CN2659661Y - 用于微孔塑料成型加工的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，包括二氧化碳存贮器、冷凝器、计量输送器、压力控制构件、加热构件、流量控制阀，还包括加压器，所述加压器与二氧化碳存贮器相连接；所述加热构件为恒温稳压器，所述恒温稳压器的入口及出口分别与计量输送器及流量控制阀相连接。本装置能实现超临界二氧化碳流体的制备、平稳调控和精确输送，使超临界二氧化碳流体能定量、定压、定温输出至成型设备；本装置具有结构简单、作用效果明显的优点，可应用于改进原有发泡成型输气装置，大幅度提高产品质量和劳动生产率，可保护大气环境免受破坏，并可防火防爆，提高微孔塑料成型的安全操作性能。

Description

用于微孔塑料成型加工的超临界二氧化碳流体 的制备及输送装置
                        技术领域
本实用新型涉及一种微孔塑料成型设备，特别涉及一种应用于微孔塑料成型加工的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置。
                        背景技术
超临界流体是指流体的热力学参数高于其临界点(临界温度和临界压力)以上的流体。超临界二氧化碳是微孔塑料成型中使用的一种新型的成孔剂，当其在临界压力为7.39MPa、临界温度为31.06℃时，便成为物理性能和化学性能完全均匀的超临界流体，能在熔融的聚合物中具有良好的溶解性能和扩散性能，为了以二氧化碳作为成孔剂，并维持二氧化碳在超临界状态下，定压、定量、定温输入到成型机上，必须有一套二氧化碳流体输送装置。在专利号为ZL99118908.6的发明专利中公开了一套二氧化碳流体输送装置，这套装置由二氧化碳钢瓶、冷却介质循环器、定量输送泵、压力控制阀、加热器、流量控制阀等构件通过管路连接构成，这种装置直接用二氧化碳钢瓶通过虹吸作用来供给液状二氧化碳，没有设置加压装置，因而这种装置操作并不可靠，容易造成二氧化碳气化；其次，该装置用定量输送泵直接把二氧化碳液体只经调压阀输送到成型机上，这样很容易使二氧化碳流体产生压力波动而出现脉动状态，不能实现二氧化碳流体的稳定输送；再者，由于二氧化碳液体温度低，在管道中流动较快，采用现有的加热器不能迅速均匀加热管内二氧化碳流体，导致二氧化碳流体加热不均匀而影响流动的稳定性。
                        发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于微孔塑料成型加工的结构简单、操作可靠、可将超临界状态的二氧化碳定压、定量、定温条件下输出超临界二氧化碳流体的制备及输送装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：本超临界二氧化碳流体的制备及输送装置包括二氧化碳存贮器、冷凝器、计量输送器、压力控制构件、加热构件、流量控制阀，其特征在于：还包括加压器，所述加压器与二氧化碳存贮器相连接；所述加热构件为恒温稳压罐，所述恒温稳压罐的入口及出口分别与计量输送器及流量控制阀相连接。
所述恒温稳压罐是夹套式结构，在夹套内可通入加热剂加热，加热剂包括过热水，蒸汽，热油；所述恒温稳压罐亦可为单层结构，在外壁加热，加热方式可用电加热方式、红外线加热方式、微波加热方式等。
所述压力控制构件为压力罐，所述压力罐内的压力在临界压力7.39MPa～80MPa的范围内。
所述二氧化碳存贮器为设置有进口和出口的储存罐，所述储存罐的进口与所述加压器相连接，所述储存罐的出口与冷凝器相连接。
所述加压器为装有高压惰性气体的钢瓶，直接输入高压惰性气体到二氧化碳存贮器。
所述冷凝器是由列管式热交换器；二氧化碳液体在管内流动，冷却剂在管外流动用于冷却管内的二氧化碳。
计量输送器可为螺杆泵、齿轮泵、柱塞泵和隔膜泵。
本装置还可包括液化储存罐，所述液化储存罐分别与冷凝器及计量输送器相连接。
