一種高效發(fā)泡設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及材料發(fā)泡領(lǐng)域，具體涉及一種高效發(fā)泡設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚烯烴發(fā)泡材料在生產(chǎn)過程中常采用發(fā)泡爐進(jìn)行發(fā)泡，傳統(tǒng)的發(fā)泡爐采用熱風(fēng)、 蒸汽等方式提供發(fā)泡所需要的高溫環(huán)境，通常發(fā)泡爐通過電磁加熱或燃料加熱等方式對(duì)爐 內(nèi)進(jìn)行熱傳導(dǎo)式的加熱升溫，來達(dá)到發(fā)泡溫度。然而，這種加熱方式效果差，發(fā)泡材料在爐 內(nèi)的運(yùn)輸速度慢，爐膛體積大，且加熱爐進(jìn)出口的熱量損失會(huì)對(duì)爐內(nèi)的發(fā)泡效果造成巨大 的影響。
[0003] 例如，公告號(hào)為CN1799809A公開的一種輻射交聯(lián)聚烯烴發(fā)泡設(shè)備和公告號(hào)為 CN201195371Y公開的一種聚烯烴卷材發(fā)泡設(shè)備，采用水平預(yù)熱和豎直發(fā)泡爐的方式對(duì)聚烯 烴材料進(jìn)行加熱發(fā)泡，然而其存在以下問題：1、加熱速度慢，加熱能耗高。2、加熱過程中爐 內(nèi)的熱氣無法充分利用。3、垂直發(fā)泡段較長(zhǎng)，發(fā)泡材料在垂直發(fā)泡時(shí)，在重力作用下會(huì)有一 定的拉長(zhǎng)，不利于產(chǎn)品的定型。4、垂直爐內(nèi)設(shè)置有展開裝置，對(duì)發(fā)泡材料展開的同時(shí)會(huì)造成 材料表面的損害，影響成品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的，是為了解決【背景技術(shù)】中的問題，提供一種高效發(fā)泡設(shè)備。
[0005] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的： 一種高效發(fā)泡設(shè)備，包括，上料裝置、加工室和收料裝置，所述加工室包括:用以材料發(fā) 泡的加熱區(qū)和用以材料定型的冷卻區(qū)，加熱區(qū)和冷卻區(qū)上下相連且所述加熱區(qū)設(shè)置在冷卻 區(qū)的上方;所述加熱區(qū)包括，豎直向下的長(zhǎng)條形截面的發(fā)泡通道以及用以所述發(fā)泡通道內(nèi) 材料加熱的加熱系統(tǒng);所述加熱系統(tǒng)包括，波源發(fā)射器、波導(dǎo)管和饋能口，所述波源發(fā)射器 設(shè)置在所述發(fā)泡通道外，所述饋能口設(shè)置在所述發(fā)泡通道的側(cè)壁上，所述波導(dǎo)管的兩端分 別與所述波源發(fā)射器和饋能口相連;所述加熱區(qū)和冷卻區(qū)之間設(shè)置有隔離帶。所述波源發(fā) 射器為磁控管，磁控管產(chǎn)生微波，在波導(dǎo)管的傳遞下從饋能口進(jìn)入發(fā)泡通道對(duì)物料進(jìn)行加 熱，由于微波加熱為無介質(zhì)的加熱方式，相比傳統(tǒng)電加熱或燃?xì)饧訜岬姆绞郊訜崴俣雀?快速，所需要的加熱空間較小，材料在加熱區(qū)內(nèi)的形變量小，此外，加熱區(qū)和冷卻區(qū)的直接 相連，保證了發(fā)泡完畢后，材料直接冷卻定型，進(jìn)一步減少了加工過程中的形變，提高了成 品質(zhì)量。
[0006] 作為優(yōu)選，所述發(fā)泡通道包括多個(gè)諧振區(qū)域，所述諧振區(qū)域上下排列;所述每個(gè)諧 振區(qū)域內(nèi)均單獨(dú)匹配有獨(dú)立的加熱系統(tǒng)，諧振區(qū)域之間設(shè)置有隔板，多個(gè)諧振區(qū)域可以實(shí) 現(xiàn)多溫度段的控制加熱，便于發(fā)泡參數(shù)的控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007] 作為優(yōu)選，所述諧振區(qū)域?yàn)榫匦瘟Ⅲw結(jié)構(gòu)，所述饋能口對(duì)稱分布在諧振區(qū)域水平 相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上，且每個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)饋能口。
