高壓聚乙烯一次發(fā)泡機，是一種以高壓聚乙烯為原料生產(chǎn)聚乙烯高發(fā)泡制品的設(shè)備。

聚乙烯高發(fā)泡制品，因其比重小，體輕，保溫性能好而在保溫、防震、包裝、建筑、家具及日用品等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。尤其是高壓聚乙烯高發(fā)泡制品能與PE薄膜、織物、紙張等復(fù)合，更開拓了它的應(yīng)用前景。目前廣泛應(yīng)用的塑料泡沫多是以聚苯乙烯和低壓聚乙烯為原料生產(chǎn)的，因而產(chǎn)品成本特別高。我國常州包裝廠從日本三和株式會社引進一條高壓聚乙烯高發(fā)泡制品生產(chǎn)線，全部設(shè)備十三臺套，它是采用模具二次發(fā)泡法。發(fā)泡機采用四導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，液壓系統(tǒng)工作油缸采用單缸式。這種進口高壓聚乙烯高發(fā)泡機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，維護不方便，泡沫制品不能自行脫膜，設(shè)備造價也高。我國目前還沒有自己的以高壓聚乙烯為原料生產(chǎn)高發(fā)泡制品的技術(shù)設(shè)備，只掌握以高壓聚乙烯為原料生產(chǎn)低發(fā)泡制品技術(shù)，因為它只能發(fā)泡10～15倍，制品僅能做拖鞋等，高壓聚乙烯低發(fā)泡制品應(yīng)用范圍較窄，成本相對比較也高。本發(fā)明所涉及的以高壓聚乙烯為原料，生產(chǎn)高發(fā)泡制品設(shè)備是第一次發(fā)泡機。它首先是將高壓聚乙烯樹酯放在密煉機中第一次密煉，然后再配以各種助劑、潤滑劑進行第二次、第三次密煉，再經(jīng)開煉機混煉，最后將混煉合格的混合物分別經(jīng)過一次發(fā)泡機第一次發(fā)泡和二次發(fā)泡機第二次發(fā)泡。第一次泡20倍以上，第二次發(fā)泡45倍以上，兩次發(fā)泡的效果都比較理想，所以又稱為高發(fā)泡機。

本實用新型的目的，是提供一種利用高壓聚乙烯為原料生產(chǎn)高發(fā)泡制品的新型設(shè)備一次發(fā)泡機。

本實用新型是由一次發(fā)泡機、蒸汽加熱系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成的。

一次發(fā)泡機，機體采用框架式結(jié)構(gòu)，如附圖一、二。它由機架〔4〕、上墊板〔5〕、下墊板〔6〕、熱壓板〔7〕、模具〔8〕、蓋板〔9〕、油缸〔10〕、缸架板〔11〕、梯形板〔16〕、檔鐵〔17〕構(gòu)成。

