TWI676543B - 氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統，包含有一氣體供應單元、預壓預熱單元、發泡單元、分離槽與一回收單元，藉由氣體供應單元供應輸送發泡介質至預壓預熱單元，以預先對發泡介質升溫增壓，然後可將待發泡物放置於發泡單元，並輸入預先升溫增壓之發泡介質後，再次升溫增壓，接著開啟發泡單元，使發泡介質與待發泡物高速沖入分離槽中，而瞬間降溫降壓，使待發泡物發泡膨脹形成發泡成品，藉由分離槽將發泡介質與發泡成品分離，該發泡介質可輸入回收單元以回收再利用；藉此，俾提供一種可回收發泡介質，以降低生產成本之回收系統。

Description

氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統

本發明係為一種氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統，特別是一種可回收發泡用介質，以降低生產成本之回收系統。

目前以橡膠及塑膠原料之發泡，主要係將原料預先混合發泡劑，然後，再以熱壓或純加熱之方式，使發泡劑產生氣體，令橡膠及塑膠原料內產生孔隙而膨脹發泡者；然而，因發泡劑之價格較為昂貴，且發泡劑之成份會對人體造成損壞，亦很容易對環境造成污染。

而目前之業者係於發泡釜內灌入二氧化碳或其他氣體作為發泡介質，然後再對發泡釜加熱、升壓，使發泡釜內之二氧化碳形成超臨界流體，然後將超臨界流體快速排出使發泡釜內降溫降壓，以使原料發泡膨脹，而無需利用發泡劑來發泡；惟查，由於作為發泡介質之二氧化碳流體，其係因應發泡釜內欲發泡原料之多寡、體積而有所不同，因此當作為介質之二氧化碳流體排出時，其並未有可供二氧化碳氣體回收之裝置，使該些二氧化碳體排出散失，進而增壓業者之成本者。

本發明之目的，即在於改善上述之缺失，俾提供一種可回收發泡用介質，以降低生產成本之回收系統。

為達到上述目的，本發明之氣體發泡及其爆發膨脹回收系 統，包含有一氣體供應單元、預壓預熱單元、發泡單元、分離槽與一回收單元；其中：氣體供應單元，係用以提供存放發泡介質，氣體供應單元並設有一第一輸送管路，第一輸送管路上設有一第一控制閥與一第一壓縮機，第一輸送管路另一端係與預壓預熱單元銜接結合，該控制閥係用以控制第一輸送管路輸送之啟閉，該第一壓縮機係用以將第一輸送管路內之發泡介質加壓輸送至預壓預熱單元內；預壓預熱單元，係藉由第一輸送管路與氣體供應單元銜接結合，用以承置輸送輸入之發泡介質，並可對發泡介質預先加熱及增壓，使發泡介質具有預設之溫度與壓力，該預熱及預壓單元設有一第二輸送管路，第二輸送管路另一端係與發泡單元銜接結合，用以將預先加熱及增壓之發泡介質輸入發泡單元內；且該第二輸送管路上並設有一第二控制閥，該第二控制閥係用以控制第二輸送管路之啟閉；發泡單元，係用以提供待發泡物之承置，且該發泡單元並藉由第二輸送管路與預壓預熱單元銜接，使經增壓、加熱後之發泡介質得以輸入發泡單元內，且該發泡單元並可對發泡介質與待發泡物加熱及升壓；又，該發泡單元並設有一排出口，排出口銜接有一第三輸送管路，但第三管路另一端係與分離槽銜接結合，用以將待發泡物與發泡介質輸入分離槽內，且該排出口與第三輸送管路間樞設有一驅動閥，該驅動閥可受動力裝置之驅動而可移動，以啟閉排出口；另，該發泡單元並設有循環管路，循環管路係由發泡單元之上側輸出、發泡單元之下側輸入使形成循環，循環管路上設有第二壓縮機，令發泡單元內之發泡介質得經循環管路及第二壓 縮機之加壓輸送，使發泡單元內形成均溫均壓狀；分離槽，係藉由第三輸送管路與發泡單元銜接，係用以分離輸入之發泡物與發泡介質；分離槽上設有發泡物輸出控制閥與發泡介質輸出管路，發泡介質輸出管路另一端係與回收單元銜接，且發泡介質輸出管路上並設有一第三壓縮機，用以將發泡介質加壓輸送至回收單元；又，該分離槽上設有一容積調整部，藉由調整控制容積調整部，其可調整控制分離槽內之容積，藉以調整與發泡單元間之差壓大小，並具冷卻功能以冷卻回收氣體及發泡成品；回收單元，係藉由發泡介質輸出管路與分離槽銜接結合，用以回收經分離後之發泡介質，該回收單元並有一第四輸送管路，該第四輸送管路另一端係與氣體供應單元之第一控制閥銜接結合；藉此，俾提供一種可回收發泡用介質，以降低生產成本之回收系統。

