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連續(xù)型聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)在板材線上的應(yīng)用

作者:山東九旭機(jī)械 發(fā)布時間:2020-07-01
  摘要:聚氨酯板材連續(xù)生產(chǎn)線作為聚氨酯夾心板的主要生產(chǎn)線在各工廠廣泛使用。與之配套的連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)是聚氨酯原料發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備。連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)是在標(biāo)準(zhǔn)型高壓發(fā)泡機(jī)基拙上研發(fā)的改進(jìn)機(jī)型,具有自動PID調(diào)節(jié)各種聚氨酯原料流量計比例、自動平衡發(fā)泡壓力、布料均勻等特性,適用于大批量連續(xù)生產(chǎn)。
 
  隨著我國建筑外墻保溫市場的升溫,復(fù)合聚氨酯板材連續(xù)式生產(chǎn)線已經(jīng)倍受青睞。與之配套的連續(xù)式高壓發(fā)泡機(jī)成為聚氨酯原料發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備。它的計量準(zhǔn)確及混合均勻?qū)⒅苯佑绊懙竭B續(xù)板材生產(chǎn)線生產(chǎn)產(chǎn)品成品率及生產(chǎn)效率。如何能夠讓高壓發(fā)泡機(jī)在長時間的澆筑過程中保持準(zhǔn)確的計量及混合壓力平衡是解決良品率的關(guān)鍵。
 
連續(xù)型聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)在板材線上的應(yīng)用

連續(xù)型聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)在板材線上的應(yīng)用

  1連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)概述
 
  1.1連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)適應(yīng)性
 
  連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)是在標(biāo)準(zhǔn)型高壓發(fā)泡機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)而成,主要是針對連續(xù)生產(chǎn)做了相應(yīng)開發(fā)。發(fā)泡機(jī)計量系統(tǒng)采用閉環(huán)PID自動跟蹤調(diào)節(jié),確保在連續(xù)生產(chǎn)過程中聚氨酯原料計量準(zhǔn)確;大換熱面積的不銹鋼板式熱交換器從原料回口改為原料出口,保證在長時間生產(chǎn)過程中聚氨酯原料的料溫恒定;采用壓縮空氣及彈簧平衡式噴嘴,能夠自動平衡長時間澆筑時原料壓力的波動;混合頭輸出嘴更改為多孔灑料桿,配合往復(fù)式布料小車能夠?qū)⒒旌虾蟮木郯滨ピ暇鶆虿荚谏a(chǎn)線上。
 
  2聚氨酯連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)組成及優(yōu)勢
 
  目前,聚氨酯連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)為適應(yīng)長時間連續(xù)型澆筑工作,連續(xù)型聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)必須具備以下關(guān)鍵技術(shù)。
 
  2.1澆筑流量自動閉環(huán)調(diào)整
 
  聚氨酯板材根據(jù)使用方式、保溫性能等不同有著各種不同的厚度規(guī)格,在切換不同規(guī)格的板材生產(chǎn)時必需調(diào)整連續(xù)發(fā)泡機(jī)澆筑流量。采用流量變頻自動閉環(huán)調(diào)整技術(shù),在計量泵出口安裝有精密流量計檢測計量泵實時輸出流量,進(jìn)行計算分析并比較理論所需流量,并反饋調(diào)整變頻器輸出頻率,以實現(xiàn)流量自動恒定及調(diào)整。這樣流量的調(diào)整變得十分簡單。還可以設(shè)計一套保溫板材厚度、生產(chǎn)速度、理論流量之間的線性公式,讓流量調(diào)整更為簡單。操作員只需要在操作屏上設(shè)定好保溫板材的厚度及生產(chǎn)線速度,控制系統(tǒng)將自動計算出所需要的聚氨酯原料澆筑量并自動校準(zhǔn)好設(shè)備,既簡化了操作又能有效避免操作員誤操作。
 
  2.2壓力自動平衡補(bǔ)償
 
  由于長時間澆筑,在澆筑過程中混合壓力必須保持恒定。壓力自動平衡裝置尤為重要。壓力自動平衡裝置安裝在混合頭噴嘴上,由噴嘴座、活動噴針、平衡彈簧、彈簧座、彈簧預(yù)緊器、氣壓調(diào)整活塞等組成?;顒訃娽樐軌蛟趪娮熳鶅?nèi)前后移動以改變噴嘴截面積,活動噴針后端安裝有彈簧座及平衡彈簧,通過調(diào)整彈簧預(yù)緊器及氣壓調(diào)整活塞實現(xiàn)調(diào)整彈簧預(yù)壓力。當(dāng)原料進(jìn)入噴嘴座時,壓力會推動活動噴針向后移動,壓縮彈簧,達(dá)到原料混合壓力與彈簧壓力平衡。原料端細(xì)微壓力變化可由彈簧壓力自動平衡。在生產(chǎn)過程中還可以通過調(diào)整氣壓活塞內(nèi)壓縮空氣壓力調(diào)節(jié)彈簧預(yù)壓力以縮小彈簧平衡壓力范圍,zui終達(dá)到保證混合壓力的同時自動平衡澆注過程中的壓力波動。
 
