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聚氨酯喷涂设备_聚氨酯喷涂机结构特点_喷涂机浇注头

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发表时间:2018-05-24 15:55来源:聚氨酯制品手册

  对于一些大型的、表面形状复杂或不规则表面物件,采用通常的浇注工艺和设备处理表面是很困难的。例如,大型球形贮罐的表面需要包覆一层聚氨酯保温层。另外,对一些需要进行现场施工的情况,现有的高、低压发泡机使用不方便。所以,就需要用喷涂工艺和设备来解决这类问题。聚氨酯喷涂成型和一般涂料有一点相似之处,它们都采用喷射枪进行表面喷涂。但是,聚氨酯的喷枪比普通涂料喷枪复杂许多,并且喷枪和之相配的供料部分也是一个较复杂的设备。


  喷涂机在聚氨酯各类设备中有较为特别的结构特点。图1为喷涂机的基本结构和它的工作原理图。喷涂机和高、低压发泡机相比,有几个突出的不同点。


聚氨酯喷涂机的基本结构及工作原理.png

图1 聚氨酯喷涂机的基本结构及工作原理


  (1)喷涂机没有料循环系统


  一般高、低压机和软泡的连续发泡机都采用料罐原料——计量泵—浇注头—返回料罐这样一种料循环系统。这种料循环系统在经过浇注头以后一般有一回料管将料液返回料罐。如果喷涂机采用这样一种结构,喷枪上连接的料管就是4根,这对现场施工很不方便。所以,喷涂机采用对喷枪供料,不回料的结构。这样,喷枪上只有两根料(A、B料各1)管,使用方便。图1的结构是喷涂机的传统设计方案。但是,这并非是最好的、唯一的方案。


  (2)计量泵结构


  目前,高、低压发泡机的计量泵结构,都是采用定量泵和变速电机组合或变量泵和定速电机组合。喷涂机的计量泵结构和工作原理图如图3所示。供料泵在一普通电机带动下,将原料桶的原料泵入活塞缸,活塞在气缸作用下往复运动将料液送出到喷枪。活塞往上运动将上缸的料液推出,同时,下缸进料但不排出,同样,活塞向下运动时,下缸排出料液,上缸进料,这样,活塞不断上、下运动实现对喷枪连续不断供料。4个单向阀的安放比较巧妙地实现了供料、排料的单向控制。这种工作原理就像一个双向针管注射器。如果将A、B料计量泵视为2个注射器,那么,这2个注射器又是怎样实现配比和流量的调节?这是设计喷涂机的一个较为关键的技术问题。当然,各个设备制造单位都有一些独特的设计方案。这里,列举出一个设计方案,如图4所示,为了保证上、下缸进料,排料均匀一致,可将活塞、活塞杆及配比调节阀设计成对称结构。配比调节阀移动形成H值的变化。当A、B料分别调节Ha和Hb,即可获得所需配比。流量的调节较为简单,只需调节活塞运动的频率和时间即可。从图4中可看到活塞运动的过程,就是一个抽吸泵的运动过程。那么,为什么还需要一个供料泵供料?如果活塞运动的功率足够,抽空能力足够完全可以不用供料泵。但是,当活塞运动的功率不够,抽空能力不够那就需供料泵供料。这样,活塞就处在一个一推一拉的工作状态。


喷涂机的计量泵结构和工作原理.png

图2 喷涂机的计量泵结构和工作原理


喷涂机配比和流量调节设计.png

图3 喷涂机配比和流量调节设计


  喷涂机的浇注头如果采用与高、低压机类似的结构,使用非常不方便。所以,将它设计为手枪外形结构,具体结构见图4。枪体中控部分一个A、B料的混合腔。料控阀芯在不需喷料工作时将A、B料截断。此时,如果需要清洗混合腔,将气管的压缩空气或压缩空气与清洗液的混合液进行喷射清洗。调节旋钮、调节喷射阀芯,变更S的大小,可在喷料时形成不同的喷射角。喷料阀芯的运动由板机控制,这和一般的涂料、油漆喷枪动作即为相似。虽然,A、B料在枪体上的安放位置一般都在下方,方便使用。但图4中的A料进口则放置在枪体上方。喷涂机的喷枪存在喷料工作状态和喷料完毕进入清洗状态。图5为喷枪工作状态。此时,板机后拉,料控阀芯后移,A、B料喷入混合腔,在压缩空气喷射下将混合料液以雾状喷射到工件上。喷涂工作完毕清洗混合腔和喷口。


