超临界流体发泡装置的制作方法

本发明涉及高分子材料加工领域，主要涉及发泡材料的超临界流体加工，特别涉及到一种磁力搅拌底开盖立式鞋中底超临界流体发泡装置。

背景技术：

超临界流体发泡是一种物理发泡成型技术，同时也是一种微孔发泡成型技术，它是在注塑、挤出以及吹塑成型工艺中，先将超临界状态的二氧化碳或氮气等惰性气体注入到特殊的塑化装置中，使气体与熔融原料充分均匀混合、扩散后，形成单相混合溶胶，然后将该溶胶导入模具型腔或挤出口模，使溶胶产生大的压力降，从而使气体析出形成大量的气泡核。在随后的冷却成型过程中，溶胶内部的气泡核不断长大成型，最终获得微孔发泡的塑料制品。

超临界流体发泡的特点是被处理的物料要在特定的温度和压力状态下保持一定时间，才会对物料有比较好的处理效果；同时，由于超临界流体发泡需要在较高的温度和压力条件下进行，因此超临界流体加工用的釜体和釜盖的密封性对于设备的安全性和使用效果极其重要。

公开号为cn205731168u的中国专利文件公开了一种快开式聚合物超临界反应釜，其中，该装置的釜体为竖式放置，釜体在下，釜盖在上；釜盖通过两个半圆形卡箍与釜体锁紧；通过转动手轮带动连接于丝杆上的升降臂上下运动，实现对釜盖的升降操作；通过水平架和升降臂绕立柱转动实现釜盖的转入或转出扣合位置操作。

公开号为cn109894063a的中国专利文件公开了一种全自动开合立式超临界流体发泡设备，其中，设备依然为竖式放置，釜体在下，釜盖在上；该设备实现了卡箍和釜盖的全自动锁合和移动，减轻了操作人员的劳动强度、提高操作安全性。

上述专利文件中的超临界流体发泡装置都采用了釜体在下，釜盖在上的布置形式，由此导致当装置容量变大的时候，釜内物料的取出和釜体底部的清理相当麻烦，降低了超临界处理的效率；同时，物料置入釜内之后在超临界处理过程中基本处于固定位置，而超临界流体处理过程中其加热温度都来自于釜体外部的热源，由此导致在釜内不同位置，物料所受到的温度存在一定差异性，从而影响釜内不同位置物料超临界流体处理的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超临界流体发泡装置，以解决现有超临界流体发泡装置存在的物料取放效率低、釜体清理难度大以及釜内超临界流体处理过程中温度一致性差的问题。

为实现上述目的，本发明的超临界流体发泡装置的具体技术方案为：

一种超临界流体发泡装置，其中，包括釜体和釜盖，釜体内部为反应腔室，反应腔室中设置有搅拌组件，釜体的底部设置有釜体开口，釜体开口与反应腔室相连通，釜盖与移动组件相连，移动组件可带动釜盖移动，以实现釜盖与釜体开口的闭合和分离。

进一步，釜体的侧壁上设置有多个固定支座，固定支座与外部连接件相连，以将釜体悬空固定，釜体的底部与工作地面之间形成釜盖移动空间。

进一步，移动组件包括水平位移元件和竖直位移元件，水平位移元件固定设置在工作地面上，竖直位移元件滑动设置在水平位移元件上，可沿水平位移元件往复移动，釜盖与竖直位移元件相连，竖直位移单元可带动釜盖上升和下降。

进一步，釜体上设置有釜盖密封组件，釜盖密封组件包括卡箍启闭元件和卡箍，卡箍启闭元件可控制卡箍的打开和关闭，卡箍设置在釜体上靠近釜体开口的位置处，釜盖与釜体开口闭合时，卡箍可将釜盖与釜体开口锁紧。

进一步，釜体包括套设在一起的外筒体和内筒体，外筒体和内筒体之间形成有加热介质循环腔室，外筒体的侧壁上设置有加热介质入口和加热介质出口，加热介质入口和加热介质出口分别与加热介质循环腔室相连通。

进一步，釜体的顶部设置有安装孔，搅拌组件穿过釜体顶部的安装孔设置，搅拌组件包括顺次连接的动力元件、第一磁体元件、第二磁体元件和螺旋搅拌器，动力元件和第一磁体元件位于釜体的外部，第二磁体元件和螺旋搅拌器位于釜体的内部，第一磁体元件和第二磁体元件之间为磁力传动。

进一步，釜体的顶部设置有分别与反应腔室相连通的进料口、液体入口、真空口和视镜，进料口用于向反应腔室中输入反应物料，液体入口用于向反应腔室中输入液体，真空口用于反应腔室中气体的输入或排出，视镜用于观察反应腔室中的反应情况。

