CN210139557U - 一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备。该设备包括料缸组件、第一管道、第二管道、压缩气缸、模具、喷嘴、料枪、动力装置、真空泵，底板位于料缸组件的底部，喷嘴通过底板与料缸组件内部相连通，第一管道将喷嘴与料枪相连通，第二管道将压缩气缸与喷嘴相连通，真空泵与模具内部相连通，模具包括移模和固模，料枪与固模相连通，动力装置为移模提供动力，在固模上设置有第一电容板，在移模上设置有第二电容板，第一电容板与第二电容板均与无线射频发生器连接。该设备通过无线射频对于泡沫颗粒进行加热，避免了热量损失，也极大地节省了空间。

Description

一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备

技术领域

本实用新型涉及泡沫塑料成型领域，具体是涉及一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备。

背景技术

泡沫塑料为日常生产生活中一种十分常见的材料，在泡沫塑料成型过程中，常用的成型方法为融接法，即对泡沫塑料颗粒进行加热，将泡沫塑料颗粒融接，融接后的泡沫塑料颗粒粘结在一起，实现泡沫塑料的成型。目前，传统的加热方式为采用水蒸气对于泡沫塑料颗粒进行加热。但是，这种加热方式需要温度很高的水蒸气，这就需要在锅炉中产生高温的水蒸气，再通过管道输送到模具中，这就需要将锅炉中的其他部件加热到很高的温度，以避免水蒸气被冷凝，这样会造成极大的热能损失，用于产生蒸汽的锅炉和用于输送蒸汽的管道也会占据大量空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型提供的设备包括料缸组件、第一管道、第二管道、压缩气缸、模具、喷嘴、料枪、动力装置、真空泵，喷嘴与料缸组件内部相连通，第一管道将喷嘴与料枪相连通，第二管道将压缩气缸与喷嘴相连通，真空泵与模具内部相连通，模具包括移模和固模，移模和固膜之间形成有模腔，料枪与固模相连通，动力装置为移模提供动力；在固模上设置有第一电容板，在移模上设置有第二电容板，第一电容板与第二电容板均与无线射频发生器电连接。

由上述方案可见，当需要对于泡沫塑料进行成型时，首先打开动力装置，动力装置推动移模与固模闭合。然后打开压缩气缸，压缩气缸通过第二管道向喷嘴输入高压空气，将喷嘴处的空气排出，在喷嘴处形成真空，料缸组件中的泡沫塑料颗粒由于气压的作用进入到喷嘴中，喷嘴通过第一管道将泡沫塑料输送到料枪处。真空泵可以将模腔内部的水分抽去，使模腔内部形成真空。打开料枪，料枪将泡沫塑料输送到模腔内部。打开无线射频发生器，向第一电容板和第二电容板施加高频的交流电压，这样在第一电容板和第二电容板之间就会生成电磁波，电磁波对于内部的泡沫塑料颗粒进行加热，使得内部的泡沫塑料颗粒融接，融接后的泡沫塑料颗粒粘结在一起，完成泡沫塑料的成型。

优选地，设备还包括第三管道，第三管道将压缩气缸与料缸组件相连通。

在上述方案中，压缩气缸通过第三管道向料缸组件内部输入空气，将料缸组件内部的泡沫塑料颗粒分离。

进一步的方案是，设备还包括第四管道，第四管道将压缩气缸与料枪相连通。

在上述方案中，当料枪关闭后，压缩气缸通过第四管道向料枪内部吹气，将料枪中残留的泡沫塑料颗粒吹回到料缸组件中。

更进一步的方案是，固模和移模均采用电磁穿透材料制成，电磁穿透材料是可以被电磁波穿透的材料，包括PTFE(聚四氟乙烯)、UHMWPE (超高分子量聚乙烯)、PE(聚乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)。

在上述方案中，固模和移模均采用利于电磁波穿透的材料制成，这样当第一电容板和第二电容板之间产生电磁波时，电磁波可以穿透固模和移模进入到模具内部，对于模具内部的泡沫颗粒进行融接。

