CN215396444U - 一种发泡机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发泡机，该发泡机包括柱塞式送料装置和旋流搅拌混合头，其中柱塞式送料装置通过伺服电动缸控制活塞式送料缸工作能够实现精准调速，定量向旋流搅拌混合头内注入发泡用A料和B料，而旋流搅拌混合头能够使A料和B料在混料管内壁产生溅射并形成旋流实现充分混合；该设备结构简单，制造成本低，由于活塞式送料缸由伺服电动缸控制，输送物料可精确计量且输送速度可精确控制。

Description

一种发泡机

技术领域

本实用新型涉及一种发泡机，尤其是多组分聚醚多元醇(A料)和异氰酸酯(B料)混合发泡工艺的聚氨酯(PU)发泡机，属于聚氨酯发泡技术领域。

背景技术

聚氨酯发泡机中常用计量泵作为物料计量输送。计量泵的转速靠流量计反馈的信号变频控制，对流量计检测精度、流量信号到频率输出运算的精度、频率信号转换到电机转速的精度都会存在误差，最终输送的精度就存在误差。为保证输送更精确，聚氨酯发泡装置中对流量计、计量泵、变频器、电机等都有极高的要求，一般采用国际顶级品牌，成本较高、周期较长。现有发泡机中的混合头常用高压雾化对喷方式的高压混合头和机械搅拌方式的低压混合头。高压混合头对两种物料的的输送压力要求稳定、对等且压力值较高(一般大于7Mpa)，否则混合效果不佳，还会出现串料堵塞喷嘴现象。低压混合头采用在混合室里安装机械搅拌器的方式，驱动及传动搅拌机构体积和重量较大，且每次浇注完需要对混合室用压缩气吹扫再用溶剂冲洗，两种混合头的重量都较重(大于30KG)。若需要混入第三种物料，这两种混合头都无法实现。

实用新型内容

未解决现有技术中的不足，提供一种结构简单，送料速度可精确调节，送料计量精准，对系统压力要求不高，混料充分的发泡机，本实用新型所采用的技术方案是：

一种发泡机，包括柱塞式送料装置和旋流搅拌混合头，所述的柱塞式送料装置包括底座，在所述的底座上设有一对分别储存A料和B料的储料罐，在各所述的储料罐上分别连接有出料管，在各所述的出料管上分别连接有三通阀，在各所述的三通阀上分别连接有活塞式送料缸，各所述的活塞式送料缸上设有伺服电动缸控制活塞式送料缸工作，在各所述的三通阀上还分别连接送料管；

所述的旋流搅拌混合头包括安装架，在所述的安装架上固定有喷头，所述的喷头由外至内依次包括同轴设置的外管、中间管以及芯棒，所述的外管和中间管之间间隙配合形成第一环形通道，所述的中间管和芯棒之间间隙配合形成第二环形通道，在所述的喷头上设有分别向第一环形通道和第二环形通道内注入待混合的A料和B料的注料接头，在所述的喷头远离注料接头一端同轴设有能够以中轴进行旋转的混料管，所述的第一环形通道和第二环形通道出料口设有朝向混料管内壁的倾角使第一环形通道和第二环形通道出料口能够分别将A料和B料呈伞状倾斜喷射到混料管内壁；

各所述的送料管与注料接头连接分别向第一环形通道和第二环形通道内送料。

进一步的，在各所述的活塞式送料缸上腔体上均连接有回料管，各所述的回料管分别连接到各储料罐顶部；所述的回料管为透明管道，各所述的三通阀通过气动或伺服控制实现同步控制切换；在所述的三通阀与储料罐之间的出料管上设有第一单向阀；在所述的三通阀与注料接头之间的送料管上设有第二单向阀。

进一步的，在所述的喷头上固定有安装座，在所述的安装座内设有支撑混料管的轴承。

进一步的，在所述的安装架上连接有安装座，在所述的安装座内设有支撑混料管的轴承，所述的安装座套设在喷头上。

进一步的，在所述的安装架上设有驱动安装座沿喷头轴向移动的驱动装置，当所述的安装座移动时喷头能够伸入混料管内将余留在混料管内壁上的材料刮除并推出混料管外，在所述的喷头靠近混料管一端的外周设有密封圈。

进一步的，所述的驱动装置为气缸、液压缸或丝杠。

进一步的，所述的混料管通过电机驱动转动。

进一步的，所述的混料管上装有叶片，所述的混料管通过高压气流驱动叶片转动。

进一步的，所述的注料接头呈漏斗状且内部设有将注料接头隔成两个腔室的隔板，在所述的注料接头上分别设有将A料和B料分别注入两个腔室内的电磁阀，各所述的送料管分别连接到两个电磁阀上，在所述的喷头与注料接头连接一对进料口分别将第一环形通道和第二环形通道与注入有A料和B料的两个腔室相通。