进一步，釜盖上设置有液体出口，反应腔室中的液体可从釜盖上的液体出口处排出。

进一步，釜体内部靠近釜体开口处设置有筛网，筛网可防止反应腔室中的液体排出时反应物料的掉落。

进一步，釜体包括套设在一起的外筒体和内筒体，外筒体和内筒体之间形成有加热介质循环腔室；釜体的顶部设置有动力元件和第一磁体元件，釜体的内部设置有第二磁体元件和螺旋搅拌器，第一磁体元件和第二磁体元件之间为磁力传动；釜体的顶部设置有分别与反应腔室相连通的进料口、液体入口、真空口和视镜；釜盖上设置有液体出口，釜体内部靠近釜体开口处设置有筛网；釜体的底部设置有卡箍，釜盖与釜体开口闭合时，卡箍可将釜盖与釜体开口锁紧。

本发明的超临界流体发泡装置具有以下优点：

1)相对于现有下釜体、上釜盖的立式装置，本发明的超临界流体发泡装置当釜体打开时，物料可以在重力作用下快速从釜体内部落出，卸料方便，效率高；

2)本发明的超临界流体发泡装置采用了螺旋搅拌系统，物料和液体水在处理过程中会进行上下翻动，使得超临界处理过程中的温度一致性更有保证，提高了超临界流体处理的质量；

3)本发明的超临界流体发泡装置采用了磁力驱动搅拌系统，驱动源位于釜体的外部，内部搅拌装置和外部驱动采用非接触式磁力传动，保证了装置的密封性。

附图说明

图1为本发明的超临界流体发泡装置的剖视图；

图2为本发明的超临界流体发泡装置的俯视图；

图3为本发明的超临界流体发泡装置中的釜体的a-a剖视图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的超临界流体发泡装置做进一步详细的描述。

如图1至图3所示，本发明的超临界流体发泡装置可用于鞋中底材料的制作，包括釜体2和釜盖53，其中，釜体2内部为反应腔室，反应腔室用于实现反应物料的超临界流体处理，反应腔室中设置有搅拌组件1，搅拌组件1可提高超临界流体处理的质量；釜体2的底部设置有釜体开口，釜体开口与反应腔室相连通，用于反应物料的排出，釜盖53与移动组件5相连，移动组件5可带动釜盖53移动，以实现釜盖53与釜体开口的闭合和分离。

具体来说，本实施例中，釜体2整体为立式圆筒结构，包括套设在一起的外筒体31和内筒体30，外筒体31和内筒体30之间形成有加热介质循环腔室37，其中，外筒体31的侧壁上设置有加热介质入口22和加热介质出口23，加热介质入口22和加热介质出口23分别与加热介质循环腔室37相连通，加热介质从加热介质入口22进入加热介质循环腔室37，然后从加热介质出口23输出，以实现对反应腔室内物料的加热。优选的是，加热介质入口22设置在外筒体31侧壁的底部，加热介质出口23设置在外筒体31侧壁的顶部，且分别位于外筒体31的不同方向的侧壁上，以提高循环加热效果。

进一步，釜体2的外筒体31的侧壁上均布排列有多个固定支座28，固定支座28可与外部连接件(图中未示)相连，以将釜体2悬空固定，使得釜体2的底部与工作地面之间形成釜盖移动空间。其中，如图2所示，本实施例中，外筒体31的侧壁上部设置有四个固定支座28，呈45°对角线均布排列。当然，可以理解的是，本发明中的釜体2也可以采用其他方式固定，只要是能够方便底部釜盖的启闭即可，并不局限于图中所示的固定支座形式。

进一步，釜盖53设置在釜体2的下部，釜盖53与移动组件5相连，其中，移动组件5包括水平位移元件54和竖直位移元件52，水平位移元件54固定设置在釜体2下方的工作地面上，竖直位移元件52滑动设置在水平位移元件54上，可沿水平位移元件54往复移动，釜盖53与竖直位移元件52相连，竖直位移单元可带动釜盖53上升和下降，以实现与釜体开口的闭合和分离。优选的是，如图1所示，本实施例中，水平位移元件54可采用轨道的形式，竖直位移元件52可采用液压升降器的形式。

进一步，釜体2上设置有釜盖密封组件4，釜盖密封组件4包括卡箍启闭元件42和卡箍41，其中，卡箍启闭元件42可控制卡箍41的打开和关闭，卡箍41设置在釜体2上靠近釜体开口的位置处，釜盖53与釜体开口闭合时，卡箍可将釜盖53与釜体开口锁紧。当然，可以理解的是，本发明中的釜盖密封组件可以采用本领域中常见的釜盖与釜体的密封结构形式，并不局限于图中所示。

本实施例中，外筒体31的侧壁底部设置有密封组件安装耳34，用于固定和安装卡箍启闭元件42，卡箍启闭元件42与卡箍41相连。其中，釜体2底部的釜体开口处设置有第一封闭凸缘32，釜盖53上对应设置有第二封闭凸缘，釜盖53与釜体开口闭合时，釜盖53上的第二封闭凸缘与釜体开口处的第一封闭凸缘32对齐配合，卡箍启闭元件42驱动卡箍41将第一封闭凸缘32和第二封闭凸缘锁紧，以实现釜体2上的釜体开口的密封。