更进一步的方案是，固模包括第一壳体和第一成形体，第一成形体包绕在第一壳体的外部。

更进一步的方案是，移模包括第二壳体和第二成形体，第二成形体包绕在第二壳体的外部。

在上述方案中，在第一成形体上开设有第一镂空部，在第二成形体上开设有第二镂空部。第一镂空部的内轮廓形状与第二镂空部的内轮廓形状成轴对称设置。第一镂空部与第二镂空部拼合在一起形成模腔，模腔的内轮廓形状与需要生产的泡沫塑料的外轮廓形状相同。第一镂空部和第二镂空部的内轮廓形状要根据需要生产的泡沫塑料的外轮廓形状来确定，确定了泡沫塑料的外轮廓形状之后，就可以在固模上开设合适的第一镂空部，在移模上开设合适的第二镂空部。

更进一步的方案是，在固模和移模内部设置有通道，固模内部的通道自第一壳体向第一成形体内部延伸，移模内部的通道自第二壳体向第二成形体内部延伸。

在上述方案中，由于模腔内部的泡沫塑料颗粒受热不均匀，位于模腔中部的泡沫塑料颗粒受热多，位于模腔边缘的泡沫塑料颗粒受热少，这样就会造成模腔内部泡沫塑料颗粒受热不均匀，为了防止这种现象，在通道内部注入热介质，热介质可以对于模腔边缘的泡沫颗粒进行加热，使得模腔内部所有的泡沫塑料颗粒可以均匀受热。之后，可以向通道内部注入温度低于模腔内部温度的冷介质，可以加速模腔内部泡沫颗粒的稳定速度。

更进一步的方案是，设备还包括冷却装置，冷却装置包括散热片，散热片设置在第一电容板和第二电容板上。

更进一步的方案是，冷却装置还包括风扇，风扇的数量为两个，其中一个风扇设置在第一电容板背离模腔的一侧，另一个风扇设置在第二电容板背离模腔的一侧。

在上述方案中，第一电容板和第二电容板可以通过散热片降温，风扇可以将冷空气吹到第一电容板和第二电容板表面，对于第一电容板和第二电容板进行降温，进而对模腔内部进行降温。

附图说明

图1是本实用新型制作泡沫塑料的设备实施例的结构原理图。

图2是本实用新型模腔第一实施例的透视图。

图3是本实用新型模腔第二实施例的透视图。

图4是本实用新型模腔第三实施例的透视图。

图5是本实用新型工作方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

制作泡沫塑料的设备第一实施例：

参见图1和图2，本实用新型实施例提供的用于制作泡沫塑料的设备包括料缸组件1、在料缸组件1的底部设置有底板2，该设备还包括第一管道3、第二管道4、第三管道5、第四管道6、压缩气缸7、模具8、喷嘴9、料枪10、动力装置11。模具8包括固模81和移模82，在固模81上设置有第一电容板12，在移模82上设置有第二电容板13。在固模81内部设置有第一镂空部811，在移模82内部设置有第二镂空部821，第一镂空部811与第二镂空部821组合形成模腔83。第一电容板12和第二电容板13均与无线射频发生器15连接。在本实施例中，动力装置11为液压缸，在动力装置11内部设置有液压活塞 111，液压活塞111推动移模82运动。

在本实施例中，动力装置11除了为液压缸外，还可以为电机，气动装置等符合要求的动力装置。

该设备还包括真空泵16和加热丝17，真空泵16与模具8内部相连通，加热丝17设置在模腔83的内表面附近，电源18为加热丝17 供电。喷嘴9通过底板2与料缸组件1内部相连通，第一管道3将喷嘴9与料枪10相连通，第二管道4将压缩气缸7与喷嘴9相连通，第三管道5将压缩气缸7与料缸组件1相连通，第四管道6将压缩气缸 7与料枪10相连通。料枪10与固模81相连通。

该设备还包括冷却装置，冷却装置包括散热片19和风扇20，散热片19设置在第一电容板12和第二电容板13上。风扇20的数量为两个，其中一个风扇20设置在第一电容板12背离模腔83的一侧，另一个风扇20设置在第二电容板13背离模腔83的一侧。

