CN116922662A - 一种用于超临界发泡生产的低能耗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，属于超临界发泡生产相关技术领域，本发明包括高压釜体，所述高压釜体的上端固定连接有压力表，且高压釜体上连接有进气管，进气管上安装有进气阀，通过进气管向高压釜体的内部通入发泡所需气体；还包括：所述第一泄压管的下端和集中块的中部相互连接，且集中块与高压釜体相背的一侧中部安装有对接口，所述对接口上连接有衔接管，且衔接管与收集囊袋之间固定有橡胶管。该用于超临界发泡生产的低能耗设备，能够在通过冷却的方式减小材料的收缩率时，方便减缓水源在设备内部的流动速度，使其水源能够充分换热，同时能够对泄压排出的气体进行收集，且能够对气体进行多重密封，防止收集的气体向外泄漏。

Description

一种用于超临界发泡生产的低能耗设备

技术领域

本发明涉及超临界发泡生产相关技术领域，具体为一种用于超临界发泡生产的低能耗设备。

背景技术

发泡技术可以为让高分子材料内产生泡孔，从而达到材料轻量化，提高结构强度，增加隔热性舒适度等作用，将聚合物基体放置在高压釜中，通入气体然后加热加压至超临界状态令其能渗透到聚合物基体中去直至饱和状态，然后快速降低压力，气体因为失去压力又会从超临界状态回到气态，从而实现成核发泡的过程。

如公开号为CN114953493B的一种超临界发泡复合材料制备设备及其制备方法，其中包括高压釜，设置于高压釜上的进气管，高压釜外壁上设有冷却夹套，冷却夹套上设有冷凝水管，进气管上设置有排气管，排气管与冷凝水管之间设置有开合组件；调节组件包括驱动部以及开合部，驱动部包括传输管、气缸、活塞以及驱动块，开合部包括齿条、齿轮、旋轴以及开合片，本发明之方法，制备复合材料、发泡预处理、发泡以及冷却，通过泄压的气体控制开合片开合，在泄压的同时，自动化的将冷却水导入到冷却夹套中，增加冷却与泄压的同步性，增加了冷却的速度，稳定了泡孔的结构，避免泡沫收缩，提高了发泡效率，也减少了人工操作冷凝的失误。

其中上述现有技术中存在以下技术问题：TPU在超临界发泡后由于气体逃逸会出现收缩干瘪的现象，通过一段时间的气体交换才能恢复弹性，现有的超临界发泡设备在使用时为了节约发泡所需的能耗，通过采用冷却的方式减少材料的收缩率达到减少气体交换的时间，然而在冷却的过程中，冷水源进入至设备的内部后，其不便于减缓水源在设备内部的流动速度，从而导致水源还未充分换热后就被向外排出，同时在对泄压排出的气体进行收集时，不便于对其气体起到多重的密封效果，进而导致在对气体收集后因密封效果不佳出现泄漏的现象。

所以我们提出了一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，以解决上述背景技术提出的目前市场上TPU在超临界发泡后由于气体逃逸会出现收缩干瘪的现象，通过一段时间的气体交换才能恢复弹性，现有的超临界发泡设备在使用时为了节约发泡所需的能耗，通过采用冷却的方式减少材料的收缩率达到减少气体交换的时间，然而在冷却的过程中，冷水源进入至设备的内部后，其不便于减缓水源在设备内部的流动速度，从而导致水源还未充分换热后就被向外排出，同时在对泄压排出的气体进行收集时，不便于对其气体起到多重的密封效果，进而导致在对气体收集后因密封效果不佳出现泄漏的现象的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，包括高压釜体，所述高压釜体的上端固定连接有压力表，且高压釜体上连接有进气管，进气管上安装有进气阀，通过进气管向高压釜体的内部通入发泡所需气体，所述高压釜体的内部开设有发泡腔体，且发泡腔体的下端安装有加热器，所述发泡腔体与高压釜体之间开设有冷却腔体，且冷却腔体的左右两侧均安装有冷却管，一侧的冷却管为进水管，另一侧的冷却管为排水管，所述高压釜体的左右两侧分别安装有第一泄压管和第二泄压管，且第一泄压管和第二泄压管上均连接有排气阀；

