一种高效发泡设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及材料发泡领域，具体涉及一种高效发泡设备。
【背景技术】
[0002] 聚烯烃发泡材料在生产过程中常采用发泡炉进行发泡，传统的发泡炉采用热风、 蒸汽等方式提供发泡所需要的高温环境，通常发泡炉通过电磁加热或燃料加热等方式对炉 内进行热传导式的加热升温，来达到发泡温度。然而，这种加热方式效果差，发泡材料在炉 内的运输速度慢，炉膛体积大，且加热炉进出口的热量损失会对炉内的发泡效果造成巨大 的影响。
[0003] 例如，公告号为CN1799809A公开的一种辐射交联聚烯烃发泡设备和公告号为 CN201195371Y公开的一种聚烯烃卷材发泡设备，采用水平预热和竖直发泡炉的方式对聚烯 烃材料进行加热发泡，然而其存在以下问题：1、加热速度慢，加热能耗高。2、加热过程中炉 内的热气无法充分利用。3、垂直发泡段较长，发泡材料在垂直发泡时，在重力作用下会有一 定的拉长，不利于产品的定型。4、垂直炉内设置有展开装置，对发泡材料展开的同时会造成 材料表面的损害，影响成品质量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，是为了解决【背景技术】中的问题，提供一种高效发泡设备。
[0005] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种高效发泡设备，包括，上料装置、加工室和收料装置，所述加工室包括:用以材料发 泡的加热区和用以材料定型的冷却区，加热区和冷却区上下相连且所述加热区设置在冷却 区的上方;所述加热区包括，竖直向下的长条形截面的发泡通道以及用以所述发泡通道内 材料加热的加热系统;所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能口，所述波源发射器 设置在所述发泡通道外，所述馈能口设置在所述发泡通道的侧壁上，所述波导管的两端分 别与所述波源发射器和馈能口相连;所述加热区和冷却区之间设置有隔离带。所述波源发 射器为磁控管，磁控管产生微波，在波导管的传递下从馈能口进入发泡通道对物料进行加 热，由于微波加热为无介质的加热方式，相比传统电加热或燃气加热的方式加热速度更加 快速，所需要的加热空间较小，材料在加热区内的形变量小，此外，加热区和冷却区的直接 相连，保证了发泡完毕后，材料直接冷却定型，进一步减少了加工过程中的形变，提高了成 品质量。
[0006] 作为优选，所述发泡通道包括多个谐振区域，所述谐振区域上下排列;所述每个谐 振区域内均单独匹配有独立的加热系统，谐振区域之间设置有隔板，多个谐振区域可以实 现多温度段的控制加热，便于发泡参数的控制，提高产品质量。
[0007] 作为优选，所述谐振区域为矩形立体结构，所述馈能口对称分布在谐振区域水平 相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口。
[0008] 作为优选，所述谐振区域的各边长与所述波源发射器发射波长满足如下关系：
其中f为发射波频率，C为光速，m、η、p为自然数，a、b、h为谐振区域的长宽高。该条件确 立的谐振区域与发射波长之间的关系可以保证，微波在谐振区域形成驻波，使得谐振区域 内固定位置接收到的微波能量恒定，达到更加稳定的加热效果。
[0009] 作为优选，所述发射波的震动频率f为900MHz~2500MHz，发射功率为50~500KW， 谐振区域内包括有ΤΜ0ΠΚΤΜ011、TE111、TM110和TE211模式中的一种或几种模场，多模混合 可以提高谐振区域内的加热均匀性。
[0010] 作为优选，作为优选，所述馈能口为圆盘形，所述波导源设置在馈能口圆盘的中 心，馈能口上设置有若干隙缝，隙缝为长方形，隙缝以直线方式排列成多组，隙缝以圆盘圆 心为中心呈发射状排列，隙缝沿着发射线排列成多个组，其中每条发射线上的隙缝随着距 离圆心距离的增加其长度也逐渐增加。所述发射线上的隙缝数量为3-8条，相邻隙缝之间的 距离为导波波长一半的正整数倍。用以保证每条隙缝辐射出来的微波功率相等，保证稳定 的加热效果 作为优选，所述发泡通道的上下端分别设置有条缝形的物料进口与物料出口，所述发 泡通道内壁设置有反射层，所述物料进口与物料出口设置有微波抑制器，聚烯烃发泡材料 多为扁平带状，条缝形设置有微波抑制器的物料进口与物料出口可以在保证发泡材料通过 的情况，防止微波逸出，提高热效率，反射层用以减少微波损耗，进一步提高加热效率。
[0011] 作为优选，所述谐振区域内设置有温控器，所述温控器包括温度检测器和功率调 节器，温度检测器用以检测各个谐振区域内的温度，并且通过功率调节器改变磁控管的功 率从而控制温度。
[0012] 作为优选，所述上料装置包括出料棍和放卷机构，所述出料棍设置在所述物料进 口的上方;所述收料装置包括定型辊组、牵引辊组和收卷机构，所述定型辊组设置在冷却区 内位于物料出口下方的位置，且所述定型辊组内设置有用以保持定型辊组与发泡材料接触 面冷却状态的冷却通路。所述定型辊组包括多对两两相对且具有不同压力的定型辊组成， 用以多次反复定型，冷却通路用以保持定型辊组表面的冷却，从而提高定型效果。
