本发明属于机械设备与制造领域,涉及用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,二氧化碳储罐通过导管依次与截止阀、气体增压泵、一级辅助气瓶、一级压力开关、高压计量泵、三通阀、二级辅助气瓶、二级压力开关、针阀连通成注入管路,所述的三通阀通过导管同时与一端大气相通的排空阀连通,三联体控制的电磁阀将压缩空气作为动力源驱动气体增压泵及一级压力开关的动作,二级压力开关控制高压计量泵控制系统及高压计量泵的动作,针阀的另一端对外输出超临界二氧化碳,优点是:使用普通国产高压计量泵就可以对二氧化碳实现稳定的超临界注入,本发明适用于超临界二氧化碳挤出发泡设备的注入计量装置。
1.用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,其特征在于:二氧化碳储罐通过导管依次与截止阀、气体增压泵、一级辅助气瓶、一级压力开关、高压计量泵、三通阀、二级辅助气瓶、二级压力开关、针阀连通成注入管路,所述的三通阀通过导管同时与排空阀连通,排空阀的另一端直接与大气相通,三联体控制的电磁阀将压缩空气作为动力源驱动气体增压泵及一级压力开关的动作,二级压力开关控制高压计量泵控制系统及高压计量泵的动作,针阀的另一端对外输出超临界二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,其特征在于:所述的二级压力开关控制交流接触器的动作进而控制电机带动高压计量泵的运行以保持管路的压力。
3.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,其特征在于:所述的导管为不锈钢导管。
4.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,其特征在于:所述截止阀、三通阀及排空阀是手动式阀门或机械式阀门或远程控制式先导阀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,其特征在于:所述截止阀、气体增压泵、一级辅助气瓶、一级压力开关、高压计量泵、三通阀、二级辅助气瓶、二级压力开关、针阀、排空阀、三联体、电磁阀均安装在机架上。技术领域
本发明属于机械设备与制造领域,涉及超临界二氧化碳在挤出发泡生产工艺中控制超临界二氧化碳的发生、注入与计量所采用的一种装置,也就是一种用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置。
背景技术
泡沫塑料是气体分散于固体聚合物中形成的聚焦体,是应用较高的一类制品。其中PP(聚丙烯)以其较高的刚性、优良的力学性能、良好的化学和热稳定性与良好的环境适应和易于回收等优点而成为泡沫塑料的首选材料,被广泛地应用到汽车、电子、办公文具等高标准、高性能要求的领域中用于隔热与缓冲包装材料等。在超临界二氧化碳/聚合物挤出发泡生产过程中,首先必须解决二氧化碳的注入与计量。由于二氧化碳的超临界温度与压力均比较高,温度为31.9°C,压力为7.29Mpa,因此,增加了二氧化碳的注入与计量的难度。通常情况下,二氧化碳的注入均采用柱塞泵,柱塞泵的优点在于可以达到比较高的注入压力,可是,有一个显著的缺陷在于,柱塞泵的适用范围必须是液体。二氧化碳的液态范围要求比较苛刻,在室温(20°C)下,二氧化碳的液化压力为5.73MPa。由于压力高,所以,二氧化碳储罐就得制作成耐高压釜。由于高压容器的制造成本很高,既不经济,又不安全。因为使用过程中二氧化碳的压力较高,所以,也大大的浪费了能源消耗。而且,压力容器,特别是高压容器必须通过国家压力容器监管部门的安全审查与监管才能使用,所以,对于企业来说,大大提高了安全技术等级及维护费用。柱塞泵的注入计量精度直接与所供二氧化碳的质量有关,特别是含气体的量有直接关系。二氧化碳注入计量装置目前主要以国外(特别是美国、德国及意大利)为主,而国内的柱塞泵还无法用于挤出发泡的二氧化碳注入计量中。但是,国外进口的二氧化碳注入计量系统价格相当昂贵,在精度要求一般的场合使用就会受到大大的限制。在这种场合下,国产的高压计量泵的精度可以达到要求,而价格低廉,可以大大节约成本。但是,用普通的注入计量工艺又无法简单的用于超临界二氧化碳挤出发泡机的注入计量中。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,使得用普通国产高压计量泵就可以对二氧化碳实现稳定的注入,而且注入状态可确保为超临界状态。本发明的目的是这样实现的:用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,二氧化碳储罐通过导管依次与截止阀、气体增压泵、一级辅助气瓶、一级压力开关、高压计量泵、三通阀、二级辅助气瓶、二级压力开关、针阀连通成注入管路,所述的三通阀通过导管同时与排空阀连通,排空阀的另一端直接与大气相通,三联体控制的电磁阀将压缩空气作为动力源驱动气体增压泵及一级压力开关的动作,二级压力开关控制高压计量泵控制系统及高压计量泵的动作,针阀的另一端对外输出超临界二氧化碳。