第四节 浇注系统
物料浇注、分配系统主要包括混合头及其支撑悬臂,同时还包括色浆等辅助材料添加装置等。
低压机混合头的主要特征是采用机械式搅拌方式,搅拌器的形式多种多样,请参看第三章第二节。
对于高反应性的聚氨酯原料来讲,混合头必须能够使不同物料同时进入混合室,停止时则必须同时关闭,不能有任何组分“超前”或“滞后”,为此在混合头结构的设计上做了许多工作,下面以日本东邦机械工业株式会社的聚氨酯浇注机为例进行说明(见图4-7),图4-8为浇注、回流切换三通阀的动作示意图。
图4-7 东邦公司EA-205浇注机混合头结构简图
1—搅拌;2—物料输送组件;3—圆柱形三通阀;4—回流孔;5—针形阀及溶剂入口;6—喷嘴;7—搅拌转子;8—锥形出料口;9—搅拌器外套;10—混合室;11—轴套及密封圈
图4-8 三通阀的切换动作示意
混合头组件与物料输入及返回管线相连接,各组分物料分别从圆柱形三通切换阀后部进入[见图4-8(a)],并可进入混合头混合室。同步进入和返回的动作主要依靠圆柱形三通切换阀的转动来实现。在三通切换阀的前部装有齿轮,它与由汽缸或液压缸带动的齿条相咬合,齿条的上下运动可使三通阀作90°转动,在同一汽缸的作用下可以实现两个三通切换阀的同步切换动作。阀体切换位置是否准确、切换动作是否敏捷、阀体是否有渗漏,这都是衡量混合头优劣的关键。
混合头的大小、搅拌器的形式要根据设备的生产能力配置。对于要求无气泡的聚氨酯橡胶,混合头内间隙相对较小,搅拌器多为锥形,在浇注生产中不产生气泡;在泡沫制品的生产搅拌中将产生气泡,有时还需要在混合头上引入空气作为辅助发泡剂,因此它与前者在搅拌器形式和大小上都有较大不同。搅拌器大多为圆柱或圆筒形,并需要可以左右和上下移动自如,其连接的物料管线多为软管,承载于可作相应运动的悬臂上。悬臂的设置是为了适应浇注头工作,方便操作。悬臂有多种形式,通常有固定式和移动式。浇注型聚氨酯橡胶的混合头多用固定式悬臂结构,而泡沫体的浇注则多采用大型移动式悬臂。后者悬臂以支架为中心做大于200°的水平转动,并配有平衡器以补偿混合头的重量,方便混合头的上下移动,扩大操作范围。有的悬臂较短,其悬臂的仰角可通过悬臂和支架间的汽缸予以调节。图4-9是温州飞龙机电设备工程有限公司(温州飞龙)制造的聚氨酯低压加工主机。图4-9(a)是弹性体浇注机,悬臂固定在主机的结构框架上,混合头则固定在悬臂前端,为方便浇注操作,通常在混合头出口处装配一根耐压软管;图4-9(b)的弹性体浇注机虽然配备了可左右移动的悬臂,但在前端还安装了更加灵活的铰链式悬臂;图4-9(c)是一个标准型发泡机,前置的悬臂悬挂着输送物料的软管,混合头组件悬挂在悬臂前端的伸缩装置上,浇注操作可在180°的范围内上下移动。
图4-9 温州飞龙制造的聚氨酯低压加工主机
图4-10是广东东莞市金山机械制造有限公司制造的发泡机,为适应聚氨酯鞋底生产,在主机前焊装了专用框架,在其上面配置了大小两层框架和轨道,分别装有滑动轴承,下层和上层可分别左右和前后移动,能上下拉动的混合头悬挂在这两个框架上,方便操作。图4-11和图4-12分别是意大利两家公司制造的低压机,前者在主机一侧装有可左右移动的两层悬臂,上层用于放置物料主管道,下层放置色料等助剂的辅助管道;后者在主机框架上安装可左右、上下活动的悬臂,混合头组件组装在悬臂的前端,物料管线全部装配在悬臂的空腔中,使得设备显得整洁、美观。
图4-10 KF-200发泡机(天车式)
图4-11 赛普低压发泡机(悬臂式)
图4-12 特诺公司浇注机(机械臂式)
对于大型连续泡沫制品生产设备的混合头,不仅要求吐出物料的量要大,而且还必须在较大宽度上分布均匀,为此把混合头安装在可以自动左右移动的龙门导轨上,混合好的物料会均匀地分布在宽大的底板上。有的公司使用大口径混合头的物料输出管[见图4-13(a)];有的采用了多套混合头[见图4-13(b)];有的在混合头出口外接带分叉的进料软管[见图4-13(c)];而有的则在混合头出口处安装了专门的物流分流管,在分流管上开设了许多小的喷嘴用于夹芯板材的生产,确保反应混合物能十分精确地均匀分布在整个宽度的底板上[见图4-13(d)、(e)]。
图4-13
图4-13 大型连续泡沫制品生产设备的混合头