专利名称：超临界流体发泡剂计量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体定量输送系统，特别涉及一种适合小体积微发泡注塑件的超临界 流体发泡剂输送计量系统。
背景技术：
热塑性聚合物生产的泡沫塑料已经被广泛的应用于许多领域很多年，但由于传统 热塑性泡沫材料普遍存在泡孔尺寸大和泡孔尺寸不均勻的缺陷，因而在尺寸精度或稳定性 要求高的生产和应用中常常受到限制。美国特瑞赛尔公司在2006年的6月8日在中国专 利文献公开了一项名称为“发泡剂引进系统及方法”(公开号1732073)的专利技术，该技 术的主要内容是“一种发泡剂引进系统，其中包括有可与发泡剂源连接的入口和可与挤塑 机的发泡剂口连接的出口的储料缸；位于发泡剂源和储料缸入口之间的压力调节系统，压 力调节系统被设计为能控制传递给储料缸的发泡剂的压力；为测量挤塑机中的高分子材料 的压力而构造和安排的压力测量系统；以及能够接收来自压力测定系统的代表挤塑机中高 分子材料的压力的第一输入信号和把第一输出信号发送到压力调节系统把传递给储料缸 的发泡剂的压力控制到高于挤塑机中高分子材料的压力值的的控制系统。”，其方法是在在 模塑循环的塑化周期期间把一种或多种计量的发泡剂引进塑机中的高分子材料里。由于引 进之前，计量被限制在固定容积的储料缸之中，因此通过控制储料缸容积和储料缸内气体 压力可以保证注入进高分子材料中的发泡剂剂量精确、稳定。但是该专利技术并没有揭示 对其所述的压力调节系统的具体结构和压力调节方法给出明确定义，而进入储料缸的发泡 剂的压力对发泡剂的剂量起着决定性的作用，并直接决定发泡产品泡孔的大小和力学性能 的好坏，因而该专利所公开的技术在应用方面有显而易见的不确定性。
发明内容
本发明采根据上述现有技术的不足之处，提出一种采用用定容计量的方式，通过 固定发泡剂储罐容积、温度，控制向料筒内注入超临界流体的起始压力，来保证每个塑化周 期向料筒内注入发泡剂剂量是一稳定值，从而保证工艺的稳定性。本发明目的的实现由以下技术方案完成
本发明所述的系统，包括减压阀1、第一压力传感器2、电磁比例阀3、数据处理及控制 装置4、高压伺服阀5、第一受控截止阀6、第二压力传感器7、发泡剂储罐8、第二受控截止阀 9，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆，其中，高压伺服阀5、第一受控截止阀 6、发泡剂储罐8、第二受控截止阀9、按顺序用压力管道串联连接，在第一受控截止阀6与发 泡剂储罐8之间安置第二压力传感器7，其中，电磁比例阀3、第一压力传感器2与电磁比例 阀3按顺序组合连接，电磁比例阀3的出口与高压伺服阀5的先导气体接口连接，减压阀1 的进口与发泡剂源100连接；其中数据处理及控制系统4通过通信电线或电缆与第一压力 传感器2、第二压力传感器7、注塑成型机控制系统300连接并接收信号，通过通信电线或电缆与电磁比例阀3、第一受控截止阀6、第二受控截止阀9连接并输出控制信号；第一受控截 止阀6与第二受控截止阀9之间的管路容积与发泡剂储罐8容积的总和为0. 5-8cm3 ；进一 步的优化，第一受控截止阀6与第二受控截止阀9之间的管路容积与发泡剂储罐8容积的 总和为l-5cm3。本发明的优点是采用用定容计量的方式，通过固定发泡剂储罐容积、温度，控制向 料筒内注入超临界流体的起始压力，保证每个塑化周期向料筒内注入发泡剂剂量是一稳定 值，从而保证工艺的稳定性。
附图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明特征及其相关特征作进一步说明