在本实施例中，当需要对于泡沫塑料进行成型时，首先打开动力装置11，动力装置11中的液压活塞111推动移模82与固模81闭合。然后打开压缩气缸7，压缩气缸7通过第三管道5向料缸组件1内部吹入高压空气，将料缸组件1内部的泡沫塑料颗粒分离。打开真空泵16，真空泵16可以将模腔83内部的水分抽去，使模腔83内部形成真空。压缩气缸7通过第二管道4向喷嘴9输入高压空气，将喷嘴9处的空气排出，在喷嘴9处形成真空，料缸组件1中的泡沫塑料颗粒由于气压的作用进入到喷嘴9中，喷嘴9通过第一管道3将泡沫塑料输送到料枪10处，打开料枪10，料枪10将泡沫塑料输送到模具8内部。在喷嘴9与料缸组件1的连通处设置有快门(图中未示出)，快门可以连续打开和关闭，快门打开和关闭的频率为500毫秒一次到1秒一次之间，通过快门不断地打开和关闭可以让料缸组件1中的泡沫塑料颗粒间歇性地通过第一管道3传输到料枪10，这样有利于粘合泡沫塑料表面的颗粒。当然，也可以选择采用压缩气缸7间歇性向喷嘴9输气来实现料缸组件1中泡沫塑料颗粒的间歇性输送。当确定模腔83内部填充满泡沫塑料颗粒以后，关闭料枪10，打开压缩气缸7，压缩气缸7向料枪10吹气，将料枪10中残留的泡沫塑料颗粒吹回料缸组件 1中，再打开无线射频发生器15，向第一电容板12和第二电容板13 之间施加频率为27.12MHZ、有效值为10KV的交流电压，在第一电容板12和第二电容板13之间产生电磁波，对于模腔83内部的泡沫塑料颗粒进行融接。

在本实施例中，泡沫塑料颗粒的成分为聚氨酯(ETPU),由于聚氨酯(ETPU)的介电损耗因子高，因此在吸收电磁波之后产生的热量多，泡沫塑料颗粒能够熔融得更快。泡沫塑料颗粒的成分也可以为聚醚嵌段酰胺(EPEBA)、基于聚丙交酯(PLA)、基于聚酰胺(EPA)，在此基础上可以使用基于聚酯醚弹性体(ETPEE)或基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(EPET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(EPBT)，90％重量的泡沫塑料由这些材料中的一种或其混合物组成。施加无线射频的时间取决于模腔83的体积、泡沫塑料的密度和施加的电功率或电压，经过实验，要使得泡沫塑料颗粒完全融接，所需要的时间为30秒至两分钟，在第一电容板12和第二电容板13之间施加的交流电压的有效值为5KV至 20KV。在该设备上还设置有温度传感器(图中未示出)，温度传感器可以检测模腔83内部的温度。当对于泡沫塑料颗粒进行融接时，测量泡沫塑料颗粒的温度，使得泡沫塑料颗粒的温度略高于其软化温度。在模腔83内表面附近设置有加热丝17作预热功能，加热丝17也可以用流体管道来代替，流体管道中的流体可以选择空气、水或者蒸汽。

由于模腔83内部的泡沫塑料颗粒受热不均匀，位于模腔83中部的泡沫塑料颗粒受热多，位于模腔83边缘的泡沫塑料颗粒受热少，这样就会造成模腔83内部泡沫塑料颗粒受热不均匀，为了防止这种现象，在模腔83边缘附近设置加热丝17，电源18为加热丝17供电，对于位于模腔83边缘的泡沫塑料颗粒进行加热，使得模腔83内部所有的泡沫塑料颗粒可以均匀受热。在使用无线射频对于泡沫塑料颗粒进行加热的过程中，首先可以选用低功率或者有效值较低的交流电压添加在第一电容板12和第二电容板13之间，以对泡沫塑料颗粒进行预热，当泡沫塑料颗粒被预热到一定温度时，再逐渐增大交流电压的电压值，保持交流电压的电压值匀速增长，这样可以使得泡沫塑料颗粒被均匀地加热。在无线射频发生器15施加完预设时间的交流电压之后，关闭无线射频发生器15，此时模腔83仍然关闭，让电磁波产生的热量均匀地分布在泡沫塑料颗粒中，让泡沫塑料颗粒之间完成非常均匀地融接，该过程成为稳定。

固模81和移模82均采用有利于无线射频穿透的材料制成，同时需要选用导热性差的塑性材料，这样模腔83中的热量就不容易散发到空气中，电磁波产生的热量大部分被泡沫塑料颗粒吸收，有利于泡沫塑料的加热。