[0013] 作为优选，所述隔离带包括用以防止发射波进入冷却区的吸收反射层和用以隔绝 加热区热量进入冷却区的隔热层，所述吸收反射层采用不锈钢微波抑制板，所述隔热层采 用石棉板。防止微波泄漏的同时隔绝热量，保证了冷却区的定型效果。
[0014] 综上所述，本发明的有益效果： ①本发明所述的一种高效发泡设备，采用相互连接的加热区和冷却区，使得发泡材料 的冷却定型效果好，且通过隔离带使得加热区和冷却区之间互不影响。
[0015] ②本发明所述的一种高效发泡设备，利用微波加热，加热速度快，设置谐振腔使 得物料加热更加均匀，有效提高了发泡效率。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中谐振区域的结构示意图； 图3是本发明中加热系统的结构示意图； 图4是本发明中隙缝的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术 人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在 本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0018] 下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。
[0019] 实施例1: 根据图1、图2、图3所示，一种高效发泡设备，包括，上料装置1、加工室2和收料装置3，加 工室2包括:用以材料发泡的加热区4和用以材料定型的冷却区5,加热区4和冷却区5上下相 连且加热区4设置在冷却区5的上方;加热区4包括，竖直向下的长条形截面的发泡通道6以 及用以发泡通道6内材料加热的加热系统7;加热系统7包括，波源发射器71、波导管72和馈 能口 73，波源发射器71设置在发泡通道6外，馈能口 73设置在发泡通道6的侧壁上，波导管72 的两端分别与波源发射器71和馈能口 73相连;加热区4和冷却区5之间设置有隔离带21。其 中波源发射器71为磁控管，波导管72为金属管。
[0020] 发泡通道6包括三个谐振区域601，谐振区域601上下排列，自上而下分别用以预 热、发泡和保温，每个谐振区域601内均单独匹配有独立的加热系统7,谐振区域601之间通 过隔板602隔开。谐振区域601为矩形立体结构，馈能口 73对称分布在谐振区域601水平相对 的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有多个馈能口 73。谐振区域601的各边长与馈能口 73发射 波的频率f为2450MHz，功率50kw，谐振区域601长宽高分别为200cm、40cm和35cm。
[0021] 根据图3、图4所示，馈能口 73为圆盘形，波导源设置在馈能口 73圆盘的中心，馈能 口 73上设置有若干隙缝731，隙缝731为长方形，隙缝731以直线方式排列成多组，隙缝731以 圆盘圆心为中心呈发射状排列，隙缝731沿着发射线排列成多个组，每组发射线上的隙缝 731数量为5条，相邻隙缝731之间的距离为73.5mm，隙缝731宽度为6mm，隙缝731长度XI为 17.58_，父2为19.14臟，父3为21.03_，父4为24.06_，父5为28.56_。
[0022]发泡通道6的上下端分别设置有条缝形的物料进口 61与物料出口 62,发泡通道6内 壁设置有反射层63,物料进口 61与物料出口 62设置有微波抑制器，聚烯烃发泡材料多为扁 平带状，条缝形设置有微波抑制器的物料进口 61与物料出口 62可以在保证发泡材料通过的 情况，防止微波逸出，提高热效率，反射层63用以减少微波损耗，进一步提高加热效率。 [0023] 谐振区域601内设置有温控器，温控器包括温度检测器和功率调节器，控制三个谐 振区域601内的温度由上倒下依次为120 °C、160 °C和140 °C。
[0024] 上料装置1包括出料棍11和放卷机构12，出料棍11设置在物料进口 61的上方;收料 装置3包括定型辊组31、牵引辊组32和收卷机构33,定型辊组31设置在冷却区5内位于物料 出口 62下方的位置，且定型辊组31内设置有用以保持定型辊组31与发泡材料接触面冷却状 态的冷却通路311。
[0025] 隔离带21包括用以防止发射波进入冷却区5的吸收反射层211和用以隔绝加热区4 热量进入冷却区5的隔热层212,吸收反射层211采用不锈钢微波抑制板，隔热层212采用石 棉板。防止微波泄漏的同时隔绝热量，保证了冷却区的定型效果。
[0026] 实施例2: 与上述实施例1不同之处在于，发泡通道6包括一个谐振区域601。谐振区域601为矩形 立体结构，馈能口 73对称分布在谐振区域601水平相对的两个侧壁上，且每个侧壁上设置有 多个馈能口 73。谐振区域601的各边长与波源发射器71发射波的震动频率f为915MHz，功率 为1 OOkw，谐振区域601长宽高分别为150cm、50cm和100 cm。谐振区域601内设置有温控器，温 控器包括温度检测器和功率调节器，控制谐振区域601内的温度为160°C。
