起部1211之间的上剪切混合通道1113相通；
所述上剪切混合通道1113与所述第二凸起部1211与第一凸起部1111之间的下剪切混合通道1314相通。
此外，所述下封盖件132与所述下盖板131之间设有第二循环腔1312。
作为改进，所述控温单元2包括：
外进液管201；
外出液管202，所述外进液管201将控温介质不断的由外进液管201依次经过底盖组件13、顶盖组件11后沿着外出液管202流出。
进一步的，所述外进液管201侧部连接有与驱动单元3相通的第一分流管2011；
所述外出液管202侧部连接有与驱动单元3相通的第二分流管2021。
作为改进，如图4所示，所述驱动单元3包括：
与驱动机构301转动连接的驱动轴304；
所述驱动机构301优选采用电机；
所述驱动轴304外侧且位于底盖组件13下部套设有套筒302；
所述套筒302内部且位于驱动轴304外侧转动套设有机械密封件303；
所述机械密封件303与所述套筒302之间设有第三循环腔3021；
所述套筒302底部设有支撑架305。
进一步的，所述驱动轴304经机械密封件303后并贯穿底盖组件13后与旋转剪切组件12连接。
需要说明的是，使用时，启动驱动机构301，驱动机构301通过驱动轴304带动旋转盘121转动，使得位于旋转盘121下部的第二凸起部1211相对第三凸起部1311转动且旋转盘121上部的第二凸起部1211相对于第一凸起部1111转动，如图6所示，将需要进行搅拌混合处理的物料在高压的作用下沿着进料口1313导入，随后物料沿着进料口1313进入上剪切混合通道1113处，被第三凸起部1311与第二凸起部1211进行旋转剪切，使得物料进行初步搅拌混合，经过上剪切混合通道1113处被搅拌后，物料又流入下剪切混合通道1314处被第二凸起部1211与第一凸起部1111进行二次旋转剪切，使得物料进行进一步搅拌混合，最终在出料口1112处将混合后的物料导出，从而达到了将旋转盘121设置成旋转剪切的方式对物料进行搅拌混合，能够对粘度高的物料与气体进行充分混合的效果；
此外，如图6-8所示，本发明将第二凸起部1211由旋转盘121的中心至边缘呈波浪式排列，使得物料在经过上剪切混合通道1113与经过下剪切混合通道1314时，物料能够沿着第二凸起部1211向外乱序的扩散，并配合着第二凸起部1211与第一凸起部1111以及第二凸起部1211与第三凸起部1311之间的旋转剪切作用，使得物料之间的移动方向发生多方位变动，从而达到了增加流转路径、极大的提高了物料混合均匀性的效果；
本发明在对物料进行搅拌过程中，由于物料在自身受到外部挤压的作用下与上剪切混合通道1113与下剪切混合通道1314内旋转剪切过程中会出现较大的热量，导致物料自身的温度升高而出现过热焦糊以及设备自身的热量也会增加造成寿命缩减，为此，如图9-11所示，本实用在搅拌过程中，通过在外进液管201循环的通入控温介质，控温介质经外进液管201进入第二循环腔1312内，将上剪切混合通道1113内搅拌过程中的产生的热进行平衡，随后，控温介质由第二循环腔1312经内进水口1131进入第一循环腔113内，将下剪切混合通道1314内搅拌过程中产生的热量进行平衡，最后，控温介质经内出水口1132并在外出液管202处排出，从而达到了在物料进行搅拌剪切过程中能够保证物料在一个恒定温度区间，避免物料在搅拌区域内出现过热焦糊而堵塞搅拌区的效果；
如图5、图10所示，在控温介质通入外进液管201时还通过第一分流管2011进入套筒302内的第三循环腔3021内，将机械密封件303内部产生的高温进行平衡，随后，控温介质在第一分流管2011内经外出液管202进行排出，从而达到了机构在运转过程中出现零部件之间过热导致设备寿命缩短的效果。
实施例二
如图1-2所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：
一种发泡机，包括：
机架401；
原料存储罐402，若干盛装不同原料的原料存储罐402设于所述机架401上；
所述原料存储罐402底部设有用于对原料存储罐402内的原料进行搅拌混合的搅拌机构4021；
优选的，所述搅拌机构4021采用螺旋桨代替；
集成混合嘴404，所述集成混合嘴404上开设有出料孔和若干进料孔；以及
上述的一种发泡机头；
所述集成混合嘴404的出料孔与所述发泡机头相连接；
