CN210206791U - 一种全自动开合立式超临界流体发泡设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对超临界流体反应装置高压工作现有装置人工操作劳动强度高同时不利于安全生产的不足，发明了一种全自动开合立式超临界流体发泡设备。设备采用卡箍式密封方式，即釜体的锁紧端与压盖的锁紧端由卡箍的环形槽锁合固定。设备主要由支架、动力装置、立柱A、立柱B、卡箍开合组件、转臂运动装置、连接支撑板、转臂、盖升降限位装置、盖推拉装置、压盖组件、卡箍组件、卡箍锁合装置和釜组件组成。压盖的升降及偏移、卡箍开合及锁紧全部采用了自动化操作。压盖的自动升降和卡箍的自动锁合开启采用接近传感器与限位片配合实现。自动化降低了操作者的工作强度，提高了生产效率，同时提升了操作的安全性。本实用新型适合于材料的高压超临界加工使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及高分子材料加工领域，主要涉及高分子材料的超临界发泡加工，特别涉及到一种全自动开合立式超临界流体发泡设备。
背景技术
间歇釜式发泡是聚合物超临界流体常用的实验室发泡工艺。由于超临界发泡需要一定的温度、压力等条件下进行，因此釜体和釜盖的密封性对于设备的安全性和使用的效果极其重要。
实用新型专利CN2620578Y公开了一种超临界流体反应釜，该专利中反应釜采用六颗紧力螺栓使封盖压紧密封头来达到密封效果。该发明密封方式操作简单，但是在开盖过程中螺栓配合开启操作繁琐，封盖开启时间长效率低，只适合于作为小型实验装置应用。
实用新型专利CN201711132U公开了一种带快开盖机构的反应釜，该专利釜体为竖式放置，在锅体的人孔口设置可转动打开的密封盖，通过转动手轮带动丝杠转动提起或下压密封盖，密封盖与与锅体的人孔口采用了齿啮式配合密封。该专利采用手动操作釜体开合过程，由于反应釜高压的特性，人工操作的安全性欠佳。
实用新型专利CN205731168U(201620114104.X)公开了一种快开式聚合物超临界反应釜，该装置釜体为竖式放置；反应釜的釜盖是通过两个半圆形卡箍来锁紧，半圆形卡箍的一端通过连接板和球形接头固定于螺纹销轴上，螺纹销轴固定于支持板上，支持板固定于釜体；插入一对卡箍的轴耳的螺栓实现对卡箍开合端的锁合；釜盖的升降和转动依靠立柱、水平架、升降臂、丝杆、手轮、螺纹套和滑套组成的装置实现，通过手动转动手轮带动连接于丝杆上的升降臂上下运动，实现对釜盖的升降操作，通过水平架和升降臂绕立柱转动实现釜盖的转入或转出扣合位置操作。该装置中卡箍锁紧釜盖、卡箍间锁合以及釜盖的安装全部采用人工进行，相对于分体式结构操作效率大幅提高，但在操作效率和安全性上依然有所不足。
实用新型专利CN201014187Y(200620133745.6)公开了超临界萃取高压容器快开机构，该专利中，密封压盖的开合采用了电机升降机构，密封压盖与桶体的密封采用了卡箍式锁合结构同时利用连锁机构对一对卡箍进行固定，密封压盖的安全性上采用了安全锁销结构。该装置实现对密封压盖的电机提升降低了人工操作强度，卡箍的锁合过程，尽管设置了导轨和滚珠减轻了锁合操作强度，但依然需要人工完成，而安全锁销也只能采用人工完成。整体上看，装置的自动化程度有所提高，但在运行过程中采用人工操作依然劳动强度高，同时桶体开启时的高压依然对操作人员有一定的危险性。
发明专利CN108453988A(201810014372.8)公开了一种带有快速密封开启装置的超临界流体发泡设备，该专利中：罐体的密封采用T型阶梯结构活塞杆穿过带有外螺纹的管状结构压盖，同时管状结构与罐体螺纹配合形成，即密封过程需要压盖螺纹旋转配合；压盖的升降和旋转采用手动与电机旋转配合进行，通过操作手柄实现压盖的升降运动，通过电机运动实现压盖的旋紧和打开。由于压盖重量大，通过这种方式减轻了操作人员的劳动强度，但是压盖旋紧之后升降装置与压盖间还需拆除连接，再安装其他相关装置，操作较为繁琐。
发明内容
本实用新型针对超临界流体反应装置高压工作现有装置人工操作劳动强度高同时不利于安全生产的不足，发明了一种全自动开合立式超临界流体发泡设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，主要由支架(1)、动力装置(2)、立柱A(3)、立柱B(4)、卡箍开合组件(5)、转臂运动装置(6)、连接支撑板(7)、转臂(8)、盖升降限位装置(9)、盖推拉装置(10)、压盖组件(11)、卡箍组件(12)、卡箍锁合装置(13)和釜组件(14)组成；
