專利名稱：用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置的制作方法
用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備與制造領(lǐng)域，涉及超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡生產(chǎn)工藝中控制超臨界二氧化碳的發(fā)生、注入與計(jì)量所采用的一種裝置，也就是一種用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置。
背景技術(shù)：
泡沫塑料是氣體分散于固體聚合物中形成的聚焦體，是應(yīng)用較高的一類制品。其中PP (聚丙烯)以其較高的剛性、優(yōu)良的力學(xué)性能、良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性與良好的環(huán)境適應(yīng)和易于回收等優(yōu)點(diǎn)而成為泡沫塑料的首選材料，被廣泛地應(yīng)用到汽車、電子、辦公文具等高標(biāo)準(zhǔn)、高性能要求的領(lǐng)域中用于隔熱與緩沖包裝材料等。
在超臨界二氧化碳/聚合物擠出發(fā)泡生產(chǎn)過程中，首先必須解決二氧化碳的注入與計(jì)量。由于二氧化碳的超臨界溫度與壓力均比較高，溫度為31.9°C，壓力為7.29Mpa，因此，增加了二氧化碳的注入與計(jì)量的難度。通常情況下，二氧化碳的注入均采用柱塞泵，柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)在于可以達(dá)到比較高的注入壓力，可是，有一個(gè)顯著的缺陷在于，柱塞泵的適用范圍必須是液體。二氧化碳的液態(tài)范圍要求比較苛刻，在室溫(20°C)下，二氧化碳的液化壓力為5.73MPa。由于壓力高，所以，二氧化碳儲(chǔ)罐就得制作成耐高壓釜。由于高壓容器的制造成本很高，既不經(jīng)濟(jì)，又不安全。因?yàn)槭褂眠^程中二氧化碳的壓力較高，所以，也大大的浪費(fèi)了能源消耗。而且，壓力容器，特別是高壓容器必須通過國(guó)家壓力容器監(jiān)管部門的安全審查與監(jiān)管才能使用，所以，對(duì)于企業(yè)來說，大大提高了安全技術(shù)等級(jí)及維護(hù)費(fèi)用。
柱塞泵的注入計(jì)量精度直接與所供二氧化碳的質(zhì)量有關(guān)，特別是含氣體的量有直接關(guān)系。二氧化碳注入計(jì)量裝置目前主要以國(guó)外(特別是美國(guó)、德國(guó)及意大利)為主，而國(guó)內(nèi)的柱塞泵還無法用于擠出發(fā)泡的二氧化碳注入計(jì)量中。但是，國(guó)外進(jìn)口的二氧化碳注入計(jì)量系統(tǒng)價(jià)格相當(dāng)昂貴，在精度要求一般的場(chǎng)合使用就會(huì)受到大大的限制。在這種場(chǎng)合下，國(guó)產(chǎn)的高壓計(jì)量泵的精度可以達(dá)到要求，而價(jià)格低廉，可以大大節(jié)約成本。但是，用普通的注入計(jì)量工藝又無法簡(jiǎn)單的用于超臨界二氧化碳擠出發(fā)泡機(jī)的注入計(jì)量中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，使得用普通國(guó)產(chǎn)高壓計(jì)量泵就可以對(duì)二氧化碳實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的注入，而且注入狀態(tài)可確保為超臨界狀態(tài)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，二氧化碳儲(chǔ)罐通過導(dǎo)管依次與截止閥、氣體增壓泵、一級(jí)輔助氣瓶、一級(jí)壓力開關(guān)、高壓計(jì)量泵、三通閥、二級(jí)輔助氣瓶、二級(jí)壓力開關(guān)、針閥連通成注入管路，所述的三通閥通過導(dǎo)管同時(shí)與排空閥連通，排空閥的另一端直接與大氣相通，三聯(lián)體控制的電磁閥將壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣體增壓泵及一級(jí)壓力開關(guān)的動(dòng)作，二級(jí)壓力開關(guān)控制高壓計(jì)量泵控制系統(tǒng)及高壓計(jì)量泵的動(dòng)作，針閥的另一端對(duì)外輸出超臨界二氧化碳。上述的二級(jí)壓力開關(guān)控制交流接觸器的動(dòng)作進(jìn)而控制電機(jī)帶動(dòng)高壓計(jì)量泵的運(yùn)行以保持管路的壓力。上述的導(dǎo)管為不銹鋼導(dǎo)管。上述截止閥、三通閥及排空閥是手動(dòng)式閥門或機(jī)械式閥門或遠(yuǎn)程控制式先導(dǎo)閥。上述截止閥、氣體增壓泵、一級(jí)輔助氣瓶、一級(jí)壓力開關(guān)、高壓計(jì)量泵、三通閥、二級(jí)輔助氣瓶、二級(jí)壓力開關(guān)、針閥、排空閥、三聯(lián)體、電磁閥均安裝在機(jī)架上。