一种可多自由度动作的高压双混平泡机的制作方法

本发明涉及一种高压双混平泡机，具体涉及一种可多自由度动作的高压双混平泡机。
背景技术：
：目前在国内外普通使用的水平连续式聚氨酯泡沫大块发泡生产线都只有一个混合头，且这种混合头的位置是不动的，依靠在混合头出口处接一段软管来完成喷料口按工艺要求进行上下左右移动。这样生产容易在软管中的料液里产生小气泡，使最终泡沫产品内部出现豆孔。绝大多数是低压发泡形式。低压法生产是指各种原料经过低压计量泵以一个恒定的流速输入混合头，混合头的组成是在一个金属圆筒内安装一个带有搅拌刺的搅拌棍，各种原料的输入口设在圆筒上端筒壁上，液体原料流入圆筒内，搅拌棍快速转动，原料混合并向下流动，从下端喷口流出，淌到进入甬道的底纸上，然后反应发泡和交联。如果各种原料是以一个较低的压力2～5bar进入混合头混合就是低压发泡，这样的生产模式只能生产低端聚醚型聚氨酯大块泡沫。供给家具市场，而高端聚酯或聚醚型工业用泡沫、电子用泡沫和汽车用泡沫只能由高压机来生产。现有聚醚型聚氨酯泡沫及聚酯型聚氨酯泡沫均有各自的生产线，不可通用，同时现有生产聚醚型聚氨酯泡沫或生产聚酯型聚氨酯泡沫的生产线的生产效率有待提高且生产出聚氨酯泡沫的气孔分布不够均匀，致密度有待提高。技术实现要素：本发明为解决现有使用的水平连续式聚氨酯泡沫大块发泡生产线都只有一个混合头，绝大多数是低压发泡形式，只生产低端聚醚型聚氨酯大块泡沫，制备质量和制备效率不高，而高端聚酯泡沫只能由高压机来生产，二者通用性差的问题，进而提出一种可多自由度动作的高压双混平泡机。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种可多自由度动作的高压双混平泡机，它包括支撑框架、竖直导向组件、水平导向组件、升降电机、两个平移电机和两个聚氨酯发泡器，所述支撑框架水平设置，所述竖直导向组件安装在支撑框架上，所述水平导向组件水平设置在支撑框架上且与竖直导向组件相连接，所述两个聚氨酯发泡器并列设置在水平导向组件上，平移电机与聚氨酯发泡器一一对应设置，每个聚氨酯发泡器通过其对应的平移电机的控制下在水平导向组件上实现水平移动，所述竖直导向组件在升降电机控制下带动水平导向组件及两个聚氨酯发泡器作竖直方向上的往复运动。每个聚氨酯发泡器包括发泡用电机、连接外壳、混合头、混合头用支架、传动器，所述发泡用电机和混合头并列设置在混合头用支架上，所述发泡用电机通过传动器与混合头连接，传动器外罩有连接外壳；所述混合头包括传动轴用筒体、混合筒、压力缓冲筒、出料罩体、传动轴、搅拌棒、压力平衡网栅和多排搅拌刺，所述传动轴用筒体、混合筒、压力缓冲筒和出料罩体顺次连通，传动轴位于传动轴用筒体内，搅拌棒位于混合筒内，压力平衡网栅设置在压力缓冲筒和出料罩体的交汇处，传动轴的一端通过传动器与发泡用电机连接，传动轴的另一端可拆卸连接有搅拌棒，搅拌棒上均布有多排搅拌刺，多排搅拌刺沿搅拌棒的轴向方向交错排列，每排搅拌刺包括多个刺体，每个刺体为弧形条体，刺体的两端固定连接在搅拌棒的外壁上。所述竖直导向组件包括升降传动轴、两个锥齿轮组件、两个升降丝杠和四个导向立柱，所述升降电机和升降传动轴均安装在支撑框架的顶部，升降传动轴在升降电机的驱动下转动，两个升降丝杠分别设置在支撑框架的两侧，升降传动轴的两端各通过一个锥齿轮组件与一个升降丝杠连接，每个升降丝杠的两侧各设置有一个导向立柱，每个导向立柱竖直设置且固定连接在支撑框架上。所述水平导向组件包括矩形托架、两个螺纹套和四个滑套，所述矩形托架设置在支撑框架上且位于升降传动轴的下方，矩形托架由两条滑轨和两个连接板交替固接形成，每个连接板的外壁上设置一个螺纹套，螺纹套与升降丝杠一一对应设置，每个升降丝杠穿设在其对应的螺纹套内并与该螺纹套螺纹连接；每条滑轨的两端各固定连接有一个滑套，滑套与导向立柱一一对应设置，每个滑套套装在其对应的导向立柱上，水平导向组件通过四个滑套沿导向立柱的长度方向实现升降动作；每个聚氨酯发泡器还包括齿轮和两组滑块，每个聚氨酯发泡器对应的平移电机固定连接在该聚氨酯发泡器的混合头用支架上，平移电机的输出轴上套装有齿轮，每条滑轨的内侧壁上设置有齿条，所述齿轮与齿条相啮合，两组滑块并列设置在混合头用支架的下端面，滑块与滑轨一一对应设置，每组滑块与其对应的滑轨滑动配合设置。