进一步的，在所述的混料管与喷头出料口对齐处设有供气流进入混料管内的倒角，所述的芯棒为管状且能通过芯棒向混料管内送入C料。

采用上述结构的发泡机，结构简单，制造成本低，由于活塞式送料缸由伺服电动缸控制，输送物料可精确计量且输送速度可精确控制，在两个储料罐里分别加入多元醇A料和异氰酸酯B料，两套伺服电动缸驱动活塞式送料缸就完成两种物料的精确计量且按比例输送，送出料在混合头中混合后喷出，即实现了发泡机的功能；分别调节两个伺服电动缸的运转速度，就会实现两种料按不同的比例计量输送，本装置适用于间歇输送物料的工况；旋流搅拌混合头能够使注入混合头内的A料和B料在产生旋流进行混合，使物料混合更加充分，提高发泡效果。

附图说明

图1为发泡机结构示意图；

图2为柱塞式送料装置结构示意图；

图3为旋流搅拌混合头结构示意图；

图4为图3中E处放大视图；

图5为旋流搅拌混合头工作时混料管内物料喷射状态示意图；

图6为注料接头A-A方向剖视图。

具体实施方式

如图1所示的发泡机包括有柱塞式送料装置I和旋流搅拌混合头II，柱塞式送料装置I将发泡用A料(多元醇)和B料(异氰酸酯)输送至旋流搅拌混合头II内，A料和B料在旋流搅拌混合头II内混合后喷出实现发泡，如图2所示柱塞式送料装置I包括底座1，在底座1上设有一对储料罐2，各储料罐2内分别储存A料和B料，两个储料罐2上分别连接有出料管3，各出料管3上分别连接三通阀4，在各三通阀4上分别连接有活塞式送料缸5，在活塞式送料缸5上设置有伺服电动缸6作为动力源驱动活塞式送料缸5工作，在三通阀4上还连接有送料管7，其中两个三通阀4通过伺服控制或气动控制其同步切换通路，工作时三通阀4切换通路将出料管3和活塞式送料缸5连通，伺服电动缸6驱动活塞式送料缸5将储料罐2内物料抽入活塞式送料缸5内，之后三通阀4切换通路将活塞式送料缸5与送料管7连通，通过伺服电动缸6驱动活塞式送料缸5将活塞式送料缸5内物料挤压推送进送料管7内，通过送料管7将物料输送至旋流搅拌混合头II中进行混合。由于各伺服电动缸6能够实现速度调节，通过控制伺服电动缸6运行速度，控制A料和B料的出料速度，能够实现精准控制A料和B料的精准配比控制。

为了避免活塞式送料缸5内发生泄漏，在活塞式送料缸5上腔体(即活塞式送料缸内存储有物料时没有物料的一侧空腔室)上连接回料管12，当活塞式送料缸5内发生泄漏后，进入上腔体物料在活塞式送料缸5抽料时泄漏的物料能够通过回料管12被送回储料罐2内，避免发生污染或堵塞，进回料管12设置成透明管道，这样能够及时发现泄漏并对活塞式送料缸5进行维修或更换，使设备能够实现正常运转。同时为了提高三通阀4的稳定性，避免回流等情况发生，三通阀4与储料罐2之间的出料管3上设有第一单向阀13；在三通阀4与注料接头10之间的送料管7上设有第二单向阀14，这样在送料过程中能有效避免由于三通阀4泄露或损坏使物料回流至储料罐2，或者在向活塞式送料缸5内抽料时将送料管7一侧空气抽入活塞式送料缸5内。

该发泡机中的旋流搅拌混合头II如图3所示包括有安装架8，在安装架8上设置有喷头9，喷头9由外至内依次包括有同轴设置的外管9-1、中间管9-2以及芯棒9-3，其中外管9-1和中间管9-2之间间隙配合形成第一环形通道9-4，中间管9-2和芯棒9-3间隙配合形成第二环形通道9-5，在喷头9上连接有注料接头10，注料接头10能够向喷头9内的第一环形通道9-4和第二环形通道9-5内注入待混合的两种材料(这里为方便区分简称为A料和B料，以PU发泡材料为例A料和B料分别为聚醚多元醇和异氢酸酯，并且A料和B料并不限定其所述通道位置，两者可以互换通道，只要将两者在通过第一环形通道9-4和第二环形通道9-5内分开流动即可)，柱塞式送料装置I上的送料管7就连接在注料接头10上向旋流搅拌混合头II内送料，在喷头9远离注料接头10一端同轴设置有混料管11，混料管11能够以中轴旋转，如图4所示在第一环形通道9-4和第二环形通道9-5出料口位于混料管11一端的出口处设有倾角，即使从第一环形通道9-4和第二环形通道9-5内喷出的材料能够倾斜喷射到混料管11内壁上，由于第一环形通道9-4和第二环形通道9-5出料口为环状，经出料口出来的A料和B料呈伞状喷射到混料管11内壁一周，如图4所示喷射后的A料和B料经过在混料管11内壁相互碰撞溅射实现初次混合，初次混合的料向混料管11中心方向反流，如图5所示伴随混料管11的旋转使混合料在混料管内形成旋流，其混合更加均匀。

