摘要:聚氨酯板材連續生產線作為聚氨酯夾心板的主要生產線在各工廠廣泛使用。與之配套的連續型高壓發泡機是聚氨酯原料發泡的關鍵設備。連續型高壓發泡機是在標準型高壓發泡機基拙上研發的改進機型，具有自動PID調節各種聚氨酯原料流量計比例、自動平衡發泡壓力、布料均勻等特性，適用于大批量連續生產。

 

　　隨著我國建筑外墻保溫市場的升溫，復合聚氨酯板材連續式生產線已經倍受青睞。與之配套的連續式高壓發泡機成為聚氨酯原料發泡的關鍵設備。它的計量準確及混合均勻將直接影響到連續板材生產線生產產品成品率及生產效率。如何能夠讓高壓發泡機在長時間的澆筑過程中保持準確的計量及混合壓力平衡是解決良品率的關鍵。

　　1連續型高壓發泡機概述

 

　　1.1連續型高壓發泡機適應性

 

　　連續型高壓發泡機是在標準型高壓發泡機的基礎上開發而成，主要是針對連續生產做了相應開發。發泡機計量系統采用閉環PID自動跟蹤調節，確保在連續生產過程中聚氨酯原料計量準確;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，配合往復式布料小車能夠將混合后的聚氨酯原料均勻布在生產線上。

 

　　2聚氨酯連續型高壓發泡機組成及優勢

 

　　目前，聚氨酯連續型高壓發泡機為適應長時間連續型澆筑工作，連續型聚氨酯高壓發泡機必須具備以下關鍵技術。

 

　　2.1澆筑流量自動閉環調整

 

　　聚氨酯板材根據使用方式、保溫性能等不同有著各種不同的厚度規格，在切換不同規格的板材生產時必需調整連續發泡機澆筑流量。采用流量變頻自動閉環調整技術，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，進行計算分析并比較理論所需流量，并反饋調整變頻器輸出頻率，以實現流量自動恒定及調整。這樣流量的調整變得十分簡單。還可以設計一套保溫板材厚度、生產速度、理論流量之間的線性公式，讓流量調整更為簡單。操作員只需要在操作屏上設定好保溫板材的厚度及生產線速度，控制系統將自動計算出所需要的聚氨酯原料澆筑量并自動校準好設備，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、彈簧預緊器、氣壓調整活塞等組成?；顒訃娽樐軌蛟趪娮熳鶅惹昂笠苿右愿淖儑娮旖孛娣e，活動噴針后端安裝有彈簧座及平衡彈簧，通過調整彈簧預緊器及氣壓調整活塞實現調整彈簧預壓力。當原料進入噴嘴座時，壓力會推動活動噴針向后移動，壓縮彈簧，達到原料混合壓力與彈簧壓力平衡。原料端細微壓力變化可由彈簧壓力自動平衡。在生產過程中還可以通過調整氣壓活塞內壓縮空氣壓力調節彈簧預壓力以縮小彈簧平衡壓力范圍，zui終達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、壓力趨勢圖監控

 

　　整個生產澆筑過程中需要實時監控澆筑流量與澆筑壓力，在OP操作屏上設置有流量壓力趨勢曲線圖，可直觀反映當前流量與壓力的變換。趨勢圖還具有存儲一定時間的參數數據、放大局部參數數據等功能。在控制系統中設置有流量、壓力、比例報警參數，當設備出現各個參數超出誤差范圍時自動報警，保證設備及操作員安全。

 

　　2.4原料溫度控制

 

　　長時間連續澆筑時聚氨酯原料溫度控制也是連續發泡機重要組成部分，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循環控制原料溫度。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泡工藝要求。

 

　　3連續型高壓發泡機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，為雙層結構，其中:1套為功率0.55 kW、轉速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，設定壓力為0.3 MPa;1個料罐安全閥，設定壓力為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，安裝在主機托架上，主要由以下部分組成:2臺變頻電機，功率為7.5 kW，轉速1 450 rpm;系統通過變頻器進行閉環控制，隨時調整電機頻率，改變POL或ISO的流量，從而達到混合比準確無誤;2臺高壓計量泵A2VK12(德國力士樂);2套數顯式組分高低壓表，可以將壓力在OP面板中進行顯示控制;組分計量泵的預壓力設定為0.1 ^-0.3 MPa，當預壓力低于設定值時，設備自動停機、報警并顯示“預壓力低”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;當工作壓力超出此范圍，設備自動停機、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定為25 MPa，安全閥具有機械保護功能，確保計量泵及系統的使用安全。2套無溫升低溫磁性聯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高低壓循環切換單元

 

　　高低壓循環切換單元，使組分能形成低能耗循環。由控制系統、2個DN20轉換閥分別控制兩個組分的高、低壓循環切換。

 

　　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，不斷比較設定值與流量傳感器測得的實際值，并通過變頻器實現閉環控制泵的流量，調整任何流量偏離。如果組分流量偏差超過允許范圍，控制程序將發出報警并停止下一次注射。由于是閉環控制，吐出量可以控制在士0.5%以內。生產工藝參數自動調節，具有很強的適應性。主要包括:2個流量計(德國KRACHI} , 2個變頻控制器(西門子)。

 

　　在閉環控制系統上，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、灌注參數超出設定值、物料分流閥工作情況、報警顯示功能、流量、壓力、UP比例、灌地源熱泵系統相比家用空調去除了室外機，相比傳統中央空調去除了冷卻塔，很好地保護了歷史建筑的室外景觀。

 

　　(3)在經濟性方面，相比分體式空調，地源熱泵的節能率高達為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年內可節約費用95.42萬元。(上接第65頁)注量等參數在線動態值顯示。

 

　　3.5流線過濾器

 

　　用于過濾組分，定期轉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，連續型混合頭主要用于連續泡沫生產，混合頭出料口設有清洗裝置，用于設備停止時清洗，防止管道堵塞。混合頭包括:可調噴嘴，數量按黑白料2種規格各2件、壓力平衡裝置、混合頭清洗裝置、布料桿，數量按3種規格各制作4件，以方便布料桿的清洗和烘烤。

 

　　3.7混合頭壓力調整系統

 

　　1套壓力調整系統用于混合頭注射壓力的調整，包括:2套進氣壓力調節閥、2個進氣控制閥。

 

　　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;相關連接管道。

 

　　3.9電氣控制系統

 

　　(1)高壓發泡機的工藝數據集成到生產線的觸摸屏，如定時注射時間、測試時間、壓力參數及各單元啟動等數據。

 

　　(2)采用德國西門子57-300系列PLC可編程序控制器，對整臺發泡機進行自動控制，使其計量單元、溫控系統、料罐攪拌、混合頭注射等部分按程序協調工作，保證動作可靠高效。

 

　　(3)設備根據使用要求月(育定時注身拼口連續注身寸功能。

 

　　(4)采用PID數顯溫控儀，對兩種料罐的料溫按工藝要求自由設定，以溫控系統中的冷水或熱水為介質，自動進行料溫恒定控制，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。

 

　　由于復合聚氨酯外墻保溫板的發展擴大，復合聚氨酯外墻保溫板連續生產線將成為該類產品的主要生產線，連續型高壓發泡機也將成為生產線關鍵設備而應用廣泛，改善我國當前建筑能耗較高的現狀，在建筑節能中將發揮重要的作用。