本發(fā)明通過三聯(lián)體與電磁閥將壓縮空氣提供給氣體增壓泵作為動(dòng)力源，當(dāng)一級(jí)壓力開關(guān)檢測(cè)到一級(jí)輔助氣瓶中的壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，壓力繼電器會(huì)輸出電信號(hào)至電磁閥，將壓縮空氣切斷，此時(shí)，氣體增壓泵停止工作；當(dāng)一級(jí)壓力開關(guān)檢測(cè)到一級(jí)輔助氣瓶中的壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，壓力繼電器停止電信號(hào)，電磁閥打開，氣體增壓泵開始工作。高壓計(jì)量泵通過二級(jí)壓力開關(guān)信號(hào)對(duì)其電機(jī)進(jìn)行控制以保持管路的壓力。當(dāng)二級(jí)壓力開關(guān)檢測(cè)到二級(jí)輔助氣瓶中的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器輸出電信號(hào)給常閉型交流接觸器并使高壓計(jì)量泵停止工作；當(dāng)二級(jí)壓力開關(guān)檢測(cè)到二級(jí)輔助氣瓶中的壓力低于設(shè)定值時(shí)，壓力繼電器停止電信號(hào)，交流接觸器將電機(jī)導(dǎo)通，高壓計(jì)量泵開始工作。本發(fā)明通過氣體增壓泵和高壓計(jì)量泵進(jìn)行兩級(jí)增壓，將液體二氧化碳轉(zhuǎn)化成超臨界二氧化碳狀態(tài)注入到工藝設(shè)備中。通過調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵的柱塞行程可以對(duì)注入流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，由于高壓計(jì)量泵采用的是一種高壓柱塞泵，其壓力具有自適應(yīng)性，所以調(diào)節(jié)針閥開度的大小可以改變高壓計(jì)量泵出口處的壓力來對(duì)流量進(jìn)行微調(diào)與控制，以實(shí)現(xiàn)注入的穩(wěn)定性而且提高高壓計(jì)量泵的計(jì)量精度，同時(shí)解決了打開二氧化碳儲(chǔ)罐后二氧化碳的溫度會(huì)突然升高而被汽化，從而造成無法注入的問題。本發(fā)明適用于超臨界二氧化碳擠出發(fā)泡設(shè)備的注入計(jì)量裝置。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的原理圖。I一二氧化碳儲(chǔ)罐，2—截止閥，3—?dú)怏w增壓泵，4一一級(jí)輔助氣瓶，5——級(jí)壓力開關(guān),6—聞壓計(jì)量泵，7—二通閥,8—排空閥,9—二級(jí)輔助氣瓶，10—二級(jí)壓力開關(guān)，11—針閥，12—導(dǎo)管，13—二聯(lián)體，14一電磁閥，15—聞壓計(jì)量泵控制系統(tǒng)，16一機(jī)架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1一圖2:用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，二氧化碳儲(chǔ)罐I通過導(dǎo)管12依次與截止閥2、氣體增壓泵3、一級(jí)輔助氣瓶4、一級(jí)壓力開關(guān)5、高壓計(jì)量泵6、三通閥7、二級(jí)輔助氣瓶9、二級(jí)壓力開關(guān)10、針閥11連通成注入管路，所述的三通閥7通過導(dǎo)管12同時(shí)與排空閥8連通，排空閥8的另一端直接與大氣相通，三聯(lián)體13控制的電磁閥14將壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣體增壓泵3及一級(jí)壓力開關(guān)5的動(dòng)作，二級(jí)壓力開關(guān)10控制高壓計(jì)量泵控制系統(tǒng)15及高壓計(jì)量泵6的動(dòng)作，針閥11的另一端對(duì)外輸出超臨界二氧化碳。上述的二級(jí)壓力開關(guān)10控制交流接觸器的動(dòng)作進(jìn)而控制電機(jī)帶動(dòng)高壓計(jì)量泵6的運(yùn)行以保持管路的壓力。
上述的導(dǎo)管12為不銹鋼導(dǎo)管。
上述截止閥2、三通閥7及排空閥8是手動(dòng)式閥門或機(jī)械式閥門或遠(yuǎn)程控制式先導(dǎo)閥以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
上述的截止閥2、氣體增壓泵3、一級(jí)輔助氣瓶4、一級(jí)壓力開關(guān)5、高壓計(jì)量泵6、三通閥7、二級(jí)輔助氣瓶9、二級(jí)壓力開關(guān)10、針閥11、排空閥8、三聯(lián)體13、電磁閥14均安裝在機(jī)架16上。