所述的立柱A(3)和立柱B(4)安装于阶梯式支架(1)的高处平台，釜组件(14)安装于阶梯式支架(1)的低处平台，动力装置(2)安装于阶梯式支架(1)高处平台的下方空间；
所述的卡箍开合组件(5)安装于立柱A(3)和立柱B(4)上；
所述的卡箍组件(12)安装于卡箍开合组件(5)上；
所述的转臂(8)安装于立柱A(3)的顶部，连接支撑板(7)固定于立柱A(3)和立柱 B(4)的顶端；
所述的转臂运动装置(6)固定于连接支撑板(7)，转臂运动装置(6)的推拉杆与转臂 (8)相连；
所述的盖推拉装置(10)安装于转臂(8)的外侧端；
所述的压盖组件(11)与盖推拉装置(10)相连接；
所述的盖升降限位装置(9)安装于转臂(8)和压盖组件(11)上；
所述的卡箍锁合装置(13)安装于釜组件(14)上；
所述的设备各机构的工作动力来自于动力装置(2)，卡箍开合组件(5)实现一对卡箍组件(12)绕立柱A(3)开合，盖推拉装置(10)实现压盖组件(11)的上下运动，转臂运动装置(6)实现转臂(8)绕立柱A(3)的转动，卡箍锁合装置(13)实现一对卡箍组件(12) 的锁合。
本发明的有益效果是：1)实现了压盖升降及偏移、卡箍开合及锁紧的全自动化工作，降低了操作者的工作强度，提高了生产效率；2)可以远距离启动釜体的自动开启操作，避免操作者处于高压釜体附近，保证操作的安全性。
附图说明
图1是本实用新型一种全自动开合立式超临界流体发泡设备结构图。
图2是图1的开启示意图。
图3是图1中釜组件(14)结构图。
图4是图1中卡箍开合组件(5)结构图。
图5是图2中转臂运动装置(6)、盖升降限位装置(9)和压盖组件(11)结构图。
图6是图1中卡箍锁合装置(13)结构图。
图7是图4中卡箍A(31)主视图。
图8是图7的俯视图。
图9是图5中压盖(41)结构图。
图中：1.支架，2.动力装置，3.立柱A，4.立柱B，5.卡箍开合控制组件，6.转臂运动装置，7.连接支撑板，8.转臂，9.盖升降限位装置，10.盖推拉装置，11.压盖组件，12.卡箍组件，13.卡箍锁合装置，14.釜组件，21.釜体，22.支撑柱，23.连接管及压力监控装置，24. 耳片，25.传感器固定端，26.釜体锁紧端，27.连接管，31.卡箍A，32.卡箍B，33.套筒式转动连接板，34.第一连杆，35.弹簧，36.卡箍开合推拉装置，41.压盖，42.连接件，43.转接头，51.限位导杆，52.固定支架，53.下接近传感器，54.下限位板，55.上接近传感器，56. 上限位板,61.转臂连接槽，62.第二连杆，63.固定板，64.固定扣，71.卡箍锁合推拉装置， 72.接近传感器A，73.限位片，74.接近传感器B，81.环形连接耳片，82.卡槽，83.锁合耳， 84.传感器安装耳片，91.压盖配合端，92.密封槽，93.压盖锁紧端，94.压盖基体。
具体实施方式
参照附图1和附图2，一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，主要由支架(1)、动力装置(2)、立柱A(3)、立柱B(4)、卡箍开合组件(5)、转臂运动装置(6)、连接支撑板 (7)、转臂(8)、盖升降限位装置(9)、盖推拉装置(10)、压盖组件(11)、卡箍组件(12)、卡箍锁合装置(13)和釜组件(14)组成；立柱A(3)和立柱B(4)安装于阶梯式支架(1) 的高处平台，釜组件(14)安装于阶梯式支架(1)的低处平台，动力装置(2)安装于阶梯式支架(1)高处平台的下方空间；卡箍开合组件(5)安装于立柱A(3)和立柱B(4)上；卡箍组件(12)安装于卡箍开合组件(5)上；转臂(8)安装于立柱A(3)的顶部，连接支撑板(7)固定于立柱A(3)和立柱B(4)的顶端；转臂运动装置(6)固定于连接支撑板(7)，转臂运动装置(6)的推拉杆与转臂(8)相连；盖推拉装置(10)安装于转臂(8)的外侧上端；压盖组件(11)与盖推拉装置(10)相连接；盖升降限位装置(9)安装于转臂(8)和压盖组件(11)上；卡箍锁合装置(13)安装于釜组件(14)上。
设备各机构的工作动力来自于动力装置(2)，通过卡箍开合组件(5)实现卡箍组件(12) 绕立柱A(3)开合，通过盖推拉装置(10)实现压盖组件(11)的上下运动，通过转臂运动装置(6)实现转臂(8)绕立柱A(3)的转动，通过卡箍锁合装置(13)实现卡箍组件(12) 的锁合。