为方便安装混料管11，在喷头9上固定安装座15，该安装座15相当于轴承座，在安装座15内设置支撑混料管11的轴承16，具体的混料管11外圈安装卡簧挡圈卡在轴承16下端防止混料管11转动过程中上下窜动。

当然为了安装牢靠稳固，如图3中所示在安装架8连接安装座15，不同于上面安装座15的安装方式，是直接将安装座15连接到安装架8上，而不是将安装座15安装到喷头9上，同样在安装座15内设置轴承16用于支撑混料管11，使混料管11能够在安装座15内旋转。在这种安装方式下为进一步达到清理混料管11的功能，安装架8与安装座15通过驱动装置17连接，图3中给出的是液压缸驱动，也可以将其设置成电机丝杠进行驱动，通过驱动装置17时安装座15能够沿喷头9轴向移动，由于混料管11在安装座15内仅能够旋转而轴向无法活动，因此安装座15通过驱动装置17轴向移动时混料管11也能够实现轴向移动，从而使喷头9能够伸入混料管11内部，当混料工作完成时混料管11内壁依然残留有未排出的发泡材料，如果不及时清理则会在混料管11内发泡，从而堵塞混料管，影响下次混料工作，因此喷头9完成喷射后通过驱动装置17驱动混料管11移动使喷头9插入混料管11内，通过喷头9端部活塞式推送将混料管11内壁上残留的物料推出混料管11，以达到清理混料管11的功能。为了进一步提高清理功能，在喷头9靠近混料管11一端的外周设有密封圈18，在刮除混料管11内壁残留物料时，密封圈18能够与混料管11内壁紧密接触，通过密封圈18对混料管11内壁有更好的清理效果。

在上述结构中指出混料管11是能够实现旋转的，图中给出的实施例是通过高压气流实现混料管11旋转，即在混料管11外壁上设置叶片19，通过高压气流驱动叶片19实现混料管11的旋转。当然图中仅给出了一种实施例，这里还可以采用电机通过链条、皮带或齿轮的驱动混料管11旋转。

图3中还给出了一种注料接头10的结构，其呈漏斗状，如图6所示在注料接头10内设置有隔板20将注料接头10内部分隔成两个腔室，两个腔室内分别通过设置在注料接头10上的两个电磁阀21注入A料和B料两种材料，两个送料管7即分别接入两个电磁阀21上，该结构中喷头9进料口设置一对，这对进料口分别与两个分隔的腔室相对，并且两个进料口分别与第一环形通道9-4和第二环形通道9-5相通，从而使A料和B料从各自所处的腔室能够通入第一环形通道9-4和第二环形通道9-5内，为了使A料和B料能够快速顺利的流入，如图6所示将喷头9上的进料口设置成类似漏斗的形式，并使各进料口处于独立的腔室内，从而避免两种物料进入同一个环形通道内。当然注料接头10不限于上述结构，经过向第一环形通道9-4和第二环形通道9-5分别接入相应的进料管来实现向不同环形通道注入不同物料也可以实现，这种注料接头10的结构形式的改变均属于保护范围。

由于某些混合可能需要加入第三种材料C料(如在发泡材料中通入玻璃纤维作为C料)，因此可以将芯棒9-3设置成管状，通过向芯棒9-3内通入C料实现第三种材料的添加混合，C料通过芯棒9-3注入混料管11内以后通过A料和B料的旋流作用，使三种材料充分混合。即如图3中所示的芯棒9-3为管状进料一端伸出注料接头10，需要添加C料时接入进料管进行添加即可，不需要添加C料时便可以不进行添加，也不会影响A料和B料的混合。

为了避免喷头9在喷射A料和B料时，物料从混料管11上端溅出，可以通过将混料管11套设在喷头9前端避免物料溅射出混料管11，但是混料管11和喷头9之间间隙配合留有缝隙，为了避免物料留存在缝隙内，可以通过从混料管11上端开口处通入高压气体将物料从混料管11上部向下吹实现清理，同时达到送料的作用，这种结构下通过气动带动混料管11旋转的结构直接可以实现，而通过电机带动混料管11旋转的结构则需要在混料管11上方安装独立的进气管实现吹气。而且为了更好的进气，如图4所示，工作时喷头9端部与混料管11重合部位间隙配合，且在混料管11与喷头9端部对齐部位设置倒角22留出足够的进气空间，方便气流进入混料管11内，以到达更好的吹气效果，这种结构为较优的结构选择。