10‧‧‧氣體供應單元

11‧‧‧第一輸送管路

12‧‧‧第一控制閥

13‧‧‧第一壓縮機

20‧‧‧預壓預熱單元

21‧‧‧第二輸送管路21

22‧‧‧第二控制閥

30‧‧‧發泡單元

31‧‧‧排出口

32‧‧‧第三管路

33‧‧‧驅動閥

331‧‧‧直線密合裝置

332‧‧‧爆發膨脹閥

333‧‧‧驅動桿

334‧‧‧開關導板

335‧‧‧密合驅動器

336‧‧‧開啟驅動器

337‧‧‧緩衝板

338‧‧‧緩衝彈簧

34‧‧‧循環管路

35‧‧‧第二壓縮機

40‧‧‧分離槽

41‧‧‧發泡物輸出控制閥

42‧‧‧發泡介質輸出管路

43‧‧‧第三壓縮機

44‧‧‧容積調整部

50‧‧‧回收單元

51‧‧‧第四輸送管路

第1圖係本發明之系統圖。

第2圖係本發明之發泡單元設置一組循環單元之示意圖。

第3圖係本發明之發泡單元設置二組循環單元之示意圖。

第4圖係本發明之發泡單元設置直向式驅動閥之示意圖。

第5圖係本發明之發泡單元設置橫向式驅動閥之示意圖。

第6圖係本發明之系統圖，及動作示意圖(一)。

第7圖係本發明之系統圖，及動作示意圖(二)。

有關本發明為達到目的所運用之技術手段，茲謹再配合第1圖至第7圖所示之實施例，詳細說明如下：

如第1圖所示，實施例中之氣體發泡及其爆發膨脹回收系統，包含有一氣體供應單元10、預壓預熱單元20、發泡單元30、分離槽40與一回收單元50；其中：

氣體供應單元10(請同時參閱第6圖所示)，係用以提供存放發泡介質，氣體供應單元10並設有一第一輸送管路11，第一輸送管路11上設有一第一控制閥12與一第一壓縮機13，第一輸送管路11另一端係與預壓預熱單元20銜接結合，該控制閥12係用以控制第一輸送管路11輸送之啟閉，該第一壓縮機13係用以將第一輸送管路11內之發泡介質加壓輸送至預壓預熱單元20內。

預壓預熱單元20(請同時參閱第6圖所示)，係藉由第一輸送管路11與氣體供應單元10銜接結合，用以承置輸送輸入之發泡介質，並可對發泡介質預先加熱及增壓，使發泡介質具有預設之溫度與壓力，該預熱及預壓單元20設有一第二輸送管路21，第二輸送管路21另一端係與發泡單元30銜接結合，用以將預先加熱及增壓之發泡介質輸入發泡單元30內；且該第二輸送管路21上並設有一第二控制閥22，該第二控制閥22係用以控制第二輸送管路21之啟閉。

發泡單元30(請同時參閱第6圖所示)，係用以提供待發泡物之承置，且該發泡單元30並藉由第二輸送管路21與預壓預熱單元20銜接，使經增壓、加熱後之發泡介質得以輸入發泡單元30內，且該發泡單元 30並可對發泡介質與待發泡物加熱及升壓；又，該發泡單元30並設有一排出口31，排出口31銜接有一第三輸送管路32，但第三管路32另一端係與分離槽40銜接結合，用以將待發泡物與發泡介質輸入分離槽40內，且該排出口31與第三輸送管路32間樞設有一驅動閥33，該驅動閥33可受動力裝置之驅動而可移動，以啟閉排出口31；另，該發泡單元30並設有循環管路34，循環管路34係由發泡單元30之上側輸出、發泡單元30之下側輸入形成循環，循環管路34上設有第二壓縮機35，令發泡單元30內之發泡介質得經循環管路34及第二壓縮機35之加壓輸送，使發泡單元30內形成均溫均壓狀。