[0008] 作為優(yōu)選，所述諧振區(qū)域的各邊長(zhǎng)與所述波源發(fā)射器發(fā)射波長(zhǎng)滿足如下關(guān)系：

其中f為發(fā)射波頻率，C為光速，m、η、p為自然數(shù)，a、b、h為諧振區(qū)域的長(zhǎng)寬高。該條件確 立的諧振區(qū)域與發(fā)射波長(zhǎng)之間的關(guān)系可以保證，微波在諧振區(qū)域形成駐波，使得諧振區(qū)域 內(nèi)固定位置接收到的微波能量恒定，達(dá)到更加穩(wěn)定的加熱效果。
[0009] 作為優(yōu)選，所述發(fā)射波的震動(dòng)頻率f為900MHz~2500MHz，發(fā)射功率為50~500KW， 諧振區(qū)域內(nèi)包括有ΤΜ0ΠΚΤΜ011、TE111、TM110和TE211模式中的一種或幾種模場(chǎng)，多?；旌?可以提高諧振區(qū)域內(nèi)的加熱均勻性。
[0010] 作為優(yōu)選，作為優(yōu)選，所述饋能口為圓盤形，所述波導(dǎo)源設(shè)置在饋能口圓盤的中 心，饋能口上設(shè)置有若干隙縫，隙縫為長(zhǎng)方形，隙縫以直線方式排列成多組，隙縫以圓盤圓 心為中心呈發(fā)射狀排列，隙縫沿著發(fā)射線排列成多個(gè)組，其中每條發(fā)射線上的隙縫隨著距 離圓心距離的增加其長(zhǎng)度也逐漸增加。所述發(fā)射線上的隙縫數(shù)量為3-8條，相鄰隙縫之間的 距離為導(dǎo)波波長(zhǎng)一半的正整數(shù)倍。用以保證每條隙縫輻射出來的微波功率相等，保證穩(wěn)定 的加熱效果 作為優(yōu)選，所述發(fā)泡通道的上下端分別設(shè)置有條縫形的物料進(jìn)口與物料出口，所述發(fā) 泡通道內(nèi)壁設(shè)置有反射層，所述物料進(jìn)口與物料出口設(shè)置有微波抑制器，聚烯烴發(fā)泡材料 多為扁平帶狀，條縫形設(shè)置有微波抑制器的物料進(jìn)口與物料出口可以在保證發(fā)泡材料通過 的情況，防止微波逸出，提高熱效率，反射層用以減少微波損耗，進(jìn)一步提高加熱效率。
[0011] 作為優(yōu)選，所述諧振區(qū)域內(nèi)設(shè)置有溫控器，所述溫控器包括溫度檢測(cè)器和功率調(diào) 節(jié)器，溫度檢測(cè)器用以檢測(cè)各個(gè)諧振區(qū)域內(nèi)的溫度，并且通過功率調(diào)節(jié)器改變磁控管的功 率從而控制溫度。
[0012] 作為優(yōu)選，所述上料裝置包括出料棍和放卷機(jī)構(gòu)，所述出料棍設(shè)置在所述物料進(jìn) 口的上方;所述收料裝置包括定型輥組、牽引輥組和收卷機(jī)構(gòu)，所述定型輥組設(shè)置在冷卻區(qū) 內(nèi)位于物料出口下方的位置，且所述定型輥組內(nèi)設(shè)置有用以保持定型輥組與發(fā)泡材料接觸 面冷卻狀態(tài)的冷卻通路。所述定型輥組包括多對(duì)兩兩相對(duì)且具有不同壓力的定型輥組成， 用以多次反復(fù)定型，冷卻通路用以保持定型輥組表面的冷卻，從而提高定型效果。
[0013] 作為優(yōu)選，所述隔離帶包括用以防止發(fā)射波進(jìn)入冷卻區(qū)的吸收反射層和用以隔絕 加熱區(qū)熱量進(jìn)入冷卻區(qū)的隔熱層，所述吸收反射層采用不銹鋼微波抑制板，所述隔熱層采 用石棉板。防止微波泄漏的同時(shí)隔絕熱量，保證了冷卻區(qū)的定型效果。
[0014] 綜上所述，本發(fā)明的有益效果： ①本發(fā)明所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，采用相互連接的加熱區(qū)和冷卻區(qū)，使得發(fā)泡材料 的冷卻定型效果好，且通過隔離帶使得加熱區(qū)和冷卻區(qū)之間互不影響。
[0015] ②本發(fā)明所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，利用微波加熱，加熱速度快，設(shè)置諧振腔使 得物料加熱更加均勻，有效提高了發(fā)泡效率。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明中諧振區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明中加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明中隙縫的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù) 人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在 本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