参照附图3,釜组件(14)包含釜体(21)、支撑柱(22)、连接管及压力监控装置(23)、耳片(24)、传感器固定端(25)、釜体锁紧端(26)和连接管(27)；釜体(21)整体为圆柱形结构，底部为球形，顶部为缩颈结构，缩颈结构上部为釜体锁紧端(26)；四个支撑柱(22) 位于釜体(21)的底部，连接管及压力监控装置(23)与釜体(21)底部的中心相连并与釜体(21)内部相通；耳片(24)位于釜体(21)颈部下侧，在耳片(24)的外侧边缘设置有传感器固定端(25)；连接管(27)位于釜体(21)缩颈结构下侧。
参照附图4，附图7和附图8，卡箍组件(12)由一对套筒式转动连接板(33)分别与卡箍A(31)、卡箍B(32)的环形连接耳片(81)固定并剪刀式安装于立柱A(3)上形成。
参照附图4，卡箍开合组件(5)由第一连杆(34)、弹簧(35)、卡箍开合推拉装置(36)组成，其中卡箍开合推拉装置(36)横向安装于立柱B(4)上，弹簧(35)安装于立柱B(4) 与第一连杆(34)之间。
参照附图4，第一连杆(34)与套筒式转动连接板(33)固定，卡箍开合推拉装置(36)、第一连杆(34)与立柱A(3)和卡箍组件(12)形成曲柄连杆机构，卡箍开合推拉装置(36) 的直线运动实现一对卡箍的转动开合运动。
参照附图5，压盖组件(11)由压盖(41)、连接件(42)和转接头(43)组成，压盖 (41)与连接件(42)通过螺栓固定，连接件(42)和转接头(43)通过销轴固定，转接头 (43)固定于盖推拉装置(10)推杆的端部。
参照附图5，盖升降限位装置(9)由限位导杆(51)、固定支架(52)、下接近传感器(53)、下限位板(54)、上接近传感器(55)和上限位板(56)组成，一对固定支架(52)分别安装于转臂(8)的上下两侧，固定支架(52)端部分别安装下接近传感器(53)和上接近传感器(55)；限位导杆(51)穿过转臂(8)底部固定于连接件(42)，在限位导杆(51)的转臂(8) 上下方分别固定下限位板(54)和上限位板(56)。
参照附图5，固定扣(64)固定于立柱B(4)，固定板(63)是连接支撑板(7)的侧面伸出结构，转臂连接槽(61)是转臂(8)的侧面伸出结构；转臂运动装置(6)固定于固定扣(64)和固定板(63)上，通过第二连杆(62)转臂运动装置(6)的推拉杆与转臂(8) 的转臂连接槽(61)相连，形成曲柄连杆机构。
参照附图6和附图3，卡箍锁合装置(13)由卡箍锁合推拉装置(71)、接近传感器A(72)、限位片(73)和接近传感器B(74)组成，卡箍锁合推拉装置(71)固定于釜体(21)耳片(24)上，接近传感器A(72)固定于传感器固定端(25)，接近传感器B(74)固定于卡箍 A(31)的传感器安装耳片(84)；限位片(73)固定于卡箍锁合推拉装置(71)推拉杆的中部；
参照附图7和附图8，卡箍A(31)总体为半圆环形结构，带有环形连接耳片(81)、卡槽(82)、锁合耳(83)和传感器安装耳片(84)结构，环形连接耳片(81)与卡箍A(31) 主体焊接在一起，并通过加强筋连接；卡箍A(31)主体内部有槽型结构卡槽(82)；锁合耳 (83)位于卡箍A(31)的一端，传感器安装耳片(84)位于锁合耳(83)的上方。
参照附图9，压盖(41)整体为阶梯圆台结构，由压盖配合端(91)、压盖锁紧端(93)和压盖基体(94)组成，在压盖配合端(91)周向带有环形密封槽(92)。
实施例1釜体封闭过程
参照附图1至附图9，首先，在压盖(41)的密封槽(92)内安装密封胶条；然后启动设备的封闭操作按钮，控制系统将自动按照以下步骤进行工作。
1)转臂运动装置(6)推动转臂(8)向釜体(21)方向转动，当压盖(41)到达釜体(21)正上方时转臂(8)停止运动；
2)盖推拉装置(10)向下运动，连接件(42)带动限位导杆(51)向下运动，当上限位板(56)靠近上接近传感器(55)时，盖推拉装置(10)停止运动，压盖(41)的压盖配合端(91)与釜体(21)的口部配合压紧，压盖(41)的压盖锁紧端(93)与釜体(21)的釜体锁紧端(26)完全对齐；
3)卡箍开合组件(5)的卡箍开合推拉装置(36)通过第一连杆(34)推动一对卡箍绕立柱A(3)转动，将完全对齐的压盖锁紧端(93)与釜体锁紧端(26)锁合于卡箍A(31) 和卡箍B(32)的卡槽(82)中，此时卡箍A(31)和卡箍B(32)锁合耳(83)的中心孔互相对齐；
