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(dòng)PID調(diào)節(jié)各種聚氨酯原料流量計(jì)比例、自動(dòng)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(guó)建筑外墻保溫市場(chǎng)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(jì)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(zhǎng)時(shí)間的澆筑過程中保持準(zhǔn)確的計(jì)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(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(duì)連續(xù)生產(chǎn)做了相應(yīng)開發(fā)。發(fā)泡機(jī)計(jì)量系統(tǒng)采用閉環(huán)PID自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)，確保在連續(xù)生產(chǎn)過程中聚氨酯原料計(jì)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(zhǎng)時(shí)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(dòng)平衡長(zhǎng)時(shí)間澆筑時(shí)原料壓力的波動(dòng);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(shì)

 

　　目前，聚氨酯連續(xù)型高壓發(fā)泡機(jī)為適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)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(dòng)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(shí)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(dòng)閉環(huán)調(diào)整技術(shù)，在計(jì)量泵出口安裝有精密流量計(jì)檢測(cè)計(jì)量泵實(shí)時(shí)輸出流量，進(jìn)行計(jì)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(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)恒定及調(diào)整。這樣流量的調(diào)整變得十分簡(jiǎn)單。還可以設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(dòng)計(jì)算出所需要的聚氨酯原料澆筑量并自動(dòng)校準(zhǔn)好設(shè)備，既簡(jiǎn)化了操作又能有效避免操作員誤操作。

 

　　2.2壓力自動(dòng)平衡補(bǔ)償

 

　　由于長(zhǎng)時(shí)間澆筑，在澆筑過程中混合壓力必須保持恒定。壓力自動(dòng)平衡裝置尤為重要。壓力自動(dòng)平衡裝置安裝在混合頭噴嘴上，由噴嘴座、活動(dòng)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?dòng)噴針能夠在噴嘴座內(nèi)前后移動(dòng)以改變噴嘴截面積，活動(dòng)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(shí)現(xiàn)調(diào)整彈簧預(yù)壓力。當(dāng)原料進(jìn)入噴嘴座時(shí)，壓力會(huì)推動(dòng)活動(dòng)噴針向后移動(dòng)，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(dòng)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(shí)自動(dòng)平衡澆注過程中的壓力波動(dòng)。

 

　　2.3流量、壓力趨勢(shì)圖監(jiān)控

 

　　整個(gè)生產(chǎn)澆筑過程中需要實(shí)時(shí)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(shì)曲線圖，可直觀反映當(dāng)前流量與壓力的變換。趨勢(shì)圖還具有存儲(chǔ)一定時(shí)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(bào)警參數(shù)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)各個(gè)參數(shù)超出誤差范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警，保證設(shè)備及操作員安全。

 

　　2.4原料溫度控制

 

　　長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)澆筑時(shí)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(jì)量泵入口熱交換器溫控兩個(gè)手段來實(shí)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(jì)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(zhǎng)時(shí)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(dòng)加料泵開始加料;

 

　　(2)液位下極限:機(jī)器報(bào)警、計(jì)量泵停止工作;

 

　　(3)液位上限:自動(dòng)加料停止;

 

　　(4)液位上極限:機(jī)器報(bào)警，自動(dòng)加料停止。

 

　　1套料罐超高液位計(jì)，防止加料溢出;1套溫度探頭和傳感器;1個(gè)夾套水安全閥，設(shè)定壓力為0.3 MPa;1個(gè)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(gè)單向閥及氣動(dòng)球閥;料罐出口三通安裝有2個(gè)手動(dòng)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(jì)量單元

 

　　2套高精度的計(jì)量裝置，安裝在主機(jī)托架上，主要由以下部分組成:2臺(tái)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(shí)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(tái)高壓計(jì)量泵A2VK12(德國(guó)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(jì)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(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)、報(bào)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(dòng)停機(jī)、報(bào)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(jì)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(jì)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(jì)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(gè)DN20轉(zhuǎn)換閥分別控制兩個(gè)組分的高、低壓循環(huán)切換。

 

　　3.4流量計(jì)

 

　　用于檢測(cè)組分管道中2種組分的流量，配有1套自動(dòng)控制系統(tǒng)，不斷比較設(shè)定值與流量傳感器測(cè)得的實(shí)際值，并通過變頻器實(shí)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(bào)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(dòng)調(diào)節(jié)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。主要包括:2個(gè)流量計(jì)(德國(guó)KRACHI} , 2個(gè)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(shí)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(bào)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(yùn)營(yíng)成本較低，使用壽命較長(zhǎng)，25年內(nèi)可節(jié)約費(fèi)用95.42萬元。(上接第65頁)注量等參數(shù)在線動(dòng)態(tài)值顯示。

 

　　3.5流線過濾器

 

　　用于過濾組分，定期轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)注射時(shí)間、測(cè)試時(shí)間、壓力參數(shù)及各單元啟動(dòng)等數(shù)據(jù)。

 

　　(2)采用德國(guó)西門子57-300系列PLC可編程序控制器，對(duì)整臺(tái)發(fā)泡機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，使其計(jì)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(dòng)作可靠高效。

 

　　(3)設(shè)備根據(jù)使用要求月(育定時(shí)注身拼口連續(xù)注身寸功能。

 

　　(4)采用PID數(shù)顯溫控儀，對(duì)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(dòng)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(dòng)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(guó)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。