本发明与现有技术相比的有益效果：1、本发明为具有双混合头的平泡机，通过竖直导向组件使两个聚氨酯发泡器能够实现竖直方向上的往复运动，通过水平导向组件使两个聚氨酯发泡器能够实现水平方向上的往复运动，从而使混合头到甬道底纸的距离可调，使混合头喷出的料液直接流入甬道底纸，避免借助其他辅助工具产生多余的气泡的弊端，从而有效提升聚氨酯泡沫的质量，同时又可使料液的清浆段变长，为料液提供充足的时间和行程，便于产生的大气泡从料液中逸出，明显改善成品质量。2、本发明为具有高压发泡功能的双混合头平泡机，既能生产家具用聚氨酯泡沫，又能生产高质量要求的工业用、汽车用、服装用、泡沫陶瓷用、泡沫金属用和防火抑爆材料用的众多泡沫品种。3、本发明通用性强，制备效率高，由于双混合头的设置，在一条生产线上即能生产聚醚型聚氨酯泡沫，又能生产聚酯型聚氨酯泡沫，两个聚氨酯发泡器能够分别用两个混合头连续进行聚醚型及聚酯型聚氨酯大块泡沫的生产。每个聚氨酯发泡器在发泡时混合头能左右移动，使发泡宽度有了保证。本发明生产的产品包括：普通聚醚型聚氨酯泡沫、普通聚酯型聚氨酯泡沫、大孔径聚醚型和聚酯型聚氨酯泡沫、高回弹泡沫、慢回弹泡沫、服装用泡沫。4、本发明生产聚氨酯泡沫的效率高，孔径均匀，无豆孔和留痕，机械性能好。5、本发明适用范围广泛且使用安全可靠。附图说明图1是本发明的主视结构示意图；图2是图1的左视结构示意图；图3是图1的俯视结构示意图；图4是混合头6-3的主视结构剖面图；图5是带有发泡用电机6-1、混合头6-3和传动器6-5之间的连接关系示意图；图6是多排搅拌刺6-3-8与搅拌棒6-3-6的连接关系示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式包括支撑框架1、竖直导向组件2、水平导向组件3、升降电机4、两个平移电机5和两个聚氨酯发泡器6，所述支撑框架1水平设置，所述竖直导向组件2安装在支撑框架1上，所述水平导向组件3水平设置在支撑框架1上且与竖直导向组件2相连接，所述两个聚氨酯发泡器6并列设置在水平导向组件3上，平移电机5与聚氨酯发泡器6一一对应设置，每个聚氨酯发泡器6通过其对应的平移电机5的控制下在水平导向组件3上实现水平移动，所述竖直导向组件2在升降电机4控制下带动水平导向组件3及两个聚氨酯发泡器6作竖直方向上的往复运动。本发明通过现有的PLC控制系统来控制制备聚氨酯泡沫的制备过程。具体实施方式二：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中每个聚氨酯发泡器6包括发泡用电机6-1、连接外壳6-2、混合头6-3、混合头用支架6-4、传动器6-5，所述发泡用电机6-1和混合头6-3并列设置在混合头用支架6-4上，所述发泡用电机6-1通过传动器6-5与混合头6-3连接，传动器6-5外罩有连接外壳6-2；所述混合头6-3包括传动轴用筒体6-3-1、混合筒6-3-2、压力缓冲筒6-3-3、出料罩体6-3-4、传动轴6-3-5、搅拌棒6-3-6、压力平衡网栅6-3-7和多排搅拌刺6-3-8，所述传动轴用筒体6-3-1、混合筒6-3-2、压力缓冲筒6-3-3和出料罩体6-3-4顺次连通，传动轴6-3-5位于传动轴用筒体6-3-1内，搅拌棒6-3-6位于混合筒6-3-2内，压力平衡网栅6-3-7设置在压力缓冲筒6-3-3和出料罩体6-3-4的交汇处，传动轴6-3-5的一端通过传动器6-5与发泡用电机6-1连接，传动轴6-3-5的另一端可拆卸连接有搅拌棒6-3-6，搅拌棒6-3-6上均布有多排搅拌刺6-3-8，多排搅拌刺6-3-8沿搅拌棒6-3-6的轴向方向交错排列，每排搅拌刺6-3-8包括多个刺体，每个刺体为弧形条体，刺体的两端固定连接在搅拌棒6-3-6的外壁上。