4)为保证工作安全，卡箍A(31)和卡箍B(32)采用卡箍锁合装置(13)锁合在一起，卡箍锁合推拉装置(71)推杆向上运动插入卡箍A(31)和卡箍B(32)锁合耳(83)的中心孔，当推杆靠近接近传感器B(74)时，卡箍锁合推拉装置(71)停止运动，一对卡箍A(31) 和卡箍B(32)处于锁合状态。
此后设备即可开始进行物料的超临界加工。
实施例2釜体开启过程
参照附图1至附图9，首先，完成釜内卸压；然后启动设备的封闭操作按钮，控制系统将自动按照以下步骤进行工作。
1)卡箍锁合装置(13)的卡箍锁合推拉装置(71)推杆向下运动，当卡箍锁合推拉装置 (71)推杆上的限位片(73)与接近传感器A(72)靠近时，一对卡箍A(31)和卡箍B(32) 的锁合耳(83)不再处于锁合状态，卡箍锁合推拉装置(71)停止运动；
2)卡箍开合组件(5)的卡箍开合推拉装置(36)通过第一连杆(34)拉动一对卡箍绕立柱A(3)转动，将一对卡箍A(31)和卡箍B(32)与完全对齐的压盖锁紧端(93)与釜体锁紧端(26)分离，此时压盖锁紧端(93)与釜体锁紧端(26)不再处于压紧状态；
3)盖推拉装置(10)向上运动，连接件(42)带动限位导杆(51)向上运动，当下限位板(54)靠近下接近传感器(53)时，盖推拉装置(10)停止运动，压盖(41)的压盖配合端(91)与釜体(21)的口部完全分离并处于一对卡箍A(31)和卡箍B(32)的上部；
4)转臂运动装置(6)推动转臂(8)向远离釜体(21)方向转动，当压盖(41)完全离开釜体(21)正上方时转臂(8)停止运动，釜体(21)口部处于完全打开状态。
以上所述仅为本实用新型专利一种全自动开合立式超临界流体发泡设备实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，主要由支架(1)、动力装置(2)、立柱A(3)、立柱B(4)、卡箍开合组件(5)、转臂运动装置(6)、连接支撑板(7)、转臂(8)、盖升降限位装置(9)、盖推拉装置(10)、压盖组件(11)、卡箍组件(12)、卡箍锁合装置(13)和釜组件(14)组成，其特征在于；
所述的立柱A(3)和立柱B(4)安装于阶梯式支架(1)的高处平台，釜组件(14)安装于阶梯式支架(1)的低处平台，动力装置(2)安装于阶梯式支架(1)高处平台的下方空间；
所述的卡箍开合组件(5)安装于立柱A(3)和立柱B(4)上；
所述的卡箍组件(12)安装于卡箍开合组件(5)上；
所述的转臂(8)安装于立柱A(3)的顶部，连接支撑板(7)固定于立柱A(3)和立柱B(4)的顶端；
所述的转臂运动装置(6)固定于连接支撑板(7)，转臂运动装置(6)的推拉杆与转臂(8)相连；
所述的盖推拉装置(10)安装于转臂(8)的外侧端；
所述的压盖组件(11)与盖推拉装置(10)相连接；
所述的盖升降限位装置(9)安装于转臂(8)和压盖组件(11)上；
所述的卡箍锁合装置(13)安装于釜组件(14)上；
所述的设备各机构的工作动力来自于动力装置(2)，卡箍开合组件(5)实现卡箍组件(12)绕立柱A(3)开合，盖推拉装置(10)实现压盖组件(11)的上下运动，转臂运动装置(6)实现转臂(8)绕立柱A(3)的转动，卡箍锁合装置(13)实现卡箍组件(12)的锁合。
2.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：釜组件(14)包含釜体(21)、支撑柱(22)、连接管及压力监控装置(23)、耳片(24)、传感器固定端(25)、釜体锁紧端(26)和连接管(27)；
所述的釜体(21)整体为圆柱形结构，底部为球形，顶部为缩颈结构，缩颈结构上部为釜体锁紧端(26)；
所述的四个支撑柱(22)位于釜体(21)的底部，连接管及压力监控装置(23)与釜体(21)底部的中心相连并与釜体(21)内部相通；
所述的耳片(24)位于釜体(21)颈部下侧，在耳片(24)的外侧边缘设置有传感器固定端(25)；
所述的连接管(27)位于釜体(21)缩颈结构下侧。
3.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：卡箍组件(12)由一对套筒式转动连接板(33)分别与卡箍A(31)、卡箍B(32)的环形连接耳片(81)固定并剪刀式安装于立柱A(3)上形成。