上述的二级压力开关控制交流接触器的动作进而控制电机带动高压计量泵的运行以保持管路的压力。上述的导管为不锈钢导管。上述截止阀、三通阀及排空阀是手动式阀门或机械式阀门或远程控制式先导阀。上述截止阀、气体增压泵、一级辅助气瓶、一级压力开关、高压计量泵、三通阀、二级辅助气瓶、二级压力开关、针阀、排空阀、三联体、电磁阀均安装在机架上。本发明通过三联体与电磁阀将压缩空气提供给气体增压泵作为动力源,当一级压力开关检测到一级辅助气瓶中的压力达到设定压力时,压力继电器会输出电信号至电磁阀,将压缩空气切断,此时,气体增压泵停止工作;当一级压力开关检测到一级辅助气瓶中的压力低于设定压力时,压力继电器停止电信号,电磁阀打开,气体增压泵开始工作。高压计量泵通过二级压力开关信号对其电机进行控制以保持管路的压力。当二级压力开关检测到二级辅助气瓶中的压力达到设定值时,压力继电器输出电信号给常闭型交流接触器并使高压计量泵停止工作;当二级压力开关检测到二级辅助气瓶中的压力低于设定值时,压力继电器停止电信号,交流接触器将电机导通,高压计量泵开始工作。本发明通过气体增压泵和高压计量泵进行两级增压,将液体二氧化碳转化成超临界二氧化碳状态注入到工艺设备中。通过调节高压计量泵的柱塞行程可以对注入流量进行调节。另外,由于高压计量泵采用的是一种高压柱塞泵,其压力具有自适应性,所以调节针阀开度的大小可以改变高压计量泵出口处的压力来对流量进行微调与控制,以实现注入的稳定性而且提高高压计量泵的计量精度,同时解决了打开二氧化碳储罐后二氧化碳的温度会突然升高而被汽化,从而造成无法注入的问题。本发明适用于超临界二氧化碳挤出发泡设备的注入计量装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的原理图。1—二氧化碳储罐,2—截止阀,3—气体增压泵,4—一级辅助气瓶,5—一级压力开关,6—高压计量泵,7—三通阀,8—排空阀,9—二级辅助气瓶,10—二级压力开关,11—针阀,12—导管,13—三联体,14—电磁阀,15—高压计量泵控制系统,16—机架。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述,参见图1—图2:用于超临界二氧化碳在挤出发泡中的注入计量装置,二氧化碳储罐1通过导管12依次与截止阀2、气体增压泵3、一级辅助气瓶4、一级压力开关5、高压计量泵6、三通阀7、二级辅助气瓶9、二级压力开关10、针阀11连通成注入管路,所述的三通阀7通过导管12同时与排空阀8连通,排空阀8的另一端直接与大气相通,三联体13控制的电磁阀14将压缩空气作为动力源驱动气体增压泵3及一级压力开关5的动作,二级压力开关10控制高压计量泵控制系统15及高压计量泵6的动作,针阀11的另一端对外输出超临界二氧化碳。上述的二级压力开关10控制交流接触器的动作进而控制电机带动高压计量泵6的运行以保持管路的压力。上述的导管12为不锈钢导管。上述截止阀2、三通阀7及排空阀8是手动式阀门或机械式阀门或远程控制式先导阀以实现自动控制。上述的截止阀2、气体增压泵3、一级辅助气瓶4、一级压力开关5、高压计量泵6、三通阀7、二级辅助气瓶9、二级压力开关10、针阀11、排空阀8、三联体13、电磁阀14均安装在机架16上。本发明的使用:在开机前,先将针阀的另一端与工艺设备的超临界二氧化碳注入口连通,再将一级压力开关的压力设定为5.73MPa以上、7MPa以下,然后将二级压力开关的压力设定为8MPa以上,具体压力值以工艺设备的压力而定,此处的压力值设定值应大于工艺设备注入口处压力2MPa以上为宜。打开截止阀与气体增压泵,让气体增压泵开始运行,等到一级辅助气瓶内的压力达到一级压力开关所设定的压力,气体增压泵停止运行。然后,打开三通阀后端的排空阀,等到排空阀排出的气体为液态时关闭排空阀。因此,在二氧化碳注入管路的高压计量泵出口处增加一只排空阀,实现在刚开机时排空管路内的所有气体。刚开机时,打开二氧化碳储罐的液体阀门并打开排空阀排空管路内的气体。等排空球阀出口处的二氧化碳为液态时将排空阀关闭以保证高压计量泵能正常运行。接着打开高压计量泵,等到高压计量泵增压后二级辅助气瓶内的压力达到二级压力开关设定的压力,即高压计量泵停止运行后即可向工艺设备注入超临界二氧化碳。需要向工艺设备注入超临界二氧化碳时,打开并调节高压计量泵出口处的针阀完成注入。通过调节高压计量泵的柱塞行程也可以对注入流量进行调节。另外,由于高压计量泵采用的是一种高压柱塞泵,其压力具有自适应性,所以调节针阀开度的大小可以改变高压计量泵出口处的压力来对流量进行微调与控制,以实现注入的稳定性而且提高高压计量泵的计量精度。上述实施例仅为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。