本实用新型的作用原理是：为保证二氧化碳始终保持液化状态，本方案设置的加压器向二氧化碳存贮器加入较高压力的惰性气体(惰性气体的相对密度小于CO2相对密度)，二氧化碳液体受压进入冷凝器进行冷凝，使二氧化碳确保以液体的状态进入液化储存罐，然后由计量输送器把二氧化碳液体压入压力罐并控制压力在临界压力7.39MPa至80MPa范围内，之后高压的二氧化碳液体进入恒温稳压罐，恒温稳压罐的主要作用是对二氧化碳流体进行加热恒温，二氧化碳液体被加热到临界温度31.06℃以上，甚至达到200℃，保证二氧化碳由液态完全转变为超临界状态，然后将超临界状态的二氧化碳经流量控制阀定量、定压、定温地稳定输出。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：本装置能实现超临界二氧化碳流体的制备、平稳调控和精确输送，使超临界二氧化碳流体能定量、定压、定温输出至成型设备；本装置具有结构简单、作用效果明显的优点，可应用于改进原有发泡成型输气装置，大幅度提高产品质量和劳动生产率，可保护大气环境免受破坏，并可防火防爆，提高微孔塑料成型的安全操作性能。
                        附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
                        具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
图1示出了本实用新型的具体结构，由图1可见，本超临界二氧化碳流体的制备及输送装置包括二氧化碳储存罐1、加压器2、冷凝器3、液化储存罐4、计量输送器5、压力罐6、恒温稳压罐7、流量控制阀8，所述加压器2为装有高压惰性气体的钢瓶，直接与二氧化碳储存罐1的进口相连接，二氧化碳储存罐1的出口与冷凝器3相连接；所述冷凝器3为列管式热交换器，二氧化碳液体在换热管内流动，冷却剂在换热管外流动，冷却换热管内的二氧化碳；冷凝器3的出口与液化储存罐4相连接，液化储存罐4同时与计量输送器5相连接，所述计量输送器5与压力罐6相连接，压力罐内的压力控制在临界压力7.39MPa～80MPa的范围内；压力罐6的出口与恒温稳压罐7相连接，所述恒温稳压罐7为夹套式罐状结构，在夹套内可通入加热剂对罐内的二氧化碳流体进行加热，所述加热剂可为过热水、蒸汽、热油等加热介质，可把罐内的二氧化碳流体加热到200℃；恒温稳压罐7的出口流量控制阀8相连接，流量控制阀8的出口与成型设备相连接。
本装置的作用过程是：二氧化碳储存罐1在加压器2的加压下，液态二氧化碳进入冷凝器3，在冷凝器3的冷却下，二氧化碳进一步冷凝液化而储存在液化储存罐4中，液态二氧化碳经计量输送器5加压进入压力罐6，并升至设定压力值，再进入恒温稳压罐7，CO2液体被加热到临界温度31.06℃以上，使二氧化碳处于超临界状态，最后超临界二氧化碳经流量控制阀8定量进入成型设备。

Claims (7)

1、一种超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，包括二氧化碳存贮器、冷凝器、计量输送器、压力控制构件、加热构件、流量控制阀，其特征在于：包括加压器，所述加压器与二氧化碳存贮器相连接；所述加热构件为恒温稳压器，所述恒温稳压器的入口及出口分别与计量输送器及流量控制阀相连接。
2、根据权利要求1所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：所述恒温稳压器是夹套式罐状结构或外置加热器的单层结构。
3、根据权利要求1所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：所述压力控制构件为压力罐。
4、根据权利要求3所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：所述压力罐内的压力在临界压力7.39MPa～80MPa的范围内。
5、根据权利要求1所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：所述二氧化碳存贮器为设置有进口和出口的储存罐，所述储存罐的进口与所述加压器相连接，所述储存罐的出口与冷凝器相连接。
6、根据权利要求1所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：所述冷凝器是由列管式热交换器。
7、根据权利要求1所述的超临界二氧化碳流体的制备及输送装置，其特征在于：包括液化储存罐，所述液化储存罐分别与冷凝器及计量输送器相连接。
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