如图1所示，其中符号分别表示1_减压阀，2-第一压力传感器，3-电磁比例阀，4-数 据处理及控制装置，5-高压伺服阀，6-第一受控截止阀，7-第二压力传感器，8-发泡剂储 罐，9-第二受控截止阀，100-发泡剂源，200-往复式螺杆塑化装置，300-注塑机控制系统。本发明所述的系统，包括减压阀1、第一压力传感器2、电磁比例阀3、数据处理及 控制装置4、高压伺服阀5、第一受控截止阀6、第二压力传感器7、发泡剂储罐8、第二受控截 止阀9，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆，其中，高压伺服阀5、第一受控截 止阀6、发泡剂储罐8、第二受控截止阀9、按顺序用压力管道串联连接，在第一受控截止阀6 与发泡剂储罐8之间安置第二压力传感器7，其中，减压阀1、第一压力传感器2与电磁电磁 比例阀3按顺序组合连接，电磁比例阀3的出口与高压伺服阀5的先导气体接口连接，减压 阀1的进口与压缩气体源100连接；其中数据处理及控制系统4通过通信电线或电缆与第 一压力传感器2、第二压力传感器7、注塑成型机控制系统300连接并接收信号，通过通信电 线或电缆与电磁比例阀3、第一受控截止阀6、第二受控截止阀9连接并输出控制信号；第一 受控截止阀6与第二受控截止阀9之间的管路容积与发泡剂储罐8容积的总和为1. 5cm3 ； 发泡剂储罐8内的超临界流体压力在100bar-300bar之间。进一步的详细描述发泡剂源 100进入系统后分为两路，一路送至伺服阀5，另一路送入减压阀1，由减压阀减压至5-7bar 后送入电磁比例阀3，经电磁比例阀3调节的低压气作为驱动气被送入伺服阀5。伺服阀5 出气口与第一受控截止阀6相连。在减压阀3与比例阀之间设置第一压力传感器2，用于获 取进入电磁比例阀3的压力，并将压力信号送至数据处理及控制系统4 ；在第一受控截止阀 6与发泡剂储罐8之间安装第二压力传感器7，用于测量发泡剂储罐8中的气体压力，并将 压力信号送至数据处理及控制系统4。系统4开始工作时，先根据发泡产品的原材料、体积， 计算生产发泡产品所需要的发泡剂体积或质量；通过调节注塑机的参数将往复式螺杆塑化 装置200内塑化时的熔体压力控制在80-180巴之间的某一值；然后根据第一受控截止阀6 和第二受控截止阀9之间的发泡剂罐8和管道的容积，计算出在第一截止阀6和第二截止 阀9之间发泡剂罐8和管道中储存所需要注入的发泡剂体积或质量，发泡剂罐8中需要达 到的发泡剂压力，并将该发泡剂压力值输入到数据处理和控制系统4之中，作为第一设定 值，以及计算出注入完所需的发泡剂体积或质量后发泡剂罐8中将得到的压力并输入到数据处理和控制装置4中作为第二设定值；数据处理及控制装置4发出信号到第一受控截止 阀6和第二受控截止阀9，使第一受控截止阀处于打开位置，而第二受控截止阀9处于关闭 位置，同时接收第二压力传感器7的压力信号，并将其与上面所述第一设定值相比较，同时 获取第一压力传感器2的压力信号，进行计算处理并发出信号到电磁比例阀3，调节控制送 入伺服阀5的驱动气压力值，使伺服阀5出口压力值，即第二压力传感器7所检测到的发泡 剂罐8的压力与第一设定值充分一致，然后数据处理和控制装置4发出信号到第一受控截 止阀6使之处于截止位置。数据处理及控制装置4根据接收到来自注塑机控制系统300的 塑化开始信号，同时或延时0. 5秒到2秒的时间，发出指令到第二受控截止阀9，使第二受控 截止阀9处于打开位置，发泡剂由发泡剂储罐8注入至往复式螺杆塑化装置200内。当发泡 剂储罐8中气压降至第二设定值时，数据处理及控制系统4发出信号关闭第二受控截止阀 9。然后数据处理及控制系统4发出信号使第一受控截止阀6处于打开位置，并将发泡剂罐 8中的压力升至第一设定值后使第一受控截止阀处于截止位置，等待下一个注气周期。比 如，采用尼龙生产一种小齿轮，单件重量20克。用一台88吨锁模力的注塑机生产，塑化系统 按照ZL200820057051. 8设计制作，螺杆直径为30毫米。采用本发明的超临界流体发泡剂 输送计量系统将压缩气体源与塑化系统安装上述方法连接。发泡剂储罐8容积Icm3，第一 受控截止阀6与第二受控截止阀9之间容积2cm3。