所述若干原料存储罐402的出料端通过管路403与对应所述进料孔相连接；
优选的，所述管路403与原料存储罐402的出料端处设有用于控制原料流出量的流量计4031。
作为改进，所述集成混合嘴404上还开设有用于对发泡机头内部进行清洗的清洗通道；
所述清洗通道用于在发泡搅拌混合工作结束后将清洗液导入到发泡机头内进行清洗工作。
需要说明的是，现有的发泡在有发泡机通入至发泡机头内都是采用直接将发泡原料与气泡同步通入发泡机头内进行搅拌混合工作，由于发泡原料在静置一端时间后，原料内的有效成分会出现沉淀或者分布不均匀的现象，导致原料与气体混合后制备的发泡成品也会不均匀，为此，本发明通过在将发泡原料由原料存储罐402经过流量计4031并通过管路403通入发泡机头内部时，事先通过搅拌机构4021将原料存储罐402内的发泡原料搅拌均匀，然后在使得发泡原料与气体同步通入发泡机头内进行搅拌混合工作，在保持发泡原料分布均匀的前提下使得气体与原料混合，进一步提高混合后的均匀度。
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)
1.一种发泡机机头，其特征在于，包括：
成型单元；
控温单元，控制成型温度的所述控温单元由所述成型单元下部贯穿至上部形成回流；以及
驱动单元；
所述成型单元包括顶盖组件旋转剪切组件以及底盖组件；
所述顶盖组件与所述底盖组件合并形成密封腔；
所述旋转剪切组件分别与所述顶盖组件和底盖组件配合形成剪切混合的上剪切混合通道和下剪切混合通道；
所述顶盖组件包括：
上盖板；
上封盖件；
所述上盖板与所述上封盖件之间设有第一循环腔；
所述上盖板下部且与旋转剪切组件相对处设有第一凸起部；
所述旋转剪切组件包括：
旋转盘，所述旋转盘上下两端均设置有若干组呈环形分布用于剪切搅拌原料的第二凸起部；
所述底盖组件包括：
下盖板；以及
下封盖件；
所述下盖板上部与旋转剪切组件相对处设有第三凸起部。
2.根据权利要求1所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述第二凸起部由旋转盘中心至边缘呈波浪式排列。
3.根据权利要求2所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述下盖板侧部设有进料口；
所述进料口与所述第三凸起部和第二凸起部之间的上剪切混合通道相通；
所述上剪切混合通道与所述第二凸起部与第一凸起部之间的下剪切混合通道相通。
4.根据权利要求3所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述下封盖件与所述下盖板之间设有第二循环腔。
5.根据权利要求1所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述控温单元包括：
外进液管；
外出液管；
所述外进液管将控温介质不断的由外进液管依次经过底盖组件、顶盖组件后沿着外出液管流出。
6.根据权利要求5所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述外进液管侧部连接有与驱动单元相通的第一分流管；
所述外出液管侧部连接有与驱动单元相通的第二分流管。
7.根据权利要求1所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述驱动单元包括：
与驱动机构转动连接的驱动轴；
所述驱动轴外侧且位于底盖组件下部套设有套筒；
所述套筒内部且位于驱动轴外侧转动套设有机械密封件；
所述机械密封件与所述套筒之间设有第三循环腔。
8.根据权利要求7所述的一种发泡机机头，其特征在于，
所述驱动轴经机械密封件后并贯穿底盖组件后与旋转剪切组件连接。
9.一种发泡机，包括：
机架；
原料存储罐，若干盛装不同原料的原料存储罐设于所述机架上；
集成混合嘴，所述集成混合嘴上开设有出料孔和若干进料孔；以及
如权利要求1-8任一所述的一种发泡机头；
所述集成混合嘴的出料孔与所述发泡机头相连接；
所述若干原料存储罐的出料端通过管路与对应所述进料孔相连接。
10.根据权利要求9所述的一种发泡机，其特征在于，
所述集成混合嘴上还开设有用于对发泡机头内部进行清洗的清洗通道。
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