超臨界流體發泡劑計量系統的製作方法

2023-06-15 04:00:01 1

專利名稱：超臨界流體發泡劑計量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及氣體定量輸送系統，特別涉及一種適合小體積微發泡注塑件的超臨界 流體發泡劑輸送計量系統。
背景技術：
熱塑性聚合物生產的泡沫塑料已經被廣泛的應用於許多領域很多年，但由於傳統 熱塑性泡沫材料普遍存在泡孔尺寸大和泡孔尺寸不均勻的缺陷，因而在尺寸精度或穩定性 要求高的生產和應用中常常受到限制。美國特瑞賽爾公司在2006年的6月8日在中國專 利文獻公開了一項名稱為「發泡劑引進系統及方法」(公開號1732073)的專利技術，該技 術的主要內容是「一種發泡劑引進系統，其中包括有可與發泡劑源連接的入口和可與擠塑 機的發泡劑口連接的出口的儲料缸；位於發泡劑源和儲料缸入口之間的壓力調節系統，壓 力調節系統被設計為能控制傳遞給儲料缸的發泡劑的壓力；為測量擠塑機中的高分子材料 的壓力而構造和安排的壓力測量系統；以及能夠接收來自壓力測定系統的代表擠塑機中高 分子材料的壓力的第一輸入信號和把第一輸出信號發送到壓力調節系統把傳遞給儲料缸 的發泡劑的壓力控制到高於擠塑機中高分子材料的壓力值的的控制系統。」，其方法是在在 模塑循環的塑化周期期間把一種或多種計量的發泡劑引進塑機中的高分子材料裡。由於引 進之前，計量被限制在固定容積的儲料缸之中，因此通過控制儲料缸容積和儲料缸內氣體 壓力可以保證注入進高分子材料中的發泡劑劑量精確、穩定。但是該專利技術並沒有揭示 對其所述的壓力調節系統的具體結構和壓力調節方法給出明確定義，而進入儲料缸的發泡 劑的壓力對發泡劑的劑量起著決定性的作用，並直接決定發泡產品泡孔的大小和力學性能 的好壞，因而該專利所公開的技術在應用方面有顯而易見的不確定性。

發明內容
本發明採根據上述現有技術的不足之處，提出一種採用用定容計量的方式，通過 固定發泡劑儲罐容積、溫度，控制向料筒內注入超臨界流體的起始壓力，來保證每個塑化周 期向料筒內注入發泡劑劑量是一穩定值，從而保證工藝的穩定性。本發明目的的實現由以下技術方案完成
本發明所述的系統，包括減壓閥1、第一壓力傳感器2、電磁比例閥3、數據處理及控制 裝置4、高壓伺服閥5、第一受控截止閥6、第二壓力傳感器7、發泡劑儲罐8、第二受控截止閥 9，以及連接上述部件的壓力管道和通信電線或電纜，其中，高壓伺服閥5、第一受控截止閥 6、發泡劑儲罐8、第二受控截止閥9、按順序用壓力管道串聯連接，在第一受控截止閥6與發 泡劑儲罐8之間安置第二壓力傳感器7，其中，電磁比例閥3、第一壓力傳感器2與電磁比例 閥3按順序組合連接，電磁比例閥3的出口與高壓伺服閥5的先導氣體接口連接，減壓閥1 的進口與發泡劑源100連接；其中數據處理及控制系統4通過通信電線或電纜與第一壓力 傳感器2、第二壓力傳感器7、注塑成型機控制系統300連接並接收信號，通過通信電線或電纜與電磁比例閥3、第一受控截止閥6、第二受控截止閥9連接並輸出控制信號；第一受控截 止閥6與第二受控截止閥9之間的管路容積與發泡劑儲罐8容積的總和為0. 5-8cm3 ；進一 步的優化，第一受控截止閥6與第二受控截止閥9之間的管路容積與發泡劑儲罐8容積的 總和為l-5cm3。本發明的優點是採用用定容計量的方式，通過固定發泡劑儲罐容積、溫度，控制向 料筒內注入超臨界流體的起始壓力，保證每個塑化周期向料筒內注入發泡劑劑量是一穩定 值，從而保證工藝的穩定性。


附圖1為本發明結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其相關特徵作進一步說明