承上述，如第2圖所示，該發泡單元30係設置有一組循環管路34，該循環管路34係由發泡單元30之上側輸出，發泡單元30之下側輸入，循環管路34上並設有一第二壓縮機35，且發泡單元30內之底部設有分散盤36，藉以擾動發泡單元30內之發泡介質與待發泡物形成均勻狀，並可增加兩兩待發泡物間之間距，提高待發泡物之發泡效益；而如第3圖所示，該發泡單元30係設置有二組循環管路34，二組循環管路34係呈交錯狀設置，該循環管路34係由發泡單元30之上側輸出，發泡單元30之下側輸入，每一組循環管路34上各設有一第二壓縮機35，藉以擾動發泡單元30內之發泡介質與待發泡物形成均勻狀，並可增加兩兩待發泡物間之間距，提高待發泡物之發泡效益。

承上述，如第4圖所示，該發泡單元30之驅動閥33係包含有一直線密合裝置331，其係設置於發泡單元30之排出口31處，直線密合裝置331內設有爆發膨脹閥332，爆發膨脹閥332後端連結有一驅動桿333， 驅動桿333後端設有開關導板334，開關導板334可受密合驅動器335與開啟驅動器336之驅動而可移動，進而可驅動控制驅動桿333及爆發膨脹閥332移動，且該直線密合裝置331內並設有一緩衝板337，緩衝板337後端設有緩衝彈簧338。藉此，當開啟驅動器336驅動開關導板334移動以驅動爆發膨脹閥332開啟排出口31時，藉由待發泡物與發泡介質高速沖入分離槽40之所產生之推力作用，該爆發膨脹閥332即受推而快速移動以完全開啟排出口，而該緩衝板337與緩衝彈簧338則可吸收膨脹開關閥332之高速撞擊力，以避免產生噪音及震動；而當發泡單元30內之待發泡物與發泡介質排出後，該密合驅動器335可驅動開關導板334移動以驅動爆發膨脹閥332關閉排出口31，即可再次準備發泡作業之進行。

承上述，該發泡單元30之驅動閥33可為直向設置之方式(如第4圖所示)，亦可為橫向設置之方式(如第5圖所示)。

分離槽40(請同時參閱第6圖所示)，係藉由第三輸送管路32與發泡單元30銜接，係用以分離輸入之發泡物與發泡介質；分離槽40上設有發泡物輸出控制閥41與發泡介質輸出管路42，發泡介質輸出管路42另一端係與回收單元50銜接，且發泡介質輸出管路42上並設有一第三壓縮機43，用以將發泡介質加壓輸送至回收單元50；又，該分離槽40上設有一容積調整部44，藉由調整控制容積調整部44，其可調整控制分離槽40內之容積，藉以調整與發泡單元30間之差壓大小，並具冷卻功能以冷卻回收氣體及發泡成品。

承上述，該容積調整部44可為氣囊調整式、螺旋調整式、連通管式…等，使可方便調整分離槽40之容積。

回收單元50(請同時參閱第6圖所示)，係藉由發泡介質輸出管路42與分離槽40銜接結合，用以回收經分離後之發泡介質，該回收單元50並有一第四輸送管路51，該第四輸送管路51另一端係與氣體供應單元10之第一控制閥12銜接結合。

藉由上述構造，如第6圖所示，該氣體供應單元10可將所存放之發泡介質經由第一輸送管路11、第一控制閥12與第一壓縮機13加壓輸送至預壓預熱單元20，令該預壓預熱單元20得以對發泡介質預先加熱及增壓，使發泡介質之溫度與壓力上升之預設值，然後將待發泡物放置於發泡單元30內後，開啟第二控制閥22，令預壓預熱單元20中已與預先加熱及增壓之發泡介質得以經由第二輸送管路21輸入發泡單元30內，接著利用發泡單元30對其內之待發泡物與發泡介質再次升溫及增壓，使發泡單元30內形成預設之發泡壓力及發泡溫度，且藉由循環管路34將發泡介質由上側輸出後再由下側輸入，其可擾動發泡介質與待發泡物形成均勻狀，且藉由循環管路34由發泡單元30下側輸入，其可沖攪待發泡物與發泡介質，使待發泡物與發泡介質不致沉積於發泡單元底部，令發泡單元30內之壓力與溫度呈均勻狀；接著，控制驅動閥33移動，以開啟排出口31，令發泡單元30內之待發泡物與發泡介質高速輸入第三輸送管路32中並進入分離槽40內，同時，藉由待發泡物與發泡介質高速沖入分離槽40之所產生之推力作用，該驅動閥33即可受推而快速完全開啟，且由於當發泡單元30與第三輸送管路32連通時，由於該發泡單元30內之溫度及壓力瞬間下降，使待發泡物因瞬間降溫降壓而發泡膨脹形成發泡成品，且該發泡成品與發泡介質則輸入分離槽40內。