还包括：

所述第一泄压管的下端和集中块的中部相互连接，且集中块与高压釜体相背的一侧中部安装有对接口，所述对接口上连接有衔接管，且衔接管与收集囊袋之间固定有橡胶管；

一次封堵结构，安装在所述衔接管的内部，用于对收集囊袋内部收集的气体进行一次密封；

二次封堵结构，设置在所述收集囊袋的侧边，用于在收集囊袋收集气体完成之后，对其橡胶管系紧，实现二次密封；

缓速结构，位于所述收集囊袋的左右两侧，通过缓速结构增加水源在冷却腔体内部流动时长，同时用于增大高压釜体外表面与外界空气的接触面积，提高冷却效果，降低材料收缩率，减少气体交换的时间，节约能耗。

优选的，所述衔接管和对接口为螺纹连接，且衔接管的内部设置为空心结构，所述衔接管内部靠近对接口一段的直径小于衔接管内部靠近橡胶管一段的直径。

通过采用上述技术方案，通过衔接管和对接口的螺纹连接，从而能够方便完成衔接管和对接口之间的对接安装。

优选的，所述一次封堵结构由阻塞块和辅助弹簧组成，且阻塞块位于衔接管的内部前段，所述阻塞块通过辅助弹簧和衔接管的内部相互连接。

优选的，所述阻塞块的外壁和衔接管的内部前段内壁相互贴合，且阻塞块通过辅助弹簧和衔接管构成弹性伸缩结构。

通过采用上述技术方案，利用助力弹簧的设置能够使其在衔接管内部移动后的阻塞块复位回弹。

优选的，所述二次封堵结构由活塞块、衔接弹簧、绳结和定位磁块，且两个活塞块安装在集中块的内部左右两侧，所述活塞块通过衔接弹簧和集中块的内部相互连接，所述绳结的中部套设在橡胶管上，且绳结的左右两端和活塞块的端部均固定连接有定位磁块。

优选的，所述活塞块和集中块为滑动连接，且活塞块端部的定位磁块和绳结端部的绳结磁性相反。

通过采用上述技术方案，通过活塞块的移动能够利用定位磁块拉动绳结进行收紧，从而将橡胶管系紧。

优选的，所述缓速结构由抵触杆、挤压块、引导气囊、助力弹簧、卡接管、导流管、推进囊袋、调节板、连接柱和导热金属片组成，且抵触杆贴合设置在收集囊袋的左右两侧，所述抵触杆上固定连接有挤压块，且挤压块的侧边设置有引导气囊，抵触杆通过助力弹簧和高压釜体侧边的支撑板相互连接，所述引导气囊通过卡接管和导流管相互连接，且导流管上安装有推进囊袋，所述推进囊袋与调节板粘接连接，且调节板上固定连接有连接柱，所述连接柱的端部与导热金属片固定连接，且导热金属片固定在高压釜体的侧壁上。

优选的，所述挤压块在抵触杆上均匀分布，且抵触杆通过助力弹簧和高压釜体侧边的支撑板构成弹性伸缩结构，并且抵触杆靠近收集囊袋的一端与收集囊袋的侧边相互贴合。

通过采用上述技术方案，当收集囊袋充气后发生膨胀时从而能够推动侧边的抵触杆带动挤压块进行同步移动。

优选的，所述导热金属片设置为弧形结构，且导热金属片在高压釜体的侧壁上均匀分布，并且导热金属片和连接柱一一对应。

通过采用上述技术方案，通过连接柱向高压釜体的外侧移动，从而能够对导热金属片进行推动，使其导热金属片朝向高压釜体内部的一侧发生凹陷，增加水源在冷却腔体内部的流动时长，通过导热金属片朝向高压釜体外侧一面的凸起，能够增加高压釜体外表面与外界空气的接触面积，提高降温效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于超临界发泡生产的低能耗设备，能够在通过冷却的方式减小材料的收缩率时，方便减缓水源在设备内部的流动速度，使其水源能够充分换热，同时能够对泄压排出的气体进行收集，且能够对气体进行多重密封，防止收集的气体向外泄漏；

1、设置有阻塞块，当泄压排气时，气流推动阻塞块朝向衔接管的后段移动，使其衔接管打开气体进入至收集囊袋的内部，当泄压完成之后，阻塞块复位回弹，重新将衔接管阻塞，实现一次密封，当活塞块移动后能够利用定位磁块拉动绳结进行移动，由此使其绳结的中段对橡胶管进行系紧，从而实现对收集囊袋的二次密封，防止收集的气体向外泄漏；

2、设置有抵触杆，随着收集囊袋充气后的膨胀能够使其抵触杆带动挤压块进行同步移动，通过挤压块的移动来对引导气囊进行间歇式挤压，引导气囊间歇式受压后能够使得推进囊袋进行膨胀和收缩，进而使得调节板通过连接柱拉动导热金属片进行形变和复位，导热金属片朝向高压釜体内部的一侧发生凹陷，增加水源在冷却腔体内部的流动时长，通过导热金属片朝向高压釜体外侧一面的凸起，能够增加高压釜体外表面与外界空气的接触面积，提高降温效果。