在本实施例中，当泡沫塑料颗粒的成分为不易吸收电磁波的材料如可发性聚苯乙烯(EPS)及可发性聚丙烯(EPP)及可发性聚乙稀(EPE) 及这三种原料相关的聚合物，譬如可发性聚苯乙烯与聚乙烯的共聚合物(EPO)，可以在该设备上安装传热介质源(图中未示出)，传热介质源可以供应易于吸收电磁波的流体，在该设备上还设置有传热介质管道(图中未示出)，传热介质管道可以与模腔83内部相连通，也可以与料缸组件1、第一管道3或者料枪10相连通，作为优选实施例，传热介质管道与第一管道3相连通，这样传热介质源就可以在泡沫颗粒流动期间将传热介质施加到泡沫颗粒上，从而实现传热介质在泡沫颗粒上非常均匀地分布。当施加有传热介质的泡沫颗粒被输送到模腔83内部时，向模腔83内部施加电磁波，电磁波被传热介质吸收并将电磁波转化为热量传输到泡沫颗粒上，来实现泡沫颗粒均匀地融接。

在本实施例中，第一镂空部811的内轮廓形状与第二镂空部821 的内轮廓形状成轴对称设置。第一镂空部811与第二镂空部821拼合在一起形成模腔83，模腔83的外轮廓形状近似于一个平放的酒杯。模腔83的内轮廓形状与需要生产的泡沫塑料的外轮廓形状相同。第一镂空部811和第二镂空部821的内轮廓形状要根据需要生产的泡沫塑料的外轮廓形状来确定，确定了泡沫塑料的外轮廓形状之后，就可以在固模81上开设合适的第一镂空部811，在移模82上开设合适的第二镂空部821。固模81和移模82均采用电磁穿透材料制成，本实施例的电磁穿透材料是可以被电磁波穿透的材料，例如PTFE(聚四氟乙烯)、UHMWPE(超高分子量聚乙烯)、PE(聚乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)等。当泡沫塑料成型完毕以后，第一电容板12和第二电容板13可以通过散热片19降温，风扇20可以将冷空气吹到第一电容板12和第二电容板13表面，对于第一电容板12和第二电容板13进行降温，进而对模腔83内部进行降温。

制作泡沫塑料的设备第二实施例：

参见图3，本实施例的固模85包括第一壳体851和第一成形体852，第一壳体851包绕在第一成形体852的外部。移模86包括第二壳体 861和第二成形体862，第二壳体861包绕在第二成形体862的外部。在第一成形体852上开设有第一镂空部853，在第二成形体862上开设有第二镂空部863，第一镂空部853和第二镂空部863的内轮廓形状为轴对称设置，第一镂空部853和第二镂空部863组合形成模腔87，模腔87的内轮廓形状为长方体。在固模85和移模86内部均开设有通道21，固模85内部的通道21自第一壳体851向第一成形体852内部延伸，移模86内部的通道21自第二壳体861向第二成形体862内部延伸。热介质可以通过通道21进入到固模85和移模86内部。通道 21位于模腔87内表面的边缘，当热介质通过通道21进入到固模85 和移模86内部时，可以对位于模腔87内表面边缘的泡沫颗粒进行加热，使得模腔87内部的泡沫颗粒受热更加均匀。在稳定过程中，向通道21内部注入温度低于模腔87内部温度的冷介质，可以加速模腔87 内部泡沫颗粒的稳定速度。

制作泡沫塑料的设备第三实施例：

参见图4，本实施例中，在模具22内部设置有被动加热层221，被动加热层221由对电磁波无法穿透而且温度稳定的材料制成，例如铁氧体。被动加热层221吸收电磁波产生热量，温度升高，然后将热量传输给模腔224内部的泡沫塑料颗粒。被动加热层221也可以由具备中等介质损耗因子的材料制成，例如聚甲醛(POM)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。被动加热层221的厚度至少为5mm，一般为10mm以上。被动加热层221将整个模腔224包绕在被动加热层221的内部。

在本实施例中，第一电容板23位于固模222的外表面上，第二电容板24位于移模223的外表面上，第一电容板23的内表面形状与固模222的外表面形状相匹配，第二电容板24的内表面形状与移模223 的外表面形状相匹配。本实施例提供的模具22适用于生产壳状的泡沫塑料。由于壳状泡沫塑料的厚度不大，第一电容板23和第二电容板 24之间的距离只要稍大于壳状泡沫塑料的厚度即可，那么第一电容板 23和第二电容板24之间的距离也不会很大，此时在第一电容板23和第二电容板24两端无需施加高电压，就可以满足融接泡沫塑料颗粒所需的电场强度的要求。