嗣，該分離槽40得以分離發泡成品與發泡介質，如第7圖所示，該分離後之發泡成品得由發泡物輸出控制閥41輸出，以供後續之作業，而發泡介質則經由發泡介質輸出管路42與第三壓縮機43加壓輸送至回收單元50存放，且該回收單元50可將回收之發泡介質與氣體供應單元10所存放之發泡介質經第一控制閥12輸入預壓預熱單元20內，以供後續發泡作業之進行。

另，當待發泡物係設置於模具內時，可將該待發泡物及其模具放置於發泡單元30中，接著該預壓預熱單元20同樣將經預壓預熱後之發泡介質輸送至發泡單元30內，該發泡單元30則再升溫升壓至預設之發泡溫度及壓力，然後控制驅動閥33移動，以開啟排出口31，令發泡單元30內之發泡介質高速衝入第三輸送管路32中並進入分離槽40，而發泡單元30中之待發泡物因瞬間降溫降壓而隨模具之形狀發泡膨脹形成發泡成品，即可將發泡成品及模具由發泡單元30中取出；而該分離槽40中之發泡介質則可輸送至回收單元50回收以供再利用。

再，由於發泡單元30用以使待發泡物發泡膨脹時，該分離槽40內之容積、壓力係與發泡單元30間之壓力差有相對關係，若分離槽40之容積過大(或過小)，使分離槽40與發泡單元30間之壓差非為預設值，其很容易造成待發泡物發泡不完全或過於發泡膨脹，而有浪費之缺失；同時，由於該分離槽40需將分離後之發泡介質輸送至回收單元50，因此分離槽40與回收單元50間之壓差亦不可過大，以減少第三壓縮機44之負載，而藉由分離槽40上所設之容積調整部44，其可調整控制分離槽40之容積，進而可調整分離槽40內之壓力，使待發泡物可順利發泡膨脹，且可順利將 發泡介質順利回收再利用。

由是，從以上所述可知，本發明具有如下之優點：

(一)由於本發明藉由設置預壓預熱單元20，發泡單元30內設置驅動閥33以控制排出口31之啟閉，同時藉由調整分離槽40之容積以調整控制其與發泡單元30間之壓差，其可有效提高發泡效率。

(二)由於本發明設置有回收單元50，藉由分離槽40將發泡介質分離輸送至回收單元50，使該發泡介質得以回收再利用，進而可降低發泡作業之成本。

(三)再，由於本發明之分離槽40係設有容積調整部44,其可調整分離槽40之容積，提高發泡效率與回收效率，且無須備置多種不同容積之分離槽40，實具有使用上之方便性與實用性。

(四)另，由於本發明之發泡單元30設置循環管路34，該循環管路34係由發泡單元30之上側輸出下側輸入形成循環，而以下側輸入之方式，其可有效沖攪發泡物質，其除了可使發泡單元30內之溫度與壓力呈均勻狀外，亦可增加兩兩待發泡物間之距離，使待發泡物可確實、完整地發泡膨脹，進而可提高發泡成品之品質與發泡效益。

故，從以上所述可知，本發明之確具有顯著之新穎性與進步性，且其方法、步驟確為未曾有過，誠已符合發明專利要件，爰依法提出專利申請，並祈賜專利為禱，至感德便。

惟以上所述，僅為本發明用以說明之可行實施例，因此並不能以其限制本發明之保護範圍，舉凡熟習此技藝者依本發明說明書及申請專利範圍所為之均等變化或修飾，皆應仍屬本發明所涵蓋之保護範圍。

Claims (4)

