超大灌注量高压发泡机组的制作方法

本发明超大灌注量高压发泡机组,涉及聚氨酯保温管道生产技术领域，尤其涉及超大直径保温管用的超大灌注量的高压发泡灌注机组。

背景技术：

近年来随着我国集中供热的发展，管径越来越大，国外目前最大普遍做到内工作钢管直径920mm，聚乙烯外护管直径1054mm，而我们国内已经开始出现内工作钢管直径1420mm，聚乙烯外护管直径1680mm的超大管径聚氨酯保温管道，这对于我们生产线的要求就越来越高。

目前世界上最大的发泡机是pu600，理论最大注射量达600kg/min，也就是10kg/s，工作钢管直径1420mm，聚乙烯外护管直径1680mm的超大管径聚氨酯保温管道，按照国家标准管端最小密度大于等于60kg/m³，那么中间灌注投料量按81kg/m³，需要灌注的黑、白料总量为530kg，则注料时间为53s，一般发泡乳化拉丝的时间为50s，这样理论上料还未注射完，最开始注入的料已经拉丝乳化了，没有给料以充分的流动时间；造成灌注不充分，造成聚乙烯保温管的保温性能不达标等问题。

目前柱塞计量泵的规格按流量分别为16.3l/min，39l/min，77l/min，150l/min，315l/min，传统的发泡机一般为黑料泵1台，白料泵1台，这样按照最大单台计量泵315l/min制造发泡机组，按照白料：黑料＝1:1.5比例，目前世界上最大的发泡机组为525l/min,即市场上销售的pu600型发泡机组；在其进行最大灌注量工作时，其中白料泵无法发挥最大效率，造成设备的浪费。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的超大灌注量高压发泡机组，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

技术实现要素：

根据上述现有技术提出的灌注不充分，保温管保温性能不达标；设备无法达到最大工作效率等技术问题，而提供一种超大灌注量高压发泡机组。本发明主要利用白、黑料泵组合比为2:3的设计，可部分关闭白、黑料泵，通过plc控制系统，以任意组合形式对不同工作管直径dn600以上大管和dn600以下的小管进行灌注，从而达到满足大、小管径保温管快速灌注及发挥设备最大功效的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种超大灌注量高压发泡机组包括：压缩空气储罐、黑料供料系统、白料供料系统、plc控制系统、混合注射枪头；

进一步地，压缩空气储罐为厂内集中供应的压缩空气装置，通过管路分别与黑料供料系统、白料供料系统以及混合注射枪头上的出料管相连通；

进一步地，黑料供料系统和白料供料系统与混合注射枪头相连接；

进一步地，压缩空气储罐、黑料供料系统、白料供料系统和液压系统均与plc控制系统相连接，在plc控制系统的控制下对混合注射枪头配比输料，再由混合注射枪头对聚氨酯保温管进行灌注。

进一步地，黑料供料系统包括：制氮机、氮气储罐、黑料罐、黑料泵组合和温控系统a；

进一步地，制氮机的入口端与压缩空气储罐相连接，出口端通过管路将制出的氮气通过管路输送到氮气储罐内储存；

进一步地，氮气储罐与黑料罐的顶部通过管路相连接，将高压氮气通过管路送入到黑料罐中，对黑料罐中的黑料进行高压密封，防止黑料接触空气和水分等出现结晶现象；

进一步地，黑料罐与黑料泵组合相连接，将黑料送入到黑料泵组合中，通过黑料泵组合将黑料泵入到混合注射枪头中；

进一步地，温控系统a装于黑料罐上，对黑料罐内的温度进行控制。

进一步地，白料供料系统包括：白料供料系统包括：空气储罐、白料罐、白料泵组合和温控系统b；

进一步地，空气储罐的入口端与压缩空气储罐相连接，出口端通过管路将高压空气通过管路送入到白料罐中，将白料罐中的白料压入到白料泵组合中，再经白料泵组合将白料泵入到混合注射枪头中，防止灌注时白料罐形成负压；

进一步地，温控系统b装于白料罐上，对白料罐内的温度进行控制。

进一步地，白料泵组合与黑料泵组合的泵数比为2:3。

进一步地，白料泵组合包括：白料泵a和白料泵b；白料泵a和白料泵b并联装于白料罐与混合注射枪头之间；在plc控制系统的控制下，以单独或组合的方式向混合注射枪头中泵入白料。

进一步地，黑料泵组合包括：黑料泵a、黑料泵b和黑料泵c；黑料泵a、黑料泵b和黑料泵c并联装于黑料罐和混合注射枪头之间；在plc控制系统的控制下，以单独或组合的方式向混合注射枪头中泵入黑料。

进一步地，温控系统a包括：循环罐a和模温机a；循环罐a和模温机a通过管路装于黑料罐上，三者组成循环系统，对黑料罐内的黑料温度进行恒温控制，确保黑料的温度为30±1℃。

进一步地，温控系统b包括：循环罐b和模温机b；循环罐b和模温机b通过管路装于白料罐上，三者组成循环系统，对白料罐内的温度进行控制，确保白料的温度为28±1℃。

进一步地，混合注射枪头混料室与液压站相连，在plc控制系统的控制下，打开和关闭混合室枪栓。压缩空气储罐相连接管路上的阀门与出料管相连接，注射完料后，打开压缩空气阀门高压气体对混合注射枪头进行自清洁。

本发明根据白料：黑料＝1:1.5的特点，采用了5台同种规格的柱塞泵，其中2台泵走白料，合计流量为300l/min，3台泵走黑料，合计流量为450l/min，实现了白料：黑料＝1:1.5，3台黑料泵的流道设计采用了四通结构，通过管径流量的精确计算，并增加了压力平衡阀，经反复试制，达到了四通的压力平衡还不影响料的流量；同样的原理，实现了黑料和白料在枪头的等压力高压对撞，完美的实现了大流量灌注的需求。