调整注塑机参数使塑化时塑化系统中熔 胶压力为115巴。计算并设定发泡剂储罐8中第一设定值为130bar，发泡剂储罐8内压力 达到第一设定值时关闭第一受控截止阀6，计算并设定第二受控截止阀9在发泡剂储罐压 力降至第二设定值为IlSbar时关闭。这样整个系统准备完毕，开始生产前面所述的汽车安 全拉手。连续生产50模，注入剂量在2. 4士0.009升的范围内；检测制品的重量，每个型腔 中制品的重量在19. 8-20. 0克的范围内，进一步检测制品的剖面结构，发现发泡状况一致。 这说明本发明的发泡剂流量输送计量系统可以保证生产稳定性，能够实现全自动生产。 虽然以上已经参照附图对按照本发明目的的构思和实施例作了详尽说明，但本领 域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本 发明作出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应当属于本发明的保护范围。
权利要求
一种超临界流体发泡剂计量系统，其特征是，主要包括减压阀(1)、第一压力传感器(2)、电磁比例阀(3)、数据处理及控制装置(4)、高压伺服阀(5)、第一受控截止阀(6)、第二压力传感器(7)、发泡剂储罐(8)、第二受控截止阀(9)，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆，其中，高压伺服阀(5)、第一受控截止阀(6)、发泡剂储罐(8)、第二受控截止阀(9)、按顺序用压力管道串联连接，在第一受控截止阀(6)与发泡剂储罐(8)之间安置第二压力传感器(7)，其中，电磁比例阀(3)、第一压力传感器(2)与电磁比例阀(3)按顺序组合连接，电磁比例阀(3)的出口与高压伺服阀(5)的先导气体接口连接，减压阀(1)的进口与发泡剂源(100)连接；其中数据处理及控制装置(4)通过通信电线或电缆与第一压力传感器(2)、第二压力传感器(7)、注塑成型机控制系统(300)连接并接收信号，通过通信电线或电缆与电磁比例阀(3)、第一受控截止阀(6)、第二受控截止阀(9)连接并输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的超临界流体发泡剂计量系统，其特征是，所述的第一受控截 止阀(6)与第二受控截止阀(9)之间的管路容积与发泡剂储罐(8)容积的总和为0. 5-8cm3。
3.根据权利要求1所述的超临界流体发泡剂计量系统，其特征是，所述的第一受控截 止阀(6)与第二受控截止阀(9)之间的管路容积与发泡剂储罐(8)容积的总和为l-5cm3。
全文摘要
本发明涉及气体定量输送装置，特别涉及一种适合小体积微发泡注塑件的超临界流体发泡剂输送计量装置。本发明所述的装置，包括减压阀、第一压力传感器、比例阀、数据处理及控制系统、高压伺服阀、第一受控截止阀、第二压力传感器、发泡剂储罐、第二受控截止阀，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆，其中，高压伺服阀、第一受控截止阀、发泡剂储罐、第二受控截止阀、按顺序用压力管道串联连接，在第一受控截止阀与发泡剂储罐之间安置第二压力传感器，其中，减压阀、第一压力传感器与电磁比例阀按顺序组合连接，电磁比例阀的出口与高压伺服阀的先导气体接口连接，减压阀的进口与压缩气体源连接。本发明的优点是采用用定容计量的方式，通过固定发泡剂储罐容积、温度，控制向料筒内注入超临界流体的起始压力，保证每个塑化周期向料筒内注入发泡剂剂量是一稳定值，从而保证工艺的稳定性。
文档编号B29C47/10GK101830049SQ20101020199
公开日2010年9月15日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者唐庆华 申请人:北京中拓机械有限责任公司