4.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：卡箍开合组件(5)由第一连杆(34)、弹簧(35)、卡箍开合推拉装置(36)组成，其中卡箍开合推拉装置(36)横向安装于立柱B(4)上，弹簧(35)安装于立柱B(4)与第一连杆(34)之间。
5.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：第一连杆(34)与套筒式转动连接板(33)固定，卡箍开合推拉装置(36)、第一连杆(34)与立柱A(3)和卡箍组件(12)形成曲柄连杆机构，卡箍开合推拉装置(36)的直线运动实现一对卡箍的转动开合运动。
6.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：压盖组件(11)由压盖(41)、连接件(42)和转接头(43)组成，压盖(41)与连接件(42)通过螺栓固定，连接件(42)和转接头(43)通过销轴固定，转接头(43)固定于盖推拉装置(10)推杆的端部。
7.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：盖升降限位装置(9)由限位导杆(51)、固定支架(52)、下接近传感器(53)、下限位板(54)、上接近传感器(55)和上限位板(56)组成，一对固定支架(52)分别安装于转臂(8)的上下两侧，固定支架(52)端部分别安装下接近传感器(53)和上接近传感器(55)；限位导杆(51)穿过转臂(8)底部固定于连接件(42)，在限位导杆(51)的转臂(8)上下方分别固定下限位板(54)和上限位板(56)。
8.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：固定扣(64)固定于立柱B(4)，固定板(63)是连接支撑板(7)的侧面伸出结构，转臂连接槽(61)是转臂(8)的侧面伸出结构；转臂运动装置(6)固定于固定扣(64)和固定板(63)上，通过第二连杆(62)转臂运动装置(6)的推拉杆与转臂(8)的转臂连接槽(61)相连，形成曲柄连杆机构。
9.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：卡箍锁合装置(13)由卡箍锁合推拉装置(71)、接近传感器A(72)、限位片(73)和接近传感器B(74)组成，卡箍锁合推拉装置(71)固定于釜体(21)耳片(24)上，接近传感器A(72)固定于传感器固定端(25)，接近传感器B(74)固定于卡箍A(31)的传感器安装耳片(84)；限位片(73)固定于卡箍锁合推拉装置(71)推拉杆的中部。
10.根据权利要求1所述的一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其特征在于：卡箍A(31)总体为半圆环形结构，带有环形连接耳片(81)、卡槽(82)、锁合耳(83)和传感器安装耳片(84)结构，环形连接耳片(81)与卡箍A(31)主体焊接在一起，并通过加强筋连接；卡箍A(31)主体内部有槽型结构卡槽(82)；锁合耳(83)位于卡箍A(31)的一端，传感器安装耳片(84)位于锁合耳(83)的上方。
Priority Applications (1)
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| CN201920475609.2U CN210206791U (zh) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | 一种全自动开合立式超临界流体发泡设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109894063A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-18 | 青岛科技大学 | 一种全自动开合立式超临界流体发泡设备 |
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2019
- 2019-04-10 CN CN201920475609.2U patent/CN210206791U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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