[0018] 下面結(jié)合附圖以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019] 實(shí)施例1: 根據(jù)圖1、圖2、圖3所示，一種高效發(fā)泡設(shè)備，包括，上料裝置1、加工室2和收料裝置3，加 工室2包括:用以材料發(fā)泡的加熱區(qū)4和用以材料定型的冷卻區(qū)5,加熱區(qū)4和冷卻區(qū)5上下相 連且加熱區(qū)4設(shè)置在冷卻區(qū)5的上方;加熱區(qū)4包括，豎直向下的長(zhǎng)條形截面的發(fā)泡通道6以 及用以發(fā)泡通道6內(nèi)材料加熱的加熱系統(tǒng)7;加熱系統(tǒng)7包括，波源發(fā)射器71、波導(dǎo)管72和饋 能口 73，波源發(fā)射器71設(shè)置在發(fā)泡通道6外，饋能口 73設(shè)置在發(fā)泡通道6的側(cè)壁上，波導(dǎo)管72 的兩端分別與波源發(fā)射器71和饋能口 73相連;加熱區(qū)4和冷卻區(qū)5之間設(shè)置有隔離帶21。其 中波源發(fā)射器71為磁控管，波導(dǎo)管72為金屬管。
[0020] 發(fā)泡通道6包括三個(gè)諧振區(qū)域601，諧振區(qū)域601上下排列，自上而下分別用以預(yù) 熱、發(fā)泡和保溫，每個(gè)諧振區(qū)域601內(nèi)均單獨(dú)匹配有獨(dú)立的加熱系統(tǒng)7,諧振區(qū)域601之間通 過隔板602隔開。諧振區(qū)域601為矩形立體結(jié)構(gòu)，饋能口 73對(duì)稱分布在諧振區(qū)域601水平相對(duì) 的兩個(gè)側(cè)壁上，且每個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有多個(gè)饋能口 73。諧振區(qū)域601的各邊長(zhǎng)與饋能口 73發(fā)射 波的頻率f為2450MHz，功率50kw，諧振區(qū)域601長(zhǎng)寬高分別為200cm、40cm和35cm。
[0021] 根據(jù)圖3、圖4所示，饋能口 73為圓盤形，波導(dǎo)源設(shè)置在饋能口 73圓盤的中心，饋能 口 73上設(shè)置有若干隙縫731，隙縫731為長(zhǎng)方形，隙縫731以直線方式排列成多組，隙縫731以 圓盤圓心為中心呈發(fā)射狀排列，隙縫731沿著發(fā)射線排列成多個(gè)組，每組發(fā)射線上的隙縫 731數(shù)量為5條，相鄰隙縫731之間的距離為73.5mm，隙縫731寬度為6mm，隙縫731長(zhǎng)度XI為 17.58_，父2為19.14臟，父3為21.03_，父4為24.06_，父5為28.56_。
[0022]發(fā)泡通道6的上下端分別設(shè)置有條縫形的物料進(jìn)口 61與物料出口 62,發(fā)泡通道6內(nèi) 壁設(shè)置有反射層63,物料進(jìn)口 61與物料出口 62設(shè)置有微波抑制器，聚烯烴發(fā)泡材料多為扁 平帶狀，條縫形設(shè)置有微波抑制器的物料進(jìn)口 61與物料出口 62可以在保證發(fā)泡材料通過的 情況，防止微波逸出，提高熱效率，反射層63用以減少微波損耗，進(jìn)一步提高加熱效率。 [0023] 諧振區(qū)域601內(nèi)設(shè)置有溫控器，溫控器包括溫度檢測(cè)器和功率調(diào)節(jié)器，控制三個(gè)諧 振區(qū)域601內(nèi)的溫度由上倒下依次為120 °C、160 °C和140 °C。
[0024] 上料裝置1包括出料棍11和放卷機(jī)構(gòu)12，出料棍11設(shè)置在物料進(jìn)口 61的上方;收料 裝置3包括定型輥組31、牽引輥組32和收卷機(jī)構(gòu)33,定型輥組31設(shè)置在冷卻區(qū)5內(nèi)位于物料 出口 62下方的位置，且定型輥組31內(nèi)設(shè)置有用以保持定型輥組31與發(fā)泡材料接觸面冷卻狀 態(tài)的冷卻通路311。
[0025] 隔離帶21包括用以防止發(fā)射波進(jìn)入冷卻區(qū)5的吸收反射層211和用以隔絕加熱區(qū)4 熱量進(jìn)入冷卻區(qū)5的隔熱層212,吸收反射層211采用不銹鋼微波抑制板，隔熱層212采用石 棉板。防止微波泄漏的同時(shí)隔絕熱量，保證了冷卻區(qū)的定型效果。