附图说明

图1为本发明正面立体结构示意图；

图2为本发明集中块和对接口结构示意图；

图3为本发明阻塞块和助力弹簧剖视结构示意图；

图4为本发明橡胶管和绳结结构示意图；

图5为本发明活塞块和衔接弹簧剖视结构示意图；

图6为本发明抵触杆和挤压块立体结构示意图；

图7为本发明高压釜体和加热器结构示意图；

图8为本发明连接柱和导热金属片结构示意图。

图中：1、高压釜体；2、压力表；3、进气管；4、进气阀；5、发泡腔体；6、加热器；7、冷却管；8、第一泄压管；9、排气阀；10、集中块；11、对接口；12、衔接管；13、橡胶管；14、收集囊袋；15、一次封堵结构；151、阻塞块；152、辅助弹簧；16、二次封堵结构；161、活塞块；162、衔接弹簧；163、绳结；164、定位磁块；17、缓速结构；171、抵触杆；172、挤压块；173、引导气囊；174、助力弹簧；175、卡接管；176、导流管；177、推进囊袋；178、调节板；179、连接柱；1710、导热金属片；18、第二泄压管。

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。

请参阅图1-图8，本发明提供如下两种实施例：

实施例一：现有的低能耗设备在对泄压排出的气体进行收集时，不便于对其气体起到多重的密封效果，进而导致在对气体收集后因密封效果不佳出现泄漏的现象，为了保证收集气体的密封性，本实施例公开了如下技术内容，如图1-图5所示；

一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，包括高压釜体1，高压釜体1的上端固定连接有压力表2，且高压釜体1上连接有进气管3，进气管3上安装有进气阀4，通过进气管3向高压釜体1的内部通入发泡所需气体，高压釜体1的内部开设有发泡腔体5，且发泡腔体5的下端安装有加热器6，发泡腔体5与高压釜体1之间开设有冷却腔体，且冷却腔体的左右两侧均安装有冷却管7，一侧的冷却管7为进水管，另一侧的冷却管7为排水管，高压釜体1的左右两侧分别安装有第一泄压管8和第二泄压管18，且第一泄压管8和第二泄压管18上均连接有排气阀9；第一泄压管8的下端和集中块10的中部相互连接，且集中块10与高压釜体1相背的一侧中部安装有对接口11，对接口11上连接有衔接管12，且衔接管12与收集囊袋14之间固定有橡胶管13；一次封堵结构15，安装在衔接管12的内部，用于对收集囊袋14内部收集的气体进行一次密封；二次封堵结构16，设置在收集囊袋14的侧边，用于在收集囊袋14收集气体完成之后，对其橡胶管13系紧，实现二次密封；衔接管12和对接口11为螺纹连接，且衔接管12的内部设置为空心结构，衔接管12内部靠近对接口11一段的直径小于衔接管12内部靠近橡胶管13一段的直径。一次封堵结构15由阻塞块151和辅助弹簧152组成，且阻塞块151位于衔接管12的内部前段，阻塞块151通过辅助弹簧152和衔接管12的内部相互连接。阻塞块151的外壁和衔接管12的内部前段内壁相互贴合，且阻塞块151通过辅助弹簧152和衔接管12构成弹性伸缩结构。二次封堵结构16由活塞块161、衔接弹簧162、绳结163和定位磁块164，且两个活塞块161安装在集中块10的内部左右两侧，活塞块161通过衔接弹簧162和集中块10的内部相互连接，绳结163的中部套设在橡胶管13上，且绳结163的左右两端和活塞块161的端部均固定连接有定位磁块164。活塞块161和集中块10为滑动连接，且活塞块161端部的定位磁块164和绳结163端部的绳结163磁性相反。