本发明中传动器6-5为已有产品，传动器6-5包括皮带和皮带轮，皮带轮套装在发泡用电机6-1的输出轴上，并通过皮带与传动轴6-3-5连接实现动力传动。本发明中的连接外壳6-2为传动器6-5使用的外罩，避免灰尘等其他杂质进入传动器6-5和混合头6-3中。本发明中混合头6-3的混合筒6-3-2的筒壁上加工有原料进口6-3-10和喷嘴6-3-11，出料罩体6-3-4为锥形罩体，出料罩体6-3-4处为混合头喷口6-3-9。本发明在制备聚氨酯泡沫的过程中需配合有贮罐区，贮罐内的原料由带压空气压送到计量泵的入口处，计量泵将原料以一个规定流量高压输送到混合头6-3处，从喷嘴6-3-11以一个规定压力喷入混合筒6-3-2，各种料液在混合筒6-3-2混合后从混合头喷口6-3-9流出，进入行进的甬道发泡成型。本发明中所有阀门、压力、电机、流量和各种传感器都由PLC控制系统控制。本实施方式中压力平衡网栅6-3-7为柔性材料制成的筛板结构，其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述竖直导向组件2包括升降传动轴2-1、两个锥齿轮组件2-2、两个升降丝杠2-3和四个导向立柱2-4，所述升降电机4和升降传动轴2-1均安装在支撑框架1的顶部，升降传动轴2-1在升降电机4的驱动下转动，两个升降丝杠2-3分别设置在支撑框架1的两侧，升降传动轴2-1的两端各通过一个锥齿轮组件2-2与一个升降丝杠2-3连接，每个升降丝杠2-3的两侧各设置有一个导向立柱2-4，每个导向立柱2-4竖直设置且固定连接在支撑框架1上。本实施方式中锥齿轮组件2-2为现有产品，市场可购。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述水平导向组件3包括矩形托架、两个螺纹套3-3和四个滑套3-4，所述矩形托架设置在支撑框架1上且位于升降传动轴2-1的下方，矩形托架由两条滑轨3-1和两个连接板3-2交替固接形成，每个连接板3-2的外壁上设置一个螺纹套3-3，螺纹套3-3与升降丝杠2-3一一对应设置，每个升降丝杠2-3穿设在其对应的螺纹套3-3内并与该螺纹套3-3螺纹连接；每条滑轨3-1的两端各固定连接有一个滑套3-3，滑套3-3与导向立柱2-4一一对应设置，每个滑套3-3套装在其对应的导向立柱2-4上，水平导向组件3通过四个滑套3-3沿导向立柱2-4的长度方向实现升降动作；每个聚氨酯发泡器6还包括齿轮和两组滑块6-6，每个聚氨酯发泡器6对应的平移电机5固定连接在该聚氨酯发泡器6的混合头用支架6-4上，平移电机5的输出轴上套装有齿轮，每条滑轨3-1的内侧壁上设置有齿条3-5，所述齿轮与齿条3-5相啮合，两组滑块6-6并列设置在混合头用支架6-4的下端面，滑块6-6与滑轨3-1一一对应设置，每组滑块6-6与其对应的滑轨3-1滑动配合设置。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式中所述压力缓冲筒6-3-3内为压力缓冲行腔，所述压力缓冲行腔的长度为L，L的取值范围为15cm～30cm。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式二或四相同。具体实施方式六：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中多排搅拌刺6-3-8均分为多排第一搅拌刺和多排第二搅拌刺，多排第一搅拌刺中的每个刺体倾斜向上设置，多排第二搅拌刺中每个刺体倾斜向下设置，每个刺体的长度方向与搅拌棒6-3-6的径向之间夹角为θ，θ的取值范围为5°～15°。