本发明发泡机组灌注量达到了750kg/min，即12.5kg/s，这样需要满足现有最大灌注量的530kg料时，注料时间仅为42.4s，给最后注入的料也留出了充分的流动时间。

本发明当其中黑、白料泵各开1台工作时，流量可变为250l/min，白料泵流量调节为100l/min，黑料泵流量为150l/min，从而实现了白料：黑料＝1:1.5的比例。可做为pu250发泡机灌注小管使用，从而实现了一机兼顾大、小管共用。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的超大灌注量高压发泡机组，制氮机将氮气储存在氮气罐里，氮气罐直通黑料罐顶部，在黑料消耗的同时，进行对黑料罐顶部空间充满进行高压密封，防止空气进入黑料结晶；

2、本发明提供的超大灌注量高压发泡机组，模温机即恒温空调对料温精准控制，黑料控制在30±1℃，白料控制在28℃，这样的发泡体闭孔率达92％，吸水率小于8％，导热系数(λ＝50℃时)小于0.030w/(m.k)，性能均高于国家标准的要求，达到最佳。

3、本发明提供的超大灌注量高压发泡机组，白料罐与压缩空气储罐相连接，对白料罐充压缩空气，避免了白料罐在灌注时形成负压无法对白料泵进行供料；

4、本发明提供的超大灌注量高压发泡机组，当其中黑白料泵各开1台工作时，流量可变为250l/min，白料泵流量调节为100l/min，黑料泵流量为150l/min，从而实现了白料：黑料＝1:1.5的比例。可做为pu250发泡机灌注小管使用，从而实现了一机兼顾大、小管共用；

5、本发明提供的超大灌注量高压发泡机组，计量单元及混合头的工作模式由plc控制，设备的输出流量、混合比例自整定控制，无需在进行繁琐的流量及比例测试，在plc触摸屏幕上输入相关的数据后既可完成注射准备，智能逻辑运算系统可根据生产工艺自动生成注射时间。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的灌注不充分，保温管保温性能不达标；设备无法达到最大工作效率等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统示意图。

图中：1、压缩空气储罐2、制氮机3、空气储罐4、氮气储罐5、黑料罐6、循环罐a7、模温机a8、plc控制系统9、液压站10、黑料泵a11、黑料泵b12、黑料泵c13、混合注射枪头14、白料泵a15、白料泵b16、白料罐17、循环罐b18、模温机b。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种超大灌注量高压发泡机组包括：压缩空气储罐1、黑料供料系统、白料供料系统、plc控制系统8、混合注射枪头13；压缩空气储罐1为厂内集中供应的压缩空气装置，通过管路分别与黑料供料系统、白料供料系统以及混合注射枪头13上的出料管相连通；黑料供料系统和白料供料系统与混合注射枪头13相连接；压缩空气储罐1、黑料供料系统、白料供料系统和液压系统均与plc控制系统8相连接，在plc控制系统8的控制下对混合注射枪头13配比输料，再由混合注射枪头13对聚氨酯保温管进行灌注。

黑料供料系统包括：制氮机2、氮气储罐4、黑料罐5、黑料泵组合和温控系统a；制氮机2的入口端与压缩空气储罐1相连接，出口端通过管路将制出的氮气通过管路输送到氮气储罐4内储存；氮气储罐4与黑料罐5的顶部通过管路相连接，将高压氮气通过管路送入到黑料罐5中，对黑料罐5中的黑料进行高压密封，防止黑料接触空气和水分等出现结晶现象；黑料罐5与黑料泵组合相连接，将黑料送入到黑料泵组合中，通过黑料泵组合将黑料泵入到混合注射枪头13中；温控系统a装于黑料罐5上，对黑料罐5内的温度进行控制。

白料供料系统包括：空气储罐3、白料罐16、白料泵组合和温控系统b；空气储罐3的入口端与压缩空气储罐1相连接，出口端通过管路将高压空气通过管路送入到白料罐16中，将白料罐中的白料压入到白料泵组合中，再经白料泵组合将白料泵入到混合注射枪头13中，防止灌注时白料罐形成负压；温控系统b装于白料罐16上，对白料罐16内的温度进行控制。

白料泵组合与黑料泵组合的泵数比为2:3。

白料泵组合包括：白料泵a14和白料泵b15；白料泵a14和白料泵b15并联装于白料罐16与混合注射枪头13之间；在plc控制系统8的控制下，以单独或组合的方式向混合注射枪头13中泵入白料。

黑料泵组合包括：黑料泵a10、黑料泵b11和黑料泵c12；黑料泵a10、黑料泵b11和黑料泵c12并联装于黑料罐5和混合注射枪头13之间；在plc控制系统8的控制下，以单独或组合的方式向混合注射枪头13中泵入黑料。

温控系统a包括：循环罐a6和模温机a7；循环罐a6和模温机a7通过管路装于黑料罐5上，三者组成循环系统，对黑料罐5内的黑料温度进行恒温控制，确保黑料的温度为30℃。

温控系统b包括：循环罐b17和模温机b18；循环罐b17和模温机b18通过管路装于白料罐16上，三者组成循环系统，对白料罐16内的温度进行控制，确保白料的温度为28℃。

混合注射枪头13混料室与液压站相连，在plc控制系统8的控制下，打开和关闭混合室枪栓。压缩空气储罐1相连接管路上的阀门与出料管相连接，注射完料后，打开压缩空气阀门高压气体对混合注射枪头13进行自清洁。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。