本实施例的工作原理是：在进行发泡时，通过加热器6对其高压釜体1的内部进行加热，利用进气管3向高压釜体1的内部充入发泡所需的气体，待发泡饱和后，首先打开第一泄压管8上的排气阀9进行泄压，此时高压釜体1内部的气体通过第一泄压管8进入至集中块10的内部，在泄压时，通过冷却管7向高压釜体1中的冷却腔通入冷却水，对高压釜体1中的发泡复合材料进行冷却，通过冷却的方式稳定泡孔的结构，提高了发泡效率，减少材料的收缩率达到减少气体交换的时间，以此来降低能耗，集中块10内部进入气体后，气体首先推动衔接管12内部的阻塞块151朝向衔接管12的内部后段进行移动，此时气流顺着对接口11、衔接管12和橡胶管13进入至收集囊袋14的内部，当收集囊袋14内部气体充入到一定程度后，继续充气时，气流推动活塞块161朝向集中块10的外侧移动，通过活塞块161的移动能够利用定位磁块164拉动绳结163的中部进行收紧，通过绳结163的收紧从而能够对橡胶管13进行系紧，实现收集囊袋14进气口处的自动密封，当收集囊袋14内部气体收集完成之后，关闭第一泄压管8上的排气阀9，打开第二泄压管18上的排气阀9，此时高压釜体1内部的气体通过第二泄压管18进行继续泄压，当泄压完成之后，停止充气时，转动衔接管12将其从收集囊袋14从对接口11上取下，然而在不充气时，阻塞块151在辅助弹簧152的作用下复位回弹，回弹后的阻塞块151重新将阻塞块151阻塞，通过复位后的阻塞块151实现对收集囊袋14开口处的进一步密封，通过多重的密封方式避免收集囊袋14内部收集的气体发生泄漏。

实施例二：本实施例中公开的用于超临界发泡生产的低能耗设备，是在上述实施例一的基础上做出的进一步改进，TPU在超临界发泡后由于气体逃逸会出现收缩干瘪的现象，通过一段时间的气体交换才能恢复弹性，现有的超临界发泡设备在使用时为了节约发泡所需的能耗，通过采用冷却的方式减少材料的收缩率达到减少气体交换的时间，然而在冷却的过程中，冷水源进入至设备的内部后，其不便于减缓水源在设备内部的流动速度，从而导致水源还未充分换热后就被向外排出，为了在降温冷却时，增加水源的换热时长，本实施例公开了的如下技术内容，如图1、图2、图6-图8所示；

缓速结构17，位于收集囊袋14的左右两侧，通过缓速结构17增加水源在冷却腔体内部流动时长，同时用于增大高压釜体1外表面与外界空气的接触面积，提高冷却效果，降低材料收缩率，减少气体交换的时间，节约能耗。缓速结构17由抵触杆171、挤压块172、引导气囊173、助力弹簧174、卡接管175、导流管176、推进囊袋177、调节板178、连接柱179和导热金属片1710组成，且抵触杆171贴合设置在收集囊袋14的左右两侧，抵触杆171上固定连接有挤压块172，且挤压块172的侧边设置有引导气囊173，抵触杆171通过助力弹簧174和高压釜体1侧边的支撑板相互连接，引导气囊173通过卡接管175和导流管176相互连接，且导流管176上安装有推进囊袋177，推进囊袋177与调节板178粘接连接，且调节板178上固定连接有连接柱179，连接柱179的端部与导热金属片1710固定连接，且导热金属片1710固定在高压釜体1的侧壁上。挤压块172在抵触杆171上均匀分布，且抵触杆171通过助力弹簧174和高压釜体1侧边的支撑板构成弹性伸缩结构，并且抵触杆171靠近收集囊袋14的一端与收集囊袋14的侧边相互贴合。导热金属片1710设置为弧形结构，且导热金属片1710在高压釜体1的侧壁上均匀分布，并且导热金属片1710和连接柱179一一对应。

本实施例的工作原理是：当通过冷却管7向冷却腔体的内部充入水源进行换热时，因降温与泄压同步进行，随着收集囊袋14内部气体的增多自身发生膨胀，收集囊袋14膨胀后能够推动侧边的抵触杆171带动挤压块172进行移动，当挤压块172移动后能够对引导气囊173进行挤压，引导气囊173受压后内部的气流通过卡接管175进入至导流管176的内部，导流管176内部进入气流后能够使其推进囊袋177发生膨胀，通过推进囊袋177的膨胀即可推动调节板178以及连接柱179朝向高压釜体1的外侧移动，连接柱179移动后即可对其导热金属片1710进行挤压，当导热金属片1710受压后，使其导热金属片1710朝向高压釜体1内部的一侧发生凹陷，由此来增加水源在冷却腔体内部的流动时长，此时导热金属片1710朝向高压釜体1外侧一面的凸起，由此增加高压釜体1外表面与外界空气的接触面积，提高降温效果，当挤压块172移动后与引导气囊173发生脱离时，引导气囊173和推进囊袋177发生复原，以此往复循环，通过此种方式增加水源在冷却腔体内部停留的时长提高降温冷却效果。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，包括高压釜体（1），所述高压釜体（1）的上端固定连接有压力表（2），且高压釜体（1）上连接有进气管（3），进气管（3）上安装有进气阀（4），通过进气管（3）向高压釜体（1）的内部通入发泡所需气体，所述高压釜体（1）的内部开设有发泡腔体（5），且发泡腔体（5）的下端安装有加热器（6），所述发泡腔体（5）与高压釜体（1）之间开设有冷却腔体，且冷却腔体的左右两侧均安装有冷却管（7），一侧的冷却管（7）为进水管，另一侧的冷却管（7）为排水管，所述高压釜体（1）的左右两侧分别安装有第一泄压管（8）和第二泄压管（18），且第一泄压管（8）和第二泄压管（18）上均连接有排气阀（9）；