本發(fā)明的使用:在開機(jī)前，先將針閥的另一端與工藝設(shè)備的超臨界二氧化碳注入口連通，再將一級(jí)壓力開關(guān)的壓力設(shè)定為5.73MPa以上、7MPa以下，然后將二級(jí)壓力開關(guān)的壓力設(shè)定為8MPa以上,具體壓力值以工藝設(shè)備的壓力而定,此處的壓力值設(shè)定值應(yīng)大于工藝設(shè)備注入口處壓力2MPa以上為宜。打開截止閥與氣體增壓泵，讓氣體增壓泵開始運(yùn)行，等到一級(jí)輔助氣瓶?jī)?nèi)的壓力達(dá)到一級(jí)壓力開關(guān)所設(shè)定的壓力，氣體增壓泵停止運(yùn)行。然后，打開三通閥后端的排空閥，等到排空閥排出的氣體為液態(tài)時(shí)關(guān)閉排空閥。因此，在二氧化碳注入管路的高壓計(jì)量泵出口處增加一只排空閥，實(shí)現(xiàn)在剛開機(jī)時(shí)排空管路內(nèi)的所有氣體。剛開機(jī)時(shí)，打開二氧化碳儲(chǔ)罐的液體閥門并打開排空閥排空管路內(nèi)的氣體。等排空球閥出口處的二氧化碳為液態(tài)時(shí)將排空閥關(guān)閉以保證高壓計(jì)量泵能正常運(yùn)行。接著打開高壓計(jì)量泵，等到高壓計(jì)量泵增壓后二級(jí)輔助氣瓶?jī)?nèi)的壓力達(dá)到二級(jí)壓力開關(guān)設(shè)定的壓力，即高壓計(jì)量泵停止運(yùn)行后即可向工藝設(shè)備注入超臨界二氧化碳。需要向工藝設(shè)備注入超臨界二氧化碳時(shí)，打開并調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵出口處的針閥完成注入。通過調(diào)節(jié)高壓計(jì)量泵的柱塞行程也可以對(duì)注入流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，由于高壓計(jì)量泵采用的是一種高壓柱塞泵，其壓力具有自適應(yīng)性，所以調(diào)節(jié)針閥開度的大小可以改變高壓計(jì)量泵出口處的壓力來對(duì)流量進(jìn)行微調(diào)與控制，以實(shí)現(xiàn)注入的穩(wěn)定性而且提高高壓計(jì)量泵的計(jì)量精度。
上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非依此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，故:凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，其特征在于:二氧化碳儲(chǔ)罐通過導(dǎo)管依次與截止閥、氣體增壓泵、一級(jí)輔助氣瓶、一級(jí)壓力開關(guān)、高壓計(jì)量泵、三通閥、二級(jí)輔助氣瓶、二級(jí)壓力開關(guān)、針閥連通成注入管路，所述的三通閥通過導(dǎo)管同時(shí)與排空閥連通，排空閥的另一端直接與大氣相通，三聯(lián)體控制的電磁閥將壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣體增壓泵及一級(jí)壓力開關(guān)的動(dòng)作，二級(jí)壓力開關(guān)控制高壓計(jì)量泵控制系統(tǒng)及高壓計(jì)量泵的動(dòng)作，針閥的另一端對(duì)外輸出超臨界二氧化碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，其特征在于:所述的二級(jí)壓力開關(guān)控制交流接觸器的動(dòng)作進(jìn)而控制電機(jī)帶動(dòng)高壓計(jì)量泵的運(yùn)行以保持管路的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)管為不銹鋼導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，其特征在于:所述截止閥、三通閥及排空閥是手動(dòng)式閥門或機(jī)械式閥門或遠(yuǎn)程控制式先導(dǎo)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，其特征在于:所述截止閥、氣體增壓泵、一級(jí)輔助氣瓶、一級(jí)壓力開關(guān)、高壓計(jì)量泵、三通閥、二級(jí)輔助氣瓶、二級(jí)壓 力開關(guān)、針閥、排空閥、三聯(lián)體、電磁閥均安裝在機(jī)架上。
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備與制造領(lǐng)域，涉及用于超臨界二氧化碳在擠出發(fā)泡中的注入計(jì)量裝置，二氧化碳儲(chǔ)罐通過導(dǎo)管依次與截止閥、氣體增壓泵、一級(jí)輔助氣瓶、一級(jí)壓力開關(guān)、高壓計(jì)量泵、三通閥、二級(jí)輔助氣瓶、二級(jí)壓力開關(guān)、針閥連通成注入管路，所述的三通閥通過導(dǎo)管同時(shí)與一端大氣相通的排空閥連通，三聯(lián)體控制的電磁閥將壓縮空氣作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)氣體增壓泵及一級(jí)壓力開關(guān)的動(dòng)作，二級(jí)壓力開關(guān)控制高壓計(jì)量泵控制系統(tǒng)及高壓計(jì)量泵的動(dòng)作，針閥的另一端對(duì)外輸出超臨界二氧化碳，優(yōu)點(diǎn)是使用普通國(guó)產(chǎn)高壓計(jì)量泵就可以對(duì)二氧化碳實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的超臨界注入，本發(fā)明適用于超臨界二氧化碳擠出發(fā)泡設(shè)備的注入計(jì)量裝置。
文檔編號(hào)B29C44/60GK103213237SQ20131012069
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者徐雄偉, 徐天藝 申請(qǐng)人:天臺(tái)縣富力產(chǎn)業(yè)用布廠