进一步，釜体2的顶部中心处设置有安装孔36，搅拌组件1穿过釜体2顶部的安装孔36设置。搅拌组件1包括顺次连接的动力元件11、第一磁体元件12、第二磁体元件13和螺旋搅拌器14，其中，动力元件11和第一磁体元件12位于釜体2的外部，第二磁体元件13和螺旋搅拌器14位于釜体2的内部，第一磁体元件12和第二磁体元件13之间为磁力传动。当然，可以理解的是，本发明中的搅拌组件可以采用本领域中常见的搅拌结构的形式，并不局限于图中所示的磁力搅拌结构形式。

本实施例中，釜体2顶部的安装孔36处设置有安装凸缘29，动力元件11和第一磁体元件12设置在安装凸缘29上，同时也实现了安装孔36的密封，其中，动力元件11为电机及减速器，第一磁体元件12和第二磁体元件13之间不直接接触，依靠第一磁体元件12的磁场驱动第二磁体元件13转动，第二磁体元件13通过法兰与螺旋搅拌器14固定，螺旋搅拌器14可实现对釜体2的反应腔室内部物料的动态搅拌。

进一步，釜体2的顶部设置有分别与反应腔室相连通的进料口21、液体入口25、真空口26和视镜(带灯视镜24和普通视镜27)，其中，进料口21用于向反应腔室中输入颗粒、片状和块状等形式的反应物料，液体入口25用于向反应腔室中输入液体，真空口26用于反应腔室中气体的输入或排出，视镜(带灯视镜24和普通视镜27)用于观察反应腔室中的反应情况。

进一步，釜盖53上设置有液体出口51，反应腔室中的液体可从釜盖53上的液体出口51处排出。优选的是，釜体2内部靠近釜体开口处设置有固定环33，固定环33上设置有筛网35，筛网35可防止反应腔室中的液体排出时反应物料的掉落。

本发明的超临界流体发泡装置的使用方式为：

1)装置闭合

安装于液压升降器52和轨道54上的釜盖53通过水平和竖直运动，与釜体2底部的釜体开口对齐配合；

启动卡箍启闭元件42，使卡箍41将对齐闭合的釜盖53上的第二封闭凸缘与釜体开口处的第一封闭凸缘32锁紧，此时釜体2底部的釜体开口完全闭合。

2)加入物料

首先将釜盖53上的液体出口51关闭，然后将要加工的物料通过进料口21置入釜体2内部的反应腔室中，同时通过液体入口25向釜体2内部的反应腔室中输入液体水，锁合进料口21和液体入口25。

3)超临界处理

启动搅拌组件1，使位于釜体2的反应腔室中的螺旋搅拌器14开始工作；

首先通过真空口26将釜体2的反应腔室抽真空排除空气，然后继续通过真空口26向釜体2的反应腔室中注入高压惰性气体；与此同时，恒温加热介质通过加热介质入口22进入加热介质循环腔室37开始对釜体2升温，介质从加热介质出口23流出；

按照设定的温度和压力，使得物料在釜内保持一段时间进行超临界流体处理，达到所需要求后降低加热介质的温度，通过真空口26释放釜体2的反应腔室内的压力；

关闭搅拌组件1，使螺旋搅拌器14停止工作；

超临界流体处理过程中可通过带灯视镜24和普通视镜27观察釜内情况。

4)液体输出

当釜内卸压和降低到一定温度后，打开釜盖53上的液体出口51，将釜体2的反应腔室中的液体水排出，由于底部固定有筛网35，颗粒、片状和块状物料不会从液体出口51排出。

5)装置开启

当釜体2的反应腔室中的液体排出干净后，首先通过卡箍启闭元件42将卡箍41打开；然后通过液压升降器52将釜盖53降低到一定高度，再通过轨道54将固定于液压升降器52的釜盖53平移离开釜体2的底部，使得釜体2底部的釜体开口完全敞开。

6)物料收集

在釜体2底部放置物料收集容器(图中未示)，同时打开筛网35，超临界处理完成的物料即从釜内自由落下，超临界处理过程完成。

本发明的超临界流体发泡装置相对于现有下釜体、上釜盖的立式装置，当釜体打开时，物料可以在重力作用下快速从釜体内部落出，卸料方便，效率高；采用了螺旋搅拌系统，物料和液体水在处理过程中会进行上下翻动，使得超临界处理过程中的温度一致性更有保证，提高了超临界流体处理的质量；采用了磁力驱动搅拌系统，驱动源位于釜体的外部，内部搅拌装置和外部驱动采用非接触式磁力传动，保证了装置的密封性。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。