喷涂机喷枪具体结构.png

图4 喷涂机喷枪具体结构


喷枪的工作状态.png

图5 喷枪的工作状态


  喷涂机和所有聚氨酯浇注机一样,对料温,A、B料的配比,流量和压力等都需要进行自动控制。配比和流量控制上面已介绍过。喷涂机的料温控制如图2所示,是采用热交换器来实现的。这和一般高、低压机的温控方法及结构基本一样。喷涂机的压力调节和高、低压发泡机的压力调节有些不一样。高、低压发泡机的压力调节有些不一样。高、低压发泡机的压力调节阀,一般放在喷料阀到料罐之间循环回路上,就是对喷料阀喷口调“背压”。这样,调节压力和喷射压力基本一致。而对喷涂机来讲,它没有料循环回路,要调节喷料口的“背压”是不可能的,那么,只能在尽量靠近喷料口的地方,设计一个压力调节阀和卸荷通道。当需要进行压力调节时,将卸荷通道打开让料液经卸荷通道流回料桶。实际上,这也是让A、B料形成一个循环回路。有这样一个循环回路,压力调节阀就可进行喷射压力的调节。卸荷通道是一个可开关的通道。卸荷通道既可用来调节喷射压力,又可用来进行A、B料的配比测试,如图5所示。这样,可使喷料口压力和调节压力基本一致。如果A、B料之间的喷射压力差太大,会带来相互“窜料”,即压力高的料窜进压力低的料路,形成“意大利面条”。


喷涂机的压力调节阀和卸荷通道设计.png

图6 喷涂机的压力调节阀和卸荷通道设计


  从图1中,可以看到A、B料计量泵的活塞运动是在一个气缸带动下往复进行的。采用一个气缸带动两个活塞运动时为了保证A、B料计量泵的进料、排料同步一致,这和低压机控制结构基本一样。低压机是采用一个气缸连接一个齿条,齿条带动两个齿轮转动。齿轮和A、B料的喷料转阀连城一体。这样可保证A、B料在喷料时的同步性。气缸由一个气动电磁阀控制运动。气缸往复运动的频率和持续时间,由时间继电器控制。时间继电器可采用强电继电器,也可采用可编程控制器PLC的软继电器。


  图1是较为传统的聚氨酯喷涂设备的设计方案。图7是在传统设计方案基础上进行的一种改进设计方案。现在分析一下这两种设计方案之间的差别。将图1作为方案1,图7作为方案2采用集中加热,将料筒(A、B料)、计量泵、过滤器、部分料管均置于一个保温箱中进行集中加热保温。这样设计的好处如下。


喷涂设备的改进设计方案.png

图7 喷涂设备的改进设计方案


  (1)料温控制较理想


  方案1采用热交换器对A、B料进行料温控制,容易在供料泵、计量泵、喷枪等部位形成温差和温度死区。当B料采用TDI、PAPI原料喷涂时,这种温差带来的影响相对较小;当B料采用MDI(精)原料喷涂时,这样温控方式肯定不可行。因为,温差和温度死区很容易将MDI(精)凝固或半凝固。一旦形成凝固或半凝固物,喷涂质量会严重地受到影响。而采用方案2的温控方案,只有喷枪和部分料管没进入加热保温箱,其他零部件均处于同一加热保温箱中,就不会出现方案1的温度死区和温差现象。当喷涂结束,不工作时还可将喷枪和部分外露料管放入加热保温箱中,进行整体保温处理。这样,包括喷枪在内的所有零部件都不会出现温度死区。喷枪一旦出现温差和温度死区是一件很麻烦的事。


  (2)压力控制较好


  方案1在进行A、B料压调整和测试时较麻烦。方案2采用两个截流电磁阀将A、B料液引入循环状态,调整和测试料压就比较容易。当料压调整测试完成后,喷枪的板机启动,带动截流电磁阀工作,截流电磁阀将回流料路截断,计量泵泵出的料液,进入喷枪的混合腔混合后,进行喷涂工作。


  (3)结构简化、成本降低


  方案1计量泵的工作系统由供料泵、计量泵(往复抽吸泵)、气缸、电磁阀、电动机等组成。方案2计量泵系统由供料泵、变速电机组成。从图1和图7的比较中基本可看出,方案2结构简化较为明显。


  (4)使用方便


  喷涂工作一般用于现场施工。所以方案2采用一个推车结构,将推车推到施工现场,从保温箱中取出喷枪即可工作。工作完毕将喷枪放入保温箱保温即可。


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