其特征在于，还包括：

所述第一泄压管（8）的下端和集中块（10）的中部相互连接，且集中块（10）与高压釜体（1）相背的一侧中部安装有对接口（11），所述对接口（11）上连接有衔接管（12），且衔接管（12）与收集囊袋（14）之间固定有橡胶管（13）；

一次封堵结构（15），安装在所述衔接管（12）的内部，用于对收集囊袋（14）内部收集的气体进行一次密封；

二次封堵结构（16），设置在所述收集囊袋（14）的侧边，用于在收集囊袋（14）收集气体完成之后，对其橡胶管（13）系紧，实现二次密封；

缓速结构（17），位于所述收集囊袋（14）的左右两侧，通过缓速结构（17）增加水源在冷却腔体内部流动时长，同时用于增大高压釜体（1）外表面与外界空气的接触面积，提高冷却效果，降低材料收缩率，减少气体交换的时间，节约能耗。

2.根据权利要求1所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述衔接管（12）和对接口（11）为螺纹连接，且衔接管（12）的内部设置为空心结构，所述衔接管（12）内部靠近对接口（11）一段的直径小于衔接管（12）内部靠近橡胶管（13）一段的直径。

3.根据权利要求1所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述一次封堵结构（15）由阻塞块（151）和辅助弹簧（152）组成，且阻塞块（151）位于衔接管（12）的内部前段，所述阻塞块（151）通过辅助弹簧（152）和衔接管（12）的内部相互连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述阻塞块（151）的外壁和衔接管（12）的内部前段内壁相互贴合，且阻塞块（151）通过辅助弹簧（152）和衔接管（12）构成弹性伸缩结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述二次封堵结构（16）由活塞块（161）、衔接弹簧（162）、绳结（163）和定位磁块（164），且两个活塞块（161）安装在集中块（10）的内部左右两侧，所述活塞块（161）通过衔接弹簧（162）和集中块（10）的内部相互连接，所述绳结（163）的中部套设在橡胶管（13）上，且绳结（163）的左右两端和活塞块（161）的端部均固定连接有定位磁块（164）。

6.根据权利要求5所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述活塞块（161）和集中块（10）为滑动连接，且活塞块（161）端部的定位磁块（164）和绳结（163）端部的绳结（163）磁性相反。

7.根据权利要求1所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述缓速结构（17）由抵触杆（171）、挤压块（172）、引导气囊（173）、助力弹簧（174）、卡接管（175）、导流管（176）、推进囊袋（177）、调节板（178）、连接柱（179）和导热金属片（1710）组成，且抵触杆（171）贴合设置在收集囊袋（14）的左右两侧，所述抵触杆（171）上固定连接有挤压块（172），且挤压块（172）的侧边设置有引导气囊（173），抵触杆（171）通过助力弹簧（174）和高压釜体（1）侧边的支撑板相互连接，所述引导气囊（173）通过卡接管（175）和导流管（176）相互连接，且导流管（176）上安装有推进囊袋（177），所述推进囊袋（177）与调节板（178）粘接连接，且调节板（178）上固定连接有连接柱（179），所述连接柱（179）的端部与导热金属片（1710）固定连接，且导热金属片（1710）固定在高压釜体（1）的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述挤压块（172）在抵触杆（171）上均匀分布，且抵触杆（171）通过助力弹簧（174）和高压釜体（1）侧边的支撑板构成弹性伸缩结构，并且抵触杆（171）靠近收集囊袋（14）的一端与收集囊袋（14）的侧边相互贴合。

9.根据权利要求7所述的一种用于超临界发泡生产的低能耗设备，其特征在于：所述导热金属片（1710）设置为弧形结构，且导热金属片（1710）在高压釜体（1）的侧壁上均匀分布，并且导热金属片（1710）和连接柱（179）一一对应。