  2.3流量、壓力趨勢圖監(jiān)控
 
  整個生產(chǎn)澆筑過程中需要實時監(jiān)控澆筑流量與澆筑壓力,在OP操作屏上設(shè)置有流量壓力趨勢曲線圖,可直觀反映當(dāng)前流量與壓力的變換。趨勢圖還具有存儲一定時間的參數(shù)數(shù)據(jù)、放大局部參數(shù)數(shù)據(jù)等功能。在控制系統(tǒng)中設(shè)置有流量、壓力、比例報警參數(shù),當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)各個參數(shù)超出誤差范圍時自動報警,保證設(shè)備及操作員安全。
 
  2.4原料溫度控制
 
  長時間連續(xù)澆筑時聚氨酯原料溫度控制也是連續(xù)發(fā)泡機(jī)重要組成部分,采用料罐夾套溫控與計量泵入口熱交換器溫控兩個手段來實現(xiàn)聚氨酯原料快速降溫的目的。料罐溫控主要利用溫控水在料罐夾套內(nèi)循環(huán)控制原料溫度。在料罐上安裝有攪拌裝置,保證原料溫度均勻;計量泵入口熱交換器采用大換熱面積的不銹鋼板式熱交換器,兩重溫控來保證原料在長時間澆筑過程中料溫符合發(fā)泡工藝要求。
 
  3連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)主要組成部分及功能
 
  3.1料罐單元
 
  料罐單元共2套,1套用于POL,1套用于ISO有效容積均為300 L,允許工作壓力0.45 MPa,為雙層結(jié)構(gòu),其中:1套為功率0.55 kW、轉(zhuǎn)速47 rpm的攪拌器;1套為液位探頭及其控制器。
 
  (1)液位下限:自動加料泵開始加料;
 
  (2)液位下極限:機(jī)器報警、計量泵停止工作;
 
  (3)液位上限:自動加料停止;
 
  (4)液位上極限:機(jī)器報警,自動加料停止。
 
  1套料罐超高液位計,防止加料溢出;1套溫度探頭和傳感器;1個夾套水安全閥,設(shè)定壓力為0.3 MPa;1個料罐安全閥,設(shè)定壓力為0.45 MPa; 1套壓縮空氣減壓閥;
 
  料罐加料口安裝有1個單向閥及氣動球閥;料罐出口三通安裝有2個手動球閥(其中旁路截止閥用于排污);料罐外壁用隔熱材料保溫;保溫層外采用不銹鋼板包裹。
 
  3.2計量單元
 
  2套高精度的計量裝置,安裝在主機(jī)托架上,主要由以下部分組成:2臺變頻電機(jī),功率為7.5 kW,轉(zhuǎn)速1 450 rpm;系統(tǒng)通過變頻器進(jìn)行閉環(huán)控制,隨時調(diào)整電機(jī)頻率,改變POL或ISO的流量,從而達(dá)到混合比準(zhǔn)確無誤;2臺高壓計量泵A2VK12(德國力士樂);2套數(shù)顯式組分高低壓表,可以將壓力在OP面板中進(jìn)行顯示控制;組分計量泵的預(yù)壓力設(shè)定為0.1 ^-0.3 MPa,當(dāng)預(yù)壓力低于設(shè)定值時,設(shè)備自動停機(jī)、報警并顯示“預(yù)壓力低”的故障信息。
 
  聚醚多元醇及異氰酸酷組分工作壓力控制在6^-22 MPa;當(dāng)工作壓力超出此范圍,設(shè)備自動停機(jī)、報警并顯示“工作壓力太低”或“工作壓力太高”的故障信息。組分計量泵的極限安全壓力由安全閥設(shè)定為25 MPa,安全閥具有機(jī)械保護(hù)功能,確保計量泵及系統(tǒng)的使用安全。2套無溫升低溫磁性聯(lián)軸期確保原料無泄漏;2套不銹鋼板式熱交換器安裝在計量泵入口,利用溫控水路將原料快速降溫(升溫)。
 