機架〔4〕是采用冂型鋼板，兩塊之間用支撐件固定焊接在基礎(chǔ)梁上，成框架形結(jié)構(gòu)。機架是一次發(fā)泡機的主體，承擔著千余噸的工作壓力。機架〔4〕冂型鋼板采用四塊2000×3000×25mm普通鋼板。上墊板〔5〕與下墊板〔6〕是焊有加強肋的厚鋼板，上墊板〔5〕固定在機架〔4〕的內(nèi)頂部，下墊板〔6〕通過連接塊固定在油缸柱塞〔28〕上。缸架板〔11〕采用30mm厚鋼板，固定在基礎(chǔ)梁上，四支工作油缸均勻的分布并固定在缸架板〔11〕上。梯形板〔16〕結(jié)構(gòu)如附圖9。梯形板〔16〕帶有階梯，分左右、前后共四塊，相對應(yīng)的焊接在機架〔4〕同一水平線相對的兩個側(cè)面上。熱壓板〔7〕的結(jié)構(gòu)如附圖5。熱壓板是一塊體內(nèi)鉆有數(shù)條沿平面方向平行并首尾相接通孔的金屬板。本例是在1515×1320×84mm厚鋼板上沿平面方向鉆有φ30mm平行孔15條，在平行孔兩端的垂直孔中相間的用絲堵堵死，形成首尾相接的通孔，由進汽孔〔32〕與排汽孔〔33〕把這條通孔連接起來，使加熱蒸汽，如附圖6所示的汽流通過熱壓板〔7〕。這種通汽加熱結(jié)構(gòu)使熱壓板加熱均勻，各點的溫差在0.1℃以下。這樣的熱壓板〔7〕共七塊，其中最上面的一塊固定在上墊板〔5〕的下面，最下面的一塊固定在下墊板〔6〕的上面，其余五塊分別支撐在左右梯形板〔16〕相應(yīng)的階梯上，七塊熱壓板，形成六個上下加熱并能隨油缸柱塞〔28〕上下移動而縮緊和張開的空腔。模具〔8〕的結(jié)構(gòu)如附圖7。是由模具體〔34〕和模具框〔35〕組成。模具體〔34〕采用厚鋼板加工成630×335×33mm空腔，表面要求精加工，光潔度在10，保證合模的密閉性和容易脫模。模具內(nèi)底表面加工成深為1.5mm梯形斷面的環(huán)形增料槽，使發(fā)泡體的表面平整豐滿。模具〔8〕共六套，分別放在上述的六個加熱腔的熱壓板上。蓋板〔9〕的結(jié)構(gòu)如附圖8。蓋板是一塊具有一個精加工平面的金屬薄板，大小與模具〔8〕配合。本例采用1.5mm鋼板，工作表面加工精度為10，只有這樣才能保證合模的密閉性，模內(nèi)才能承受住6kg／cm2的壓力，蓋板〔9〕共有六塊，分別固定在六塊熱壓板〔7〕的底面下。檔鐵〔17〕結(jié)構(gòu)如附圖10。檔鐵的長度L隨著層數(shù)位置的不同而變化，檔鐵固定在熱壓板〔7〕的兩端，支撐在梯形板〔16〕的階梯上。油缸〔10〕的結(jié)構(gòu)如附圖4。油缸采用柱塞式結(jié)構(gòu)，由缸體〔27〕、柱塞〔28〕、V型夾布橡膠密封圈〔29〕、導(dǎo)向套〔30〕構(gòu)成。柱塞直徑本例采用φ360mm，行程900mm。當工作油缸柱塞〔28〕向上運動時，推動下墊板〔6〕及最下面的熱壓板〔7〕并帶動模具〔8〕向上升起，隨著柱塞〔28〕的繼續(xù)上升，使六個模具與熱壓板從底層開始向上逐層疊壓式的閉合起來。當油缸柱塞〔28〕向下降落時，使熱壓板〔7〕從上層開始逐個與模具〔8〕離開，支撐在左右梯形板〔16〕相應(yīng)階梯上。卸荷閥〔18〕安裝在工作油缸〔10〕與油箱〔42〕中間的管路中。卸荷閥〔18〕的結(jié)構(gòu)如附圖3，它是由閥體〔19〕、閥芯〔21〕、彈簧〔22〕、閥套〔23〕、兩個排油管法蘭盤〔24〕、主排油管〔25〕、高壓油孔〔26〕構(gòu)成。卸荷閥〔18〕的兩個排油管法蘭盤〔24〕分別與兩組四只工作油缸油管〔15〕相連，主排油管〔25〕與油箱〔42〕相連，高壓油孔〔26〕通過電磁閥〔43〕控制與柱塞泵〔38〕油管接通。當發(fā)泡機處于合模發(fā)泡時，卸荷閥在彈簧〔22〕的作用下，閥芯〔21〕落在下部將連結(jié)兩組油缸油管〔15〕的通路堵死，系統(tǒng)壓力只能增加或保持不變。當發(fā)泡機發(fā)泡完畢需要卸荷降壓時，電磁閥〔44〕控制柱塞泵〔38〕的高壓油進入油孔〔26〕，將閥芯〔21〕頂起，使四只油缸〔10〕的壓力油通過卸荷閥排入油箱，將發(fā)泡機千余噸工作壓力在0.1秒鐘內(nèi)降到零、本例卸荷閥的伐芯〔21〕直徑采用230mm。

蒸汽加熱系統(tǒng)是由進汽管〔1〕、進汽分汽筒〔2〕、進汽金屬軟管〔3〕、排汽金屬軟管〔12〕、排汽集汽筒〔13〕、排汽管〔14〕組成。加熱蒸汽由進汽管〔1〕通過進汽分汽筒〔2〕，分成七路由金屬軟管〔3〕分別送到上下運動和固不動的七塊熱壓板〔7〕中，對六套模具〔8〕同時進行加熱。加熱后的蒸汽再分別由七個排汽金屬軟管〔12〕送到排汽集汽筒〔13〕，由排汽管〔14〕排出。

液壓系統(tǒng)是驅(qū)動發(fā)泡機工作的動力裝置，與電控系統(tǒng)配合，可以使發(fā)泡機根據(jù)第一次發(fā)泡生產(chǎn)工藝要求進行工作。它們包括齒輪油泵〔36〕、〔37〕，柱塞泵〔38〕，溢流閥〔39〕、〔40〕、〔46〕，電結(jié)點壓力表〔41〕，電磁閥〔43〕、〔44〕，單向閥〔47〕、〔48〕、〔49〕，油箱〔42〕及電控系統(tǒng)的時間繼電器，限位開關(guān)等。齒輪油泵〔36〕、〔37〕是低壓大流量泵，供液壓系統(tǒng)及工作油缸快速充油，柱塞泵〔38〕用于液壓系統(tǒng)的增壓。

