一种纳米微孔绝热材料生产线的制作方法

本发明涉及纳米微孔绝热材料生产领域，具体涉及一种自动化生产纳米绝热材料的生产线。

背景技术：

随着能源消耗的增加，高效绝热材料的研究与推广已成为节能降耗的方向之一。纳米微孔绝热材料是一种新型的绝热耐火材料，因其内部含有大量纳米级气孔而得名。纳米微孔绝热材料常温下的导热系数低于静止空气中的导热系数，绝热性能优异，在石化、冶金、航空航天等领域具有非常广阔的应用前景。纳米微孔绝热材料在应用过程中往往被制成板状或者毡状进行使用，其制备工艺为：首先将原料粉体与添加剂混合均匀，然后将原料粉体初步限制在柔性面层的缝纫区间内，最后进行加压成型。

现有技术中的纳米微孔绝热材料的制备存在以下问题：

1、国内外纳米微孔绝热材料（绝热板或者绝热毡等成品）的生产多处于较为粗犷的原始作坊式生产，从粉体原料的投入到封袋以及模压多为人工操作，往往某一特定型号产品的生产线需要5-7人和一名车间技术人员才能协作完成，存在人工费用高、效率低的问题。

2、人工产线不能实现不同型号的制品和不同批次材料生产的自动配料和送料控制，即使操作人员通过电子称重和负压送料设备进行了电动控制，但仍不能实现多批次和多型号的自动配料连续生产，且存在人为失误和懈怠的可能性，无法保证配料比例和成品性能的一致性。

3、在进料、混合、装袋、切割等步骤中多为非封闭式机械作业，导致生产车间粉尘飘散、环境污染严重。

4、生产过程中的混合粉料往往丢弃处理，不仅污染环境，而且造成了浪费。

有个别针对纳米微孔绝热材料的生产过程进行改进的生产方法，如申请号为200910102502.4名为《纳米孔绝热材料生产方法》的中国专利。该专利尽管提出了一种纳米孔绝热材料的生产方法，然而并未实际有效完全解决上述存在的问题。

技术实现要素：

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种自动化生产纳米绝热材料的生产线，本实用新型中的生产线根据生产工艺对各设备/系统的操作进行集成编程控制，是纳米微孔绝热材料自动化无尘生产的新型成套系统设备，可实现从粉体原料至材料成形过程中关键生产工艺的自动化控制和连续作业，大大减少手工作业，大幅提升生产效率和材料品质的一致性，并能极大地改善车间生产环境，杜绝粉尘污染问题。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种纳米微孔绝热材料生产线，其特征在于：包括生产控制集成系统，用于控制配比送料过程以及生产过程中的工艺参数，所述生产控制集成系统包括关键工艺控制系统、生产数据管理系统、配比送料控制系统、人机界面操作系统、余料回收系统、设备信息与监测系统。

应用上述生产控制集成系统的生产线包括原料仓、解聚匀散机、匀混搅拌机、主匀散匀混机、混料待出仓、封闭式装袋机和模压成型机；

其中，原料仓用于盛装生产用原料；解聚匀散机通过真空送料设备与原料仓相连，在解聚匀散机中完成原料的初步解聚匀散工序；匀混搅拌机通过真空送料设备与原料仓相连，在匀混搅拌机中完成原料的初步匀混搅拌工序；解聚匀散机与匀混搅拌机通过真空送料设备与主匀散匀混机相连，在主匀散匀混机中完成所有原料的匀混工序；混合好后的原料通过真空送料设备进入混料待出仓，混料待出仓出料口与封闭式装袋机相连，把混合好的原料制成袋装半成品；模压成型机将袋装半成品压制成预设规格的成品。

生产控制集成系统中，所述关键工艺控制系统控制解聚匀散机、匀混搅拌机、主匀散匀混机和模压成型机的运行及工艺参数设置。

所述配比送料控制系统用于对原料仓和各设备出料口的物料重量与真空送料过程的自动控制。还设有被余料回收系统所控制的负压回收设备及余料回收方向控制器，用于回收制备过程中的粉尘原料。

进一步地，所述生产线中的进料、出料为继电控制。

进一步地，所述原料仓包括主原料仓、添加剂原料仓、纤维原料仓。

进一步地，所述原料仓、解聚匀散机、匀混搅拌机、主匀散匀混机为1个或者多个。

进一步将生产线自动化，原料仓前端还设有封闭式自动拆包机。

所述生产线上还设有封闭式切割装置，用于对模压成型的产品根据需求进行切割。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中的生产线根据生产工艺对各设备/系统的操作进行集成编程控制，与传统的纯人工生产一条产线需5-7人相比，本发明中的生产线在实际操作过程中3个人即可完成全部的生产工作。

2、本实用新型中的生产线可实现从粉体原料至材料成形过程中关键生产工艺的自动化控制和连续作业，大大减少手工作业，大幅提升生产效率和材料品质的一致性。

3、本实用新型中的生产线在进料、出料、装袋、切割等过程中都采用了封闭式的装置，极大地改善了车间生产环境，杜绝了粉尘污染问题，同时还设有负压回收设备，能够进一步回收利用设备中的粉体原料。

附图说明

图1 为本实用新型中生产控制集成系统示意图；

图2为本实用新型中生产线设备连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

本实施例中提供的生产控制集成系统与生产线设备示意图如附图1、附图2所示。

本实施例中提供的纳米微孔绝热材料生产线中利用生产控制集成系统对生产线中的设备进行自动化控制，实现了从粉体原料至材料成型过程中关键生产工艺的自动化控制和连续作业，大大减少了手工作业，提升了生产效率和材料品质的一致性。