  3.3高低壓循環(huán)切換單元
 
  高低壓循環(huán)切換單元,使組分能形成低能耗循環(huán)。由控制系統(tǒng)、2個DN20轉(zhuǎn)換閥分別控制兩個組分的高、低壓循環(huán)切換。
 
  3.4流量計
 
  用于檢測組分管道中2種組分的流量,配有1套自動控制系統(tǒng),不斷比較設(shè)定值與流量傳感器測得的實際值,并通過變頻器實現(xiàn)閉環(huán)控制泵的流量,調(diào)整任何流量偏離。如果組分流量偏差超過允許范圍,控制程序?qū)l(fā)出報警并停止下一次注射。由于是閉環(huán)控制,吐出量可以控制在士0.5%以內(nèi)。生產(chǎn)工藝參數(shù)自動調(diào)節(jié),具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。主要包括:2個流量計(德國KRACHI} , 2個變頻控制器(西門子)。
 
  在閉環(huán)控制系統(tǒng)上,操作觸屏可顯示以下資料:總流量、比例形式、POL流量、ISO流量、實際各組分灌注量、灌注參數(shù)超出設(shè)定值、物料分流閥工作情況、報警顯示功能、流量、壓力、UP比例、灌地源熱泵系統(tǒng)相比家用空調(diào)去除了室外機(jī),相比傳統(tǒng)中央空調(diào)去除了冷卻塔,很好地保護(hù)了歷史建筑的室外景觀。
 
  (3)在經(jīng)濟(jì)性方面,相比分體式空調(diào),地源熱泵的節(jié)能率高達(dá)為27.3%。雖然地源熱泵的初投資較高,但是年運營成本較低,使用壽命較長,25年內(nèi)可節(jié)約費用95.42萬元。(上接第65頁)注量等參數(shù)在線動態(tài)值顯示。
 
  3.5流線過濾器
 
  用于過濾組分,定期轉(zhuǎn)動過濾器手輪或手柄,并通過底部球閥排污。
 
  3.6混合頭
 
  混合頭安裝在布料小車上,連續(xù)型混合頭主要用于連續(xù)泡沫生產(chǎn),混合頭出料口設(shè)有清洗裝置,用于設(shè)備停止時清洗,防止管道堵塞。混合頭包括:可調(diào)噴嘴,數(shù)量按黑白料2種規(guī)格各2件、壓力平衡裝置、混合頭清洗裝置、布料桿,數(shù)量按3種規(guī)格各制作4件,以方便布料桿的清洗和烘烤。
 
  3.7混合頭壓力調(diào)整系統(tǒng)
 
  1套壓力調(diào)整系統(tǒng)用于混合頭注射壓力的調(diào)整,包括:2套進(jìn)氣壓力調(diào)節(jié)閥、2個進(jìn)氣控制閥。
 
  3.8混合頭高壓原料清洗裝置
 
  1套高壓原料清洗裝置用于混合頭清洗,包括:1個控制切換閥;相關(guān)連接管道。
 
  3.9電氣控制系統(tǒng)
 
  (1)高壓發(fā)泡機(jī)的工藝數(shù)據(jù)集成到生產(chǎn)線的觸摸屏,如定時注射時間、測試時間、壓力參數(shù)及各單元啟動等數(shù)據(jù)。
 
  (2)采用德國西門子57-300系列PLC可編程序控制器,對整臺發(fā)泡機(jī)進(jìn)行自動控制,使其計量單元、溫控系統(tǒng)、料罐攪拌、混合頭注射等部分按程序協(xié)調(diào)工作,保證動作可靠高效。
 
  (3)設(shè)備根據(jù)使用要求月(育定時注身拼口連續(xù)注身寸功能。
 
  (4)采用PID數(shù)顯溫控儀,對兩種料罐的料溫按工藝要求自由設(shè)定,以溫控系統(tǒng)中的冷水或熱水為介質(zhì),自動進(jìn)行料溫恒定控制,并顯示PV和SV值。
 
  (5)混合頭上安裝有注射程序按鈕盒,可以用來啟動注射程序,按鈕盒與混合頭分開安裝。
 
  由于復(fù)合聚氨酯外墻保溫板的發(fā)展擴(kuò)大,復(fù)合聚氨酯外墻保溫板連續(xù)生產(chǎn)線將成為該類產(chǎn)品的主要生產(chǎn)線,連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)也將成為生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備而應(yīng)用廣泛,改善我國當(dāng)前建筑能耗較高的現(xiàn)狀,在建筑節(jié)能中將發(fā)揮重要的作用。

  • 連續(xù)型聚氨酯高壓發(fā)泡機(jī)在板材線上的應(yīng)用