制作泡沫塑料的设备工作方法实施例：

参见图5，本实用新型实施例提供的工作方法包括如下步骤：首先，执行步骤S1，打开动力装置，动力装置推动移模与固模闭合；然后，执行步骤S2，关闭动力装置，打开压缩气缸，向料缸组件内部吹入空气；然后，执行步骤S3，打开真空泵，将模具内部抽成真空；然后，执行步骤S4，打开料枪，通过压缩气缸向喷嘴吹入空气，将泡沫塑料颗粒吹入模腔，作填充模腔；然后，执行步骤S5，关闭料枪，通过压缩气缸向料枪吹入空气；然后，执行步骤S6，打开无线射频发生器，对于模腔内部的泡沫材料进行融接；然后，执行步骤S7，在施加无线射频之后，模腔在预定时间内仍保持关闭，此过程步骤称为稳定；在稳定之后，执行步骤S8，打开动力装置，动力装置带动移模与固模分离；最后，执行步骤S9，清洁移模与固模。

在本实施例中，在执行步骤S2的过程中，通过压缩气缸向料缸组件内部吹入空气，用来分离料缸组件内部的泡沫颗粒。在执行步骤S4 的过程中，通过压缩气缸向喷嘴吹入空气，在喷嘴出形成真空，泡沫颗粒在气压的作用下从料缸组件进入到喷嘴处，由喷嘴通过第一管道将泡沫颗粒输送到料枪处，由料枪将泡沫颗粒输送到模腔内部。在执行步骤S5的过程中，通过压缩气缸向料枪吹入空气，可以将料枪内残留的泡沫颗粒吹回到料缸组件内。在执行步骤S6的过程中，打开无线射频发生器，向第一电容板和第二电容板之间施加频率为27.12MHZ，有效值为10KV的交流电压，从而在第一电容板和第二电容板之间产生电磁波，电磁波对于模腔内部的泡沫塑料颗粒进行融接。施加交流电压的预设时间为30秒至2分钟。在执行步骤S7的过程中，在无线射频发生器施加完预设时间的交流电压之后，关闭无线射频发生器，此时模腔在预定时间内仍然关闭，让电磁波产生的热量均匀地分布在泡沫塑料颗粒中，让泡沫塑料颗粒之间完成非常均匀地融接，步骤S7成为稳定。需要说明的是，稳定过程为可选过程，即根据实际需要来确定在执行完步骤S6以后还需不需要执行步骤S7。在执行完步骤S7之后，执行步骤S8，打开动力装置，动力装置带动移模与固模分离，利用顶杆将颗粒泡沫部件推出，该步骤称为脱模。

尽管结合本实施例和优选方案展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上均可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种采用无线射频制作泡沫塑料的设备，包括料缸组件、第一管道、第二管道、压缩气缸、模具、喷嘴、料枪、动力装置、真空泵，所述喷嘴与所述料缸组件内部相连通，所述第一管道将所述喷嘴与所述料枪相连通，所述第二管道将所述压缩气缸与所述喷嘴相连通，所述真空泵与所述模具内部相连通，所述模具包括移模和固模，所述移模和所述固模之间形成有模腔，所述料枪与所述固模相连通，所述动力装置为所述移模提供动力；

其特征在于：

在所述固模上设置有第一电容板，在所述移模上设置有第二电容板，所述第一电容板与所述第二电容板均与无线射频发生器电连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述设备还包括第三管道，所述第三管道将所述压缩气缸与所述料缸组件相连通。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述设备还包括第四管道，所述第四管道将所述压缩气缸与所述料枪相连通。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：

所述固模和所述移模均采用电磁穿透材料制成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于：

所述固模包括第一壳体和第一成形体，所述第一成形体包绕在所述第一壳体的外部。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：

所述移模包括第二壳体和第二成形体，所述第二成形体包绕在所述第二壳体的外部。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：

在所述固模和所述移模内部设置有通道，所述固模内部的所述通道自所述第一壳体向所述第一成形体内部延伸，所述移模内部的所述通道自所述第二壳体向所述第二成形体内部延伸。

8.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于：

所述设备还包括冷却装置，所述冷却装置包括散热片，所述散热片设置在所述第一电容板和所述第二电容板上。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：

所述冷却装置还包括风扇，所述风扇的数量为两个，其中一个所述风扇设置在所述第一电容板背离所述固模的一侧，另一个所述风扇设置在所述第二电容板背离所述移模的一侧。

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