Claims (10)

1.一种发泡机，包括柱塞式送料装置(I)和旋流搅拌混合头(II)，其特征在于：所述的柱塞式送料装置(I)包括底座(1)，在所述的底座(1)上设有一对分别储存A料和B料的储料罐(2)，在各所述的储料罐(2)上分别连接有出料管(3)，在各所述的出料管(3)上分别连接有三通阀(4)，在各所述的三通阀(4)上分别连接有活塞式送料缸(5)，各所述的活塞式送料缸(5)上设有伺服电动缸(6)控制活塞式送料缸(5)工作，在各所述的三通阀(4)上还分别连接送料管(7)；

所述的旋流搅拌混合头(II)包括安装架(8)，在所述的安装架(8)上固定有喷头(9)，所述的喷头(9)由外至内依次包括同轴设置的外管(9-1)、中间管(9-2)以及芯棒(9-3)，所述的外管(9-1)和中间管(9-2)之间间隙配合形成第一环形通道(9-4)，所述的中间管(9-2)和芯棒(9-3)之间间隙配合形成第二环形通道(9-5)，在所述的喷头(9)上设有分别向第一环形通道(9-4)和第二环形通道(9-5)内注入待混合的A料和B料的注料接头(10)，在所述的喷头(9)远离注料接头(10)一端同轴设有能够以中轴进行旋转的混料管(11)，所述的第一环形通道(9-4)和第二环形通道(9-5)出料口设有朝向混料管(11)内壁的倾角使第一环形通道(9-4)和第二环形通道(9-5)出料口能够分别将A料和B料呈伞状倾斜喷射到混料管(11)内壁；

各所述的送料管(7)与注料接头(10)连接分别向第一环形通道(9-4)和第二环形通道(9-5)内送料。

2.根据权利要求1所述的一种发泡机，其特征在于：在各所述的活塞式送料缸(5)上腔体上均连接有回料管(12)，各所述的回料管(12)分别连接到各储料罐(2)顶部；所述的回料管(12)为透明管道，各所述的三通阀(4)通过气动或伺服控制实现同步控制切换；在所述的三通阀(4)与储料罐(2)之间的出料管(3)上设有第一单向阀(13)；在所述的三通阀(4)与注料接头(10)之间的送料管(7)上设有第二单向阀(14)。

3.根据权利要求1所述的一种发泡机，其特征在于：在所述的喷头(9)上固定有安装座(15)，在所述的安装座(15)内设有支撑混料管(11)的轴承(16)。

4.根据权利要求1所述的一种发泡机，其特征在于：在所述的安装架(8)上连接有安装座(15)，在所述的安装座(15)内设有支撑混料管(11)的轴承(16)，所述的安装座(15)套设在喷头(9)上。

5.根据权利要求4所述的一种发泡机，其特征在于：在所述的安装架(8)上设有驱动安装座(15)沿喷头(9)轴向移动的驱动装置(17)，当所述的安装座(15)移动时喷头(9)能够伸入混料管(11)内将余留在混料管(11)内壁上的材料刮除并推出混料管(11)外，在所述的喷头(9)靠近混料管(11)一端的外周设有密封圈(18)。

6.根据权利要求5所述的一种发泡机，其特征在于：所述的驱动装置(17)为气缸、液压缸或丝杠。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种发泡机，其特征在于：所述的混料管(11)通过电机驱动转动。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种发泡机，其特征在于：所述的混料管(11)上装有叶片(19)，所述的混料管(11)通过高压气流驱动叶片(19)转动。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种发泡机，其特征在于：所述的注料接头(10)呈漏斗状且内部设有将注料接头(10)隔成两个腔室的隔板(20)，在所述的注料接头(10)上分别设有将A料和B料分别注入两个腔室内的电磁阀(21)，各所述的送料管(7)分别连接到两个电磁阀(21)上，在所述的喷头(9)与注料接头(10)连接一对进料口处分别将第一环形通道(9-4)和第二环形通道(9-5)与注入有A料和B料的两个腔室相通。

10.根据权利要求1所述的一种发泡机，其特征在于：在所述的混料管(11)与喷头(9)出料口对齐处设有供气流进入混料管(11)内的倒角(22)，所述的芯棒(9-3)为管状且能通过芯棒(9-3)向混料管(11)内送入C料。

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