如圖1所示，其中符號分別表示1_減壓閥，2-第一壓力傳感器，3-電磁比例閥，4-數 據處理及控制裝置，5-高壓伺服閥，6-第一受控截止閥，7-第二壓力傳感器，8-發泡劑儲 罐，9-第二受控截止閥，100-發泡劑源，200-往復式螺杆塑化裝置，300-注塑機控制系統。本發明所述的系統，包括減壓閥1、第一壓力傳感器2、電磁比例閥3、數據處理及 控制裝置4、高壓伺服閥5、第一受控截止閥6、第二壓力傳感器7、發泡劑儲罐8、第二受控截 止閥9，以及連接上述部件的壓力管道和通信電線或電纜，其中，高壓伺服閥5、第一受控截 止閥6、發泡劑儲罐8、第二受控截止閥9、按順序用壓力管道串聯連接，在第一受控截止閥6 與發泡劑儲罐8之間安置第二壓力傳感器7，其中，減壓閥1、第一壓力傳感器2與電磁電磁 比例閥3按順序組合連接，電磁比例閥3的出口與高壓伺服閥5的先導氣體接口連接，減壓 閥1的進口與壓縮氣體源100連接；其中數據處理及控制系統4通過通信電線或電纜與第 一壓力傳感器2、第二壓力傳感器7、注塑成型機控制系統300連接並接收信號，通過通信電 線或電纜與電磁比例閥3、第一受控截止閥6、第二受控截止閥9連接並輸出控制信號；第一 受控截止閥6與第二受控截止閥9之間的管路容積與發泡劑儲罐8容積的總和為1. 5cm3 ； 發泡劑儲罐8內的超臨界流體壓力在100bar-300bar之間。進一步的詳細描述發泡劑源 100進入系統後分為兩路，一路送至伺服閥5，另一路送入減壓閥1，由減壓閥減壓至5-7bar 後送入電磁比例閥3，經電磁比例閥3調節的低壓氣作為驅動氣被送入伺服閥5。伺服閥5 出氣口與第一受控截止閥6相連。在減壓閥3與比例閥之間設置第一壓力傳感器2，用於獲 取進入電磁比例閥3的壓力，並將壓力信號送至數據處理及控制系統4 ；在第一受控截止閥 6與發泡劑儲罐8之間安裝第二壓力傳感器7，用於測量發泡劑儲罐8中的氣體壓力，並將 壓力信號送至數據處理及控制系統4。系統4開始工作時，先根據發泡產品的原材料、體積， 計算生產發泡產品所需要的發泡劑體積或質量；通過調節注塑機的參數將往復式螺杆塑化 裝置200內塑化時的熔體壓力控制在80-180巴之間的某一值；然後根據第一受控截止閥6 和第二受控截止閥9之間的發泡劑罐8和管道的容積，計算出在第一截止閥6和第二截止 閥9之間發泡劑罐8和管道中儲存所需要注入的發泡劑體積或質量，發泡劑罐8中需要達 到的發泡劑壓力，並將該發泡劑壓力值輸入到數據處理和控制系統4之中，作為第一設定 值，以及計算出注入完所需的發泡劑體積或質量後發泡劑罐8中將得到的壓力並輸入到數據處理和控制裝置4中作為第二設定值；數據處理及控制裝置4發出信號到第一受控截止 閥6和第二受控截止閥9，使第一受控截止閥處於打開位置，而第二受控截止閥9處於關閉 位置，同時接收第二壓力傳感器7的壓力信號，並將其與上面所述第一設定值相比較，同時 獲取第一壓力傳感器2的壓力信號，進行計算處理並發出信號到電磁比例閥3，調節控制送 入伺服閥5的驅動氣壓力值，使伺服閥5出口壓力值，即第二壓力傳感器7所檢測到的發泡 劑罐8的壓力與第一設定值充分一致，然後數據處理和控制裝置4發出信號到第一受控截 止閥6使之處於截止位置。數據處理及控制裝置4根據接收到來自注塑機控制系統300的 塑化開始信號，同時或延時0. 5秒到2秒的時間，發出指令到第二受控截止閥9，使第二受控 截止閥9處於打開位置，發泡劑由發泡劑儲罐8注入至往復式螺杆塑化裝置200內。當發泡 劑儲罐8中氣壓降至第二設定值時，數據處理及控制系統4發出信號關閉第二受控截止閥 9。然後數據處理及控制系統4發出信號使第一受控截止閥6處於打開位置，並將發泡劑罐 8中的壓力升至第一設定值後使第一受控截止閥處於截止位置，等待下一個注氣周期。比 如，採用尼龍生產一種小齒輪，單件重量20克。用一臺88噸鎖模力的注塑機生產，塑化系統 按照ZL200820057051. 8設計製作，螺杆直徑為30毫米。