1. 一種氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統，包含有一氣體供應單元、預壓預熱單元、發泡單元、分離槽與一回收單元；其中：氣體供應單元，係用以提供存放發泡介質，氣體供應單元並設有一第一輸送管路，第一輸送管路上設有一第一控制閥與一第一壓縮機，第一輸送管路另一端係與預壓預熱單元銜接結合，該控制閥係用以控制第一輸送管路輸送之啟閉，該第一壓縮機係用以將第一輸送管路內之發泡介質加壓輸送至預壓預熱單元內；預壓預熱單元，係藉由第一輸送管路與氣體供應單元銜接結合，用以承置輸送輸入之發泡介質，並可對發泡介質預先加熱及增壓，使發泡介質具有預設之溫度與壓力，該預熱及預壓單元設有一第二輸送管路，第二輸送管路另一端係與發泡單元銜接結合，用以將預先加熱及增壓之發泡介質輸入發泡單元內；且該第二輸送管路上並設有一第二控制閥，該第二控制閥係用以控制第二輸送管路之啟閉；發泡單元，係用以提供待發泡物之承置，且該發泡單元並藉由第二輸送管路與預壓預熱單元銜接，使經增壓、加熱後之發泡介質得以輸入發泡單元內，且該發泡單元並可對發泡介質與待發泡物加熱及升壓；又，該發泡單元並設有一排出口，排出口銜接有一第三輸送管路，但第三管路另一端係與分離槽銜接結合，用以將待發泡物與發泡介質輸入分離槽內，且該排出口與第三輸送管路間樞設有一驅動閥，該驅動閥可受動力裝置之驅動而可移動，以啟閉排出口；另，該發泡單元並設有循環管路，循環管路係由發泡單元之上側輸出、發泡單元之下側輸入使形成循環，循環管路上設有第二壓縮機，令發泡單元內之發泡介質得經循環管路及第二壓縮機之加壓輸送，使發泡單元內形成均溫均壓狀；分離槽，係藉由第三輸送管路與發泡單元銜接，係用以分離輸入之發泡物與發泡介質；分離槽上設有發泡物輸出控制閥與發泡介質輸出管路，發泡介質輸出管路另一端係與回收單元銜接，且發泡介質輸出管路上並設有一第三壓縮機，用以將發泡介質加壓輸送至回收單元；又，該分離槽上設有一容積調整部，藉由調整控制容積調整部，其可調整控制分離槽內之容積，藉以調整與發泡單元間之差壓大小，並具冷卻功能以冷卻回收氣體及發泡成品；回收單元，係藉由發泡介質輸出管路與分離槽銜接結合，用以回收經分離後之發泡介質，該回收單元並有一第四輸送管路，該第四輸送管路另一端係與氣體供應單元之第一控制閥銜接結合。
2. 如請求項1所述之氣體發泡及其爆發膨脹冷卻回收系統，其中該驅動閥包含有一直線密合裝置，其係設置於發泡單元之排出口處，直線密合裝置內設有爆發膨脹閥，爆發膨脹閥後端連結有一驅動桿，驅動桿後端設有開關導板，開關導板可受密合驅動器與開啟驅動器之驅動而可移動，進而可驅動控制驅動桿及爆發膨脹閥移動，且該直線密合裝置內並設有一緩衝板，緩衝板後端設有緩衝彈簧。
3. 一種發泡單元，係用以提供待發泡物承置其中，以提供待發泡物發泡膨脹，該發泡單元設有一第二輸送管路，第二輸送管路可提供輸入發泡介質，該發泡單元並設有一排出口，排出口銜接有一第三輸送管路，第三管路係用以輸出發泡介質，該排出口與第三輸送管路間樞設有一驅動閥，該驅動閥可受動力裝置之驅動而可移動，以啟閉排出口；另，該發泡單元並設有一組循環管路，該循環管路係由發泡單元之上側輸出、發泡單元之下側輸入使形成循環，循環管路上並設有一第二壓縮機，且發泡單元內之底部設有分散盤。
4. 一種發泡單元，係用以提供待發泡物承置其中，以提供待發泡物發泡膨脹，發泡單元設有一第二輸送管路，第二輸送管路可提供輸入發泡介質，該發泡單元並設有一排出口，排出口銜接有一第三輸送管路，第三管路係用以輸出發泡介質，該排出口與第三輸送管路間樞設有一驅動閥，該驅動閥可受動力裝置之驅動而可移動，以啟閉排出口；另，該發泡單元並設有二組循環管路，該循環管路係由發泡單元之上側輸出、發泡單元之下側輸入使形成循環，循環管路上各設有一第二壓縮機，且該二組循環管路係呈交錯狀設置。