本实施方式中当多排搅拌刺6-3-8的排数为四个时，即四排搅拌刺6-3-8均分为两排第一搅拌刺和两排第二搅拌刺，本发明中四排搅拌刺6-3-8有两排第一搅拌刺是向下倾斜设计，两排第二搅拌刺是向上倾斜设计，如此设置使混合头在混合料液时提供了水平方向和垂直方向两个方向上对料液的剪切和搅拌。混合头的这种搅拌能使料液整体均匀一致，从而减少，甚至消除了存在于最终泡沫产品中的豆孔和流痕，消除了泡沫质量事故隐患。搅拌刺6-3-8中的每个刺体还可设置为扇形形状，通过扇形形状的刺体的搅拌具有最低的剪切力和最高的捏合力，通过采用这种搅拌方式，可以用本发明生产出均匀孔径的大孔径聚氨酯泡沫，这种大孔泡沫可以加工成高端网状泡沫。本实施方式中每个刺体为叶片式结构，每个刺体的长度方向与搅拌棒6-3-6的径向之间有夹角θ，即形成带角度叶片式搅拌刺。带角度叶片式搅拌刺对混合头6-3内的行腔压力能做到可控操作。通过调整转动方向和转动速度即可达到要求压力值，顺时针转动压力增高，逆时针转动压力减少，转动速度快与慢可增加或减少压力增减的程度在聚醚和聚酯的生产中，其他因素不变的前提下，混合头6-3内的行腔压力对泡孔细度范围调节起到关键的作用。叶片式的刺体在搅拌增压时，可使网状泡沫的孔径增大，提高大孔泡沫的孔径范围。叶片减压时，在一定范围内可使细孔泡沫的孔径更加细小，更近一步提高泡孔细腻程度，为生产出更优质的泡沫创造了条件。带角度叶片式搅拌刺不但提高了搅拌能力，使混合液均匀程度变好，还降低了剪切力，尤其是对加固体填料的产品生产中，不易损坏填料，保持良好的完整性，起到增强、增韧的作用。在添加片状固体填料可膨胀石墨的阻燃聚氨酯泡沫产品中，搅拌方式不当时，增大了石墨的破碎程度，会使内部酸质成分溢出，减弱石墨的膨胀倍率，减低阻燃效果，给工艺造成危害。带角度叶片式搅拌方式极大的降低了剪切力的同时也有非常好的混合效果，使可膨胀石墨能够在不损害自身结构的情况下均匀的分散在料液中，满足连续生产线的需求，达到产品的质量标准。在使用针状和短纤类的固体填料时，这种搅拌方式既能达到很好的混合均匀程度，又能使填料无序分布在料液中，无局部缺陷，最终达到增加强度、增加韧性的目的。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式五相同。下表是本发明制备出的泡沫与低压发泡机制备出的泡沫的各种性能对比表：项目本发明制备出的泡沫低压发泡机制备出的泡沫密度kg/m3030PPI值孔数/英寸长度10090豆眼个/m2≤5≥30大豆孔Ф≥3mm无有流痕无经常有拉伸强度kpa150130伸长率％180150硬度kpa3.83.8回弹％4542本发明生产聚醚型聚氨酯泡沫及聚酯型聚氨酯泡沫的工作过程如下：1)聚醚型聚氨酯泡沫的制备过程：贮罐区贮罐内的原料由带压空气压送到计量泵的入口处，计量泵将原料以一个规定流量高压输送到混合头6-3处，从混合头6-3的喷嘴6-3-11以一个规定高压喷入混合筒6-3-2中，各种料液在混合筒6-3-2的混合腔混合后从混合头喷口6-3-9流出，进入行进的甬道发泡成型。2)聚酯型聚氨酯泡沫的制备过程：有关原料分别是用计量泵带压输送到设在混合筒6-3-2上的做为原料入口的喷嘴6-3-11上，然后以高压达40～100bar的压力成雾状喷入混合头，然后通过搅拌棒6-3-6搅拌后混合向下流出混合头喷口6-3-9流出，完成高压发泡的过程。高压发泡由于原料是以一个高的压力成雾状喷入混合头，进入混合头后就已经处于高分散状态，再加上高压产生的大力撞击，又进一步加剧了自身的分散和所撞击的物料的分散，因此造成从混合头喷口6-3-9流出的料液具有比低压法流出的料液高得多的分散程度和均匀程度。无非均相的小疵点。这样就使得最终起发成型的泡沫体内部的泡孔结构和低压法相比即细小又均匀、无明显豆孔和流痕出现，其物理机械性能也有所提高。当前第1页1 2 3