【主权项】
1. 一种高效发泡设备，包括，上料装置（1)、加工室(2)和收料装置(3)，其特征在于，所 述加工室(2)包括：用以材料发泡的加热区（4)和用以材料定型的冷却区（5)，加热区（4)和 冷却区（5)上下相连且所述加热区（4)设置在冷却区（5)的上方;所述加热区（4)包括，竖直 向下的长条形截面的发泡通道(6)以及用以所述发泡通道(6)内材料加热的加热系统(7); 所述加热系统(7)包括，波源发射器(71)、波导管(72)和馈能口（73)，所述波源发射器(71) 设置在所述发泡通道(6)外，所述馈能口（73)设置在所述发泡通道(6)的侧壁上，所述波导 管(72)的两端分别与所述波源发射器(71)和馈能口（73)相连;所述加热区（4)和冷却区（5) 之间设置有隔离带(21)。2. 根据权利要求1所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述发泡通道(6)包括多个 谐振区域(601)，所述谐振区域(601)上下排列;所述每个谐振区域(601)内均单独匹配有独 立的加热系统(7)，谐振区域(601)之间设置有隔板(602)。3. 根据权利要求2所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述谐振区域(601)为矩形 立体结构，所述馈能口（73)对称分布在谐振区域(601)水平相对的两个侧壁上，且每个侧壁 上设置有多个馈能口（73)。4. 根据权利要求3所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述谐振区域(601)的各边 长与所述馈能口（73)发射波长满足如下关系：其中f为发射波频率，c为光速，m、η、p为自然数，a、b、h为谐振区域(601)的长宽高。5. 根据权利要求4所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述发射波的震动频率f为 900MHz ~2500MHz，发射功率为 10 ~100KW。6. 根据权利要求3-5任意一项所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述馈能口（73) 为圆盘形，所述波导源设置在馈能口（73)圆盘的中心，馈能口（73)上设置有若干隙缝 (731)，隙缝(731)为长方形，隙缝(731)以直线方式排列成多组，隙缝(731)以圆盘圆心为中 心呈发射状排列，隙缝(731)沿着发射线排列成多个组，其中每条发射线上的隙缝(731)随 着距离圆心距离的增加其长度也逐渐增加，所述发射线上的隙缝(731)数量为3-8条，相邻 隙缝(731)之间的距离为导波波长一半的正整数倍。7. 根据权利要求6所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述发泡通道(6)的上下端 分别设置有条缝形的物料进口（61)与物料出口（62)，所述发泡通道(6)内壁设置有反射层 (63 )，所述物料进口（61)与物料出口（62)设置有微波抑制器。8. 根据权利要求7所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述谐振区域(601)内设置 有温控器，所述温控器包括温度检测器和功率调节器。9. 根据权利要求8所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述上料装置（1)包括出料 棍(11)和放卷机构（12)，所述出料棍(11)设置在所述物料进口（61)的上方； 所述收料装置（3)包括定型辊组（31)、牵引辊组（32)和收卷机构（33)，所述定型辊组 (31)设置在冷却区（5)内位于物料出口（62)下方的位置，且所述定型辊组(31)内设置有用 以保持定型辊组(31)与发泡材料接触面冷却状态的冷却通路(311)。10. 根据权利要求9所述的一种高效发泡设备，其特征在于，所述隔离带（21)包括用以 防止发射波进入冷却区（5)的吸收反射层(211)和用以隔绝加热区（4)热量进入冷却区（5)
【专利摘要】本发明涉及材料发泡领域，具体涉及一种高效发泡设备，包括，上料装置、加工室和收料装置，所述加工室包括：用以材料发泡的加热区和用以材料定型的冷却区，加热区和冷却区上下相连且所述加热区设置在冷却区的上方；所述加热区包括，竖直向下的长条形截面的发泡通道以及用以所述发泡通道内材料加热的加热系统；所述加热系统包括，波源发射器、波导管和馈能口，所述波源发射器设置在所述发泡通道外，所述馈能口设置在所述发泡通道的侧壁上，所述波导管的两端分别与所述波源发射器和馈能口相连；所述加热区和冷却区之间设置有隔离带。
【IPC分类】B29K23/00, B29C44/28, B29C44/34
【公开号】CN105711024
【申请号】CN201610148762
【发明人】张镤
【申请人】浙江润阳新材料科技股份有限公司