採用本發明的超臨界流體發泡劑 輸送計量系統將壓縮氣體源與塑化系統安裝上述方法連接。發泡劑儲罐8容積Icm3，第一 受控截止閥6與第二受控截止閥9之間容積2cm3。調整注塑機參數使塑化時塑化系統中熔 膠壓力為115巴。計算並設定發泡劑儲罐8中第一設定值為130bar，發泡劑儲罐8內壓力 達到第一設定值時關閉第一受控截止閥6，計算並設定第二受控截止閥9在發泡劑儲罐壓 力降至第二設定值為IlSbar時關閉。這樣整個系統準備完畢，開始生產前面所述的汽車安 全拉手。連續生產50模，注入劑量在2. 4士0.009升的範圍內；檢測製品的重量，每個型腔 中製品的重量在19. 8-20. 0克的範圍內，進一步檢測製品的剖面結構，發現發泡狀況一致。 這說明本發明的發泡劑流量輸送計量系統可以保證生產穩定性，能夠實現全自動生產。 雖然以上已經參照附圖對按照本發明目的的構思和實施例作了詳盡說明，但本領 域普通技術人員可以認識到，在沒有脫離權利要求限定範圍的前提條件下，仍然可以對本 發明作出各種改進和變換，而這種改進和變換仍然應當屬於本發明的保護範圍。
權利要求
一種超臨界流體發泡劑計量系統，其特徵是，主要包括減壓閥(1)、第一壓力傳感器(2)、電磁比例閥(3)、數據處理及控制裝置(4)、高壓伺服閥(5)、第一受控截止閥(6)、第二壓力傳感器(7)、發泡劑儲罐(8)、第二受控截止閥(9)，以及連接上述部件的壓力管道和通信電線或電纜，其中，高壓伺服閥(5)、第一受控截止閥(6)、發泡劑儲罐(8)、第二受控截止閥(9)、按順序用壓力管道串聯連接，在第一受控截止閥(6)與發泡劑儲罐(8)之間安置第二壓力傳感器(7)，其中，電磁比例閥(3)、第一壓力傳感器(2)與電磁比例閥(3)按順序組合連接，電磁比例閥(3)的出口與高壓伺服閥(5)的先導氣體接口連接，減壓閥(1)的進口與發泡劑源(100)連接；其中數據處理及控制裝置(4)通過通信電線或電纜與第一壓力傳感器(2)、第二壓力傳感器(7)、注塑成型機控制系統(300)連接並接收信號，通過通信電線或電纜與電磁比例閥(3)、第一受控截止閥(6)、第二受控截止閥(9)連接並輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的超臨界流體發泡劑計量系統，其特徵是，所述的第一受控截 止閥(6)與第二受控截止閥(9)之間的管路容積與發泡劑儲罐(8)容積的總和為0. 5-8cm3。
3.根據權利要求1所述的超臨界流體發泡劑計量系統，其特徵是，所述的第一受控截 止閥(6)與第二受控截止閥(9)之間的管路容積與發泡劑儲罐(8)容積的總和為l-5cm3。
全文摘要
本發明涉及氣體定量輸送裝置，特別涉及一種適合小體積微發泡注塑件的超臨界流體發泡劑輸送計量裝置。本發明所述的裝置，包括減壓閥、第一壓力傳感器、比例閥、數據處理及控制系統、高壓伺服閥、第一受控截止閥、第二壓力傳感器、發泡劑儲罐、第二受控截止閥，以及連接上述部件的壓力管道和通信電線或電纜，其中，高壓伺服閥、第一受控截止閥、發泡劑儲罐、第二受控截止閥、按順序用壓力管道串聯連接，在第一受控截止閥與發泡劑儲罐之間安置第二壓力傳感器，其中，減壓閥、第一壓力傳感器與電磁比例閥按順序組合連接，電磁比例閥的出口與高壓伺服閥的先導氣體接口連接，減壓閥的進口與壓縮氣體源連接。本發明的優點是採用用定容計量的方式，通過固定發泡劑儲罐容積、溫度，控制向料筒內注入超臨界流體的起始壓力，保證每個塑化周期向料筒內注入發泡劑劑量是一穩定值，從而保證工藝的穩定性。
文檔編號B29C47/10GK101830049SQ20101020199
公開日2010年9月15日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者唐慶華 申請人:北京中拓機械有限責任公司