摘要:聚氨酯板材连续生产线作为聚氨酯夹心板的主要生产线在各工厂广泛使用。与之配套的连续型高压发泡机是聚氨酯原料发泡的关键设备。连续型高压发泡机是在标准型高压发泡机基拙上研发的改进机型，具有自动PID调节各种聚氨酯原料流量计比例、自动平衡发泡压力、布料均匀等特性，适用于大批量连续生产。

 

　　随着我国建筑外墙保温市场的升温，复合聚氨酯板材连续式生产线已经倍受青睐。与之配套的连续式高压发泡机成为聚氨酯原料发泡的关键设备。它的计量准确及混合均匀将直接影响到连续板材生产线生产产品成品率及生产效率。如何能够让高压发泡机在长时间的浇筑过程中保持准确的计量及混合压力平衡是解决良品率的关键。

　　1连续型高压发泡机概述

 

　　1.1连续型高压发泡机适应性

 

　　连续型高压发泡机是在标准型高压发泡机的基础上开发而成，主要是针对连续生产做了相应开发。发泡机计量系统采用闭环PID自动跟踪调节，确保在连续生产过程中聚氨酯原料计量准确;大换热面积的不锈钢板式热交换器从原料回口改为原料出口，保证在长时间生产过程中聚氨酯原料的料温恒定;采用压缩空气及弹簧平衡式喷嘴，能够自动平衡长时间浇筑时原料压力的波动;混合头输出嘴更改为多孔洒料杆，配合往复式布料小车能够将混合后的聚氨酯原料均匀布在生产线上。

 

　　2聚氨酯连续型高压发泡机组成及优势

 

　　目前，聚氨酯连续型高压发泡机为适应长时间连续型浇筑工作，连续型聚氨酯高压发泡机必须具备以下关键技术。

 

　　2.1浇筑流量自动闭环调整

 

　　聚氨酯板材根据使用方式、保温性能等不同有着各种不同的厚度规格，在切换不同规格的板材生产时必需调整连续发泡机浇筑流量。采用流量变频自动闭环调整技术，在计量泵出口安装有精密流量计检测计量泵实时输出流量，进行计算分析并比较理论所需流量，并反馈调整变频器输出频率，以实现流量自动恒定及调整。这样流量的调整变得十分简单。还可以设计一套保温板材厚度、生产速度、理论流量之间的线性公式，让流量调整更为简单。操作员只需要在操作屏上设定好保温板材的厚度及生产线速度，控制系统将自动计算出所需要的聚氨酯原料浇筑量并自动校准好设备，既简化了操作又能有效避免操作员误操作。

 

　　2.2压力自动平衡补偿

 

　　由于长时间浇筑，在浇筑过程中混合压力必须保持恒定。压力自动平衡装置尤为重要。压力自动平衡装置安装在混合头喷嘴上，由喷嘴座、活动喷针、平衡弹簧、弹簧座、弹簧预紧器、气压调整活塞等组成。活动喷针能够在喷嘴座内前后移动以改变喷嘴截面积，活动喷针后端安装有弹簧座及平衡弹簧，通过调整弹簧预紧器及气压调整活塞实现调整弹簧预压力。当原料进入喷嘴座时，压力会推动活动喷针向后移动，压缩弹簧，达到原料混合压力与弹簧压力平衡。原料端细微压力变化可由弹簧压力自动平衡。在生产过程中还可以通过调整气压活塞内压缩空气压力调节弹簧预压力以缩小弹簧平衡压力范围，zui终达到保证混合压力的同时自动平衡浇注过程中的压力波动。

 

　　2.3流量、压力趋势图监控

 

　　整个生产浇筑过程中需要实时监控浇筑流量与浇筑压力，在OP操作屏上设置有流量压力趋势曲线图，可直观反映当前流量与压力的变换。趋势图还具有存储一定时间的参数数据、放大局部参数数据等功能。在控制系统中设置有流量、压力、比例报警参数，当设备出现各个参数超出误差范围时自动报警，保证设备及操作员安全。

 

　　2.4原料温度控制

 

　　长时间连续浇筑时聚氨酯原料温度控制也是连续发泡机重要组成部分，采用料罐夹套温控与计量泵入口热交换器温控两个手段来实现聚氨酯原料快速降温的目的。料罐温控主要利用温控水在料罐夹套内循环控制原料温度。在料罐上安装有搅拌装置，保证原料温度均匀;计量泵入口热交换器采用大换热面积的不锈钢板式热交换器，两重温控来保证原料在长时间浇筑过程中料温符合发泡工艺要求。

 

　　3连续型高压发泡机主要组成部分及功能

 

　　3.1料罐单元

 

　　料罐单元共2套，1套用于POL,1套用于ISO有效容积均为300 L，允许工作压力0.45 MPa，为双层结构，其中:1套为功率0.55 kW、转速47 rpm的搅拌器;1套为液位探头及其控制器。

 

　　(1)液位下限:自动加料泵开始加料;

 

　　(2)液位下极限:机器报警、计量泵停止工作;

 

