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)泡機是在標準型高壓發(fā)泡機基拙上研發(fā)的改進機型，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)泡機成為聚氨酯原料發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備。它的計量準確及混合均勻?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(guān)鍵。

　　1連續(xù)型高壓發(fā)泡機概述

 

　　1.1連續(xù)型高壓發(fā)泡機適應(yīng)性

 

　　連續(xù)型高壓發(fā)泡機是在標準型高壓發(fā)泡機的基礎(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)泡機組成及優(yōu)勢

 

　　目前，聚氨酯連續(xù)型高壓發(fā)泡機為適應(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。活動噴針能夠在噴嘴座內(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(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(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(zhuǎn)速1 450 rpm;系統(tǒng)通過變頻器進行閉環(huán)控制，隨時調(diào)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(shù)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(yù)壓力設(shè)定為0.1 ^-0.3 MPa，當預(yù)壓力低于設(shè)定值時，設(shè)備自動停機、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;當工作壓力超出此范圍，設(shè)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(shè)定為25 MPa，安全閥具有機械保護功能，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，相比傳統(tǒng)中央空調(diào)去除了冷卻塔，很好地保護了歷史建筑的室外景觀。

 

　　(3)在經(jīng)濟性方面，相比分體式空調(diào)，地源熱泵的節(jié)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(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套進氣壓力調(diào)節(jié)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(guān)連接管道。

 

　　3.9電氣控制系統(tǒng)

 

　　(1)高壓發(fā)泡機的工藝數(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)泡機進行自動控制，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。