高壓聚乙烯一次高發(fā)泡機組是這樣工作的：如附圖11。先將模具〔8〕的內(nèi)表面涂刷一層特制的脫模劑，再裝入一定數(shù)量的混煉混合物，起動齒輪油泵〔36〕、〔37〕和柱塞泵〔38〕，同時向工作油缸送油，油缸柱塞〔28〕帶動下墊板〔6〕、熱壓板〔7〕、模具〔8〕、蓋板〔9〕一起上升，逐層疊壓使六組模具與蓋板閉合，液壓系統(tǒng)的壓力不斷上升，當工作壓力上升至溢流閥〔39〕、〔40〕予先調(diào)整好的壓力（約16～20kg／cm2）時，它使齒輪油泵〔36〕、〔37〕自動卸荷，同時停止轉(zhuǎn)動。而柱塞泵〔38〕繼續(xù)運轉(zhuǎn)，向油缸〔10〕輸送壓力油，液壓系統(tǒng)油的壓力不斷升高，只需9秒鐘的時間壓力就上升到260kg／cm2，此時四只工作油缸〔10〕加在上下墊板〔5〕、〔6〕之間的熱壓板〔7〕、模具〔8〕、蓋板〔9〕上的壓力達一千余噸。在電結(jié)點壓力表〔41〕予定的上限壓力（260kg／cm2）的控制下，使柱塞泵〔38〕停止工作。與此同時，時間繼電器開始工作，使進汽管〔1〕的加熱蒸汽經(jīng)分汽筒〔2〕分成七路由進汽金屬軟管〔3〕送入七塊熱壓板〔7〕，再經(jīng)排汽金屬軟管〔12〕將廢汽排入集汽筒〔13〕，由排汽管〔14〕排出。由于加熱蒸汽開始對熱壓板〔7〕加熱，要求發(fā)泡機進入保持一定壓力的發(fā)泡階段。此期間若油缸〔10〕的工作壓力，由于某種原因下降，低于結(jié)點壓力表〔41〕調(diào)整的下限壓力（約250kg／cm2）時，則柱塞泵〔38〕自動起動，向油缸〔10〕充油，以維持液壓系統(tǒng)的正常工作壓力。在保持壓力的十分鐘內(nèi)，高壓聚乙烯樹酯在模具〔8〕內(nèi)完成第一次發(fā)泡反應(yīng)，時間繼電器停止工作，使進汽管關(guān)閉，停止加熱蒸汽供給，同時使溢流閥〔45〕、〔46〕打開，使工作油缸〔10〕和系統(tǒng)的壓力油少量流回油箱，液壓系統(tǒng)油的壓力開始下降，當系統(tǒng)工作壓力降低到170kg／cm2時，柱塞泵〔38〕重新起動，電磁閥〔43〕、〔44〕帶電動作，使柱塞泵的高壓油進入卸荷閥〔18〕的油孔〔26〕，克服彈簧〔22〕的壓力使閥芯〔21〕迅速提起，因為卸荷閥〔18〕卸荷流量很大，使四只油缸〔10〕的壓力油能迅速的排回油箱〔42〕，在0.1秒鐘內(nèi)油缸〔10〕的工作油壓力由260kg／cm2降到零，即加在熱壓板、模具、蓋板的壓力，由一千余噸降到零。在此0.1秒鐘的瞬間，經(jīng)過混煉的高壓聚乙烯樹酯，在模具〔8〕內(nèi)，體積驟然膨大20倍，完成了第一次發(fā)泡。隨著油缸內(nèi)壓力油排回油箱，油缸柱塞〔28〕開始下落，熱壓板〔7〕帶著模具〔8〕隨著柱塞〔28〕的下落被左右梯形板〔16〕相應(yīng)的階梯支撐住，使模具〔8〕與蓋板〔9〕從上至下逐層離開，六塊發(fā)泡體隨著模具的張開自行脫模。下墊板〔6〕隨著柱塞〔28〕下落，當碰到限位開關(guān)時，電磁閥〔43〕、〔44〕失電回復(fù)原位，柱塞泵〔38〕也停止工作，卸荷閥〔18〕的閥芯〔21〕在彈簧〔22〕的作用下回復(fù)原位。完成了第一次發(fā)泡。

本實用新型與日本三和株式會社同類發(fā)泡機相比具有如下的優(yōu)點。機體采用框架式結(jié)構(gòu)，與四導(dǎo)柱式結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固，容易加工制造，運行中沒有磨損，不需要維修，使用壽命長，液壓系統(tǒng)的工作油缸采用四只，與日本大尺寸的單缸相比具有缸體小，占地空間少，加工制造容易，工作壓力仍能滿足合模的要求，是符合我國國情的。熱壓板采用鉆孔式結(jié)構(gòu)，即能承受大的外壓力，又加熱均勻，表面各點加熱溫差不超過0.1℃。模具內(nèi)底面帶有梯形斷面的環(huán)形增料溝槽，使發(fā)泡體表面平整豐滿。由于脫模劑的配合使用，使發(fā)泡體能自行脫模。采用大尺寸的卸荷閥，能使工作油缸在0.1秒鐘的瞬間卸荷，發(fā)泡效果達20倍以上，效果比較理想。

附圖說明：

圖1、2為發(fā)泡機結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為卸荷伐結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為油缸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為熱壓板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為熱壓板汽流圖。

圖7為模具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為梯形板示意圖。

圖10為檔鐵示意圖。

圖11為液壓系統(tǒng)工作原理示意圖。