如附图1所示，生产控制集成系统包括关键工艺控制系统、生产数据管理系统、配比送料控制系统、人机界面操作系统、余料回收系统、设备信息与监测系统。关键工艺控制系统、生产数据管理系统、配比送料控制系统、人机界面操作系统、余料回收系统、设备信息与监测系统集成为生产控制集成系统，在主机的人机界面上，工程师通过设定生产数据并启动系统程序，生产线各设备即自动运行。在使用该生产线的过程中，工程师通过人机界面操作系统根据每日的生产计划排班，将生产的工艺数据，包括产品型号、配比、容重、规格、生产数量等输入生产控制集成系统的主机中，生产数据管理系统将自动生成生产批次数量和每批次原料的配比用量，待确认个原料仓的存储安全余量以后，启动生产集成控制系统。

如附图2所示，本实施例中纳米微孔绝热材料的生产设备包括主原料仓101、添加剂原料仓A102、添加剂原料仓B103、添加剂原料仓C104、纤维原料仓105，主原料仓和添加剂仓需保持安全的最低原料存储量。

根据本实施例提供的产品的生产需求，主原料仓101、添加剂原料仓A102通过真空送料设备与解聚匀散机2相连，在解聚匀散机2中完成主原料的初步解聚匀散工序。附图2中黑色弯管用于表示送料设备，在附图中部分送料设备标号为5，其他送料设备标示省略。添加剂原料仓B103、添加剂原料仓C104、纤维原料仓105通过真空送料设备与匀混搅拌机3相连，添加剂和纤维原料在匀混搅拌机3中完成初步的匀混搅拌工序。解聚匀散机2与匀混搅拌机3通过真空送料设备与主匀散匀混机4相连，在主匀散匀混机4中完成所有原料的匀混工序，至此，纳米微孔绝热材料的原材料预处理工序完成。

实施例中生产线中的进料、出料可设为继电控制，也可利用其它现有技术中可实现自动控制的控制方式。

上述工序中使用的解聚匀散机市售产品也可称为解聚打散机、粉体解聚打散机等商品名，匀混搅拌机市售产品也可称为匀混机、均匀搅拌机等商品名，匀散匀混机市售产品也可称为匀混机、匀混仪等商品名。解聚匀散机主要用于打散粉体，匀混搅拌机和匀散匀混机主要用于将不同的原料均匀分散，匀散匀混仪的匀混效果要比初步工序中的匀混搅拌机更佳，本发明中，不同的命名仅对上述设备做出区分，只要能够实现上述工序中所要求的工艺效果，设备的名称、生产厂家不影响本发明的创新点。

进一步地，还可根据生产线的排布进行进一步地改进，可将原料仓的排布进行位置和数量上的调整，各原料仓、解聚匀散机、匀混搅拌机、主匀散匀混机设为1个或者多个，通过不同的送料管线设计进行组合，便于同时进行不同型号或者不同配方的产品的生产，进一步提升生产效率。

原材料预处理工序完成后，混合好后的原料通过真空送料设备进入混料待出仓11，混料待出仓出料口与封闭式装袋机10相连，把原料制成袋装半成品。然后人工将半成品送至模压成型机8，模压成型机8将袋装半成品压制成预设规格的成品。还设有封闭式切割机9，便于对成品进行后续二次加工。

本实施例中，每一个原料仓前端都分设有封闭式自动拆包机1，该封闭式拆包机由人工预启动，自动将送达的原料包进行封闭式拆包，清除包装物，再将各拆包后的原料直接导入各原料仓。

生产控制集成系统中的配比送料控制系统用于控制真空送料设备，在原料出仓过程中，各原料仓和各出料口都设有称重装置，这些称重装置设备都由配比送料控制系统进行控制。关键工艺控制系统控制解聚匀散机、匀混搅拌机、主匀散匀混机和模压成型机的运行及工艺参数设置。

在生产线上还设有负压回收设备7和余料回收方向控制器6。在装袋制备半成品和机械切割加工过程中产生的原料粉尘可通过负压回收设备7被吸走，并根据设定程序自动运行余料回收方向控制器6设定回收的原料粉尘被重新投入主匀散匀混机4内。当主匀散匀混机为多台时，多通道结构设置的余料回收方向控制器6将根据回收原料粉尘配方的不同自动设定不同的回收通道至相应的主匀散匀混机。生产控制集成系统中的余料回收系统则用于控制负压回收设备及余料回收方向控制器，对原料粉尘的回收过程进行运行控制。

所有的原料仓、混料待出仓、切割设备、装袋设备等设备的运行数据和设备信息由设备信息和监控系统进行实时监控和存储。

本实用新型中的生产控制集成系统中的各控制系统对各设备的控制通过信号控制和程序设定来实现，具体运行过程中通过程序来对各生产设备发出操作指令来达到自动运行设备并自动采集设备运行反馈信息的目的。该自动控制过程可通过现有技术中的信号控制和程序设定的方法来实现，在此不加赘述。

应用本实施例中的生产线，或者以本实施例中提供的生产线为基础进行等同替换的生产线进行纳米微孔绝热材料的生产过程，不仅在实际操作过程中3个人即可完成全部的生产工作，而且效率高，以同样型号同批次1000张绝热板的生产为例，当前作坊式生产线，一条产线需要5-7名工人协作、15-20天完成，而是用本实施例中提供的生产线，只需1名工程师进行系统操作和监控、3名工人进行辅助性作业，4-5天内即可完成全部的生产。本发明中的生产线可以用于制备纳米微孔绝热板、绝热毡等各种型号和规格尺寸的产品。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。