　　(3)液位上限:自动加料停止;

 

　　(4)液位上极限:机器报警，自动加料停止。

 

　　1套料罐超高液位计，防止加料溢出;1套温度探头和传感器;1个夹套水安全阀，设定压力为0.3 MPa;1个料罐安全阀，设定压力为0.45 MPa; 1套压缩空气减压阀;

 

　　料罐加料口安装有1个单向阀及气动球阀;料罐出口三通安装有2个手动球阀(其中旁路截止阀用于排污);料罐外壁用隔热材料保温;保温层外采用不锈钢板包裹。

 

　　3.2计量单元

 

　　2套高精度的计量装置，安装在主机托架上，主要由以下部分组成:2台变频电机，功率为7.5 kW，转速1 450 rpm;系统通过变频器进行闭环控制，随时调整电机频率，改变POL或ISO的流量，从而达到混合比准确无误;2台高压计量泵A2VK12(德国力士乐);2套数显式组分高低压表，可以将压力在OP面板中进行显示控制;组分计量泵的预压力设定为0.1 ^-0.3 MPa，当预压力低于设定值时，设备自动停机、报警并显示“预压力低”的故障信息。

 

　　聚醚多元醇及异氰酸酷组分工作压力控制在6^-22 MPa;当工作压力超出此范围，设备自动停机、报警并显示“工作压力太低”或“工作压力太高”的故障信息。组分计量泵的极限安全压力由安全阀设定为25 MPa，安全阀具有机械保护功能，确保计量泵及系统的使用安全。2套无温升低温磁性联轴期确保原料无泄漏;2套不锈钢板式热交换器安装在计量泵入口，利用温控水路将原料快速降温(升温)。

 

　　3.3高低压循环切换单元

 

　　高低压循环切换单元，使组分能形成低能耗循环。由控制系统、2个DN20转换阀分别控制两个组分的高、低压循环切换。

 

　　3.4流量计

 

　　用于检测组分管道中2种组分的流量，配有1套自动控制系统，不断比较设定值与流量传感器测得的实际值，并通过变频器实现闭环控制泵的流量，调整任何流量偏离。如果组分流量偏差超过允许范围，控制程序将发出报警并停止下一次注射。由于是闭环控制，吐出量可以控制在士0.5%以内。生产工艺参数自动调节，具有很强的适应性。主要包括:2个流量计(德国KRACHI} , 2个变频控制器(西门子)。

 

　　在闭环控制系统上，操作触屏可显示以下资料:总流量、比例形式、POL流量、ISO流量、实际各组分灌注量、灌注参数超出设定值、物料分流阀工作情况、报警显示功能、流量、压力、UP比例、灌地源热泵系统相比家用空调去除了室外机，相比传统中央空调去除了冷却塔，很好地保护了历史建筑的室外景观。

 

　　(3)在经济性方面，相比分体式空调，地源热泵的节能率高达为27.3%。虽然地源热泵的初投资较高，但是年运营成本较低，使用寿命较长，25年内可节约费用95.42万元。(上接第65页)注量等参数在线动态值显示。

 

　　3.5流线过滤器

 

　　用于过滤组分，定期转动过滤器手轮或手柄，并通过底部球阀排污。

 

　　3.6混合头

 

　　混合头安装在布料小车上，连续型混合头主要用于连续泡沫生产，混合头出料口设有清洗装置，用于设备停止时清洗，防止管道堵塞。混合头包括:可调喷嘴，数量按黑白料2种规格各2件、压力平衡装置、混合头清洗装置、布料杆，数量按3种规格各制作4件，以方便布料杆的清洗和烘烤。

 

　　3.7混合头压力调整系统

 

　　1套压力调整系统用于混合头注射压力的调整，包括:2套进气压力调节阀、2个进气控制阀。

 

　　3.8混合头高压原料清洗装置

 

　　1套高压原料清洗装置用于混合头清洗，包括:1个控制切换阀;相关连接管道。

 

　　3.9电气控制系统

 

　　(1)高压发泡机的工艺数据集成到生产线的触摸屏，如定时注射时间、测试时间、压力参数及各单元启动等数据。

 

　　(2)采用德国西门子57-300系列PLC可编程序控制器，对整台发泡机进行自动控制，使其计量单元、温控系统、料罐搅拌、混合头注射等部分按程序协调工作，保证动作可靠高效。

 

　　(3)设备根据使用要求月(育定时注身拼口连续注身寸功能。

 

　　(4)采用PID数显温控仪，对两种料罐的料温按工艺要求自由设定，以温控系统中的冷水或热水为介质，自动进行料温恒定控制，并显示PV和SV值。

 

　　(5)混合头上安装有注射程序按钮盒，可以用来启动注射程序，按钮盒与混合头分开安装。

 

　　由于复合聚氨酯外墙保温板的发展扩大，复合聚氨酯外墙保温板连续生产线将成为该类产品的主要生产线，连续型高压发泡机也将成为生产线关键设备而应用广泛，改善我国当前建筑能耗较高的现状，在建筑节能中将发挥重要的作用。