[0026] 實(shí)施例2: 與上述實(shí)施例1不同之處在于，發(fā)泡通道6包括一個(gè)諧振區(qū)域601。諧振區(qū)域601為矩形 立體結(jié)構(gòu)，饋能口 73對(duì)稱分布在諧振區(qū)域601水平相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上，且每個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有 多個(gè)饋能口 73。諧振區(qū)域601的各邊長(zhǎng)與波源發(fā)射器71發(fā)射波的震動(dòng)頻率f為915MHz，功率 為1 OOkw，諧振區(qū)域601長(zhǎng)寬高分別為150cm、50cm和100 cm。諧振區(qū)域601內(nèi)設(shè)置有溫控器，溫 控器包括溫度檢測(cè)器和功率調(diào)節(jié)器，控制諧振區(qū)域601內(nèi)的溫度為160°C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效發(fā)泡設(shè)備，包括，上料裝置（1)、加工室(2)和收料裝置(3)，其特征在于，所 述加工室(2)包括：用以材料發(fā)泡的加熱區(qū)（4)和用以材料定型的冷卻區(qū)（5)，加熱區(qū)（4)和 冷卻區(qū)（5)上下相連且所述加熱區(qū)（4)設(shè)置在冷卻區(qū)（5)的上方;所述加熱區(qū)（4)包括，豎直 向下的長(zhǎng)條形截面的發(fā)泡通道(6)以及用以所述發(fā)泡通道(6)內(nèi)材料加熱的加熱系統(tǒng)(7); 所述加熱系統(tǒng)(7)包括，波源發(fā)射器(71)、波導(dǎo)管(72)和饋能口（73)，所述波源發(fā)射器(71) 設(shè)置在所述發(fā)泡通道(6)外，所述饋能口（73)設(shè)置在所述發(fā)泡通道(6)的側(cè)壁上，所述波導(dǎo) 管(72)的兩端分別與所述波源發(fā)射器(71)和饋能口（73)相連;所述加熱區(qū)（4)和冷卻區(qū)（5) 之間設(shè)置有隔離帶(21)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)泡通道(6)包括多個(gè) 諧振區(qū)域(601)，所述諧振區(qū)域(601)上下排列;所述每個(gè)諧振區(qū)域(601)內(nèi)均單獨(dú)匹配有獨(dú) 立的加熱系統(tǒng)(7)，諧振區(qū)域(601)之間設(shè)置有隔板(602)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述諧振區(qū)域(601)為矩形 立體結(jié)構(gòu)，所述饋能口（73)對(duì)稱分布在諧振區(qū)域(601)水平相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上，且每個(gè)側(cè)壁 上設(shè)置有多個(gè)饋能口（73)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述諧振區(qū)域(601)的各邊 長(zhǎng)與所述饋能口（73)發(fā)射波長(zhǎng)滿足如下關(guān)系：其中f為發(fā)射波頻率，c為光速，m、η、p為自然數(shù)，a、b、h為諧振區(qū)域(601)的長(zhǎng)寬高。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)射波的震動(dòng)頻率f為 900MHz ~2500MHz，發(fā)射功率為 10 ~100KW。6. 根據(jù)權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述饋能口（73) 為圓盤形，所述波導(dǎo)源設(shè)置在饋能口（73)圓盤的中心，饋能口（73)上設(shè)置有若干隙縫 (731)，隙縫(731)為長(zhǎng)方形，隙縫(731)以直線方式排列成多組，隙縫(731)以圓盤圓心為中 心呈發(fā)射狀排列，隙縫(731)沿著發(fā)射線排列成多個(gè)組，其中每條發(fā)射線上的隙縫(731)隨 著距離圓心距離的增加其長(zhǎng)度也逐漸增加，所述發(fā)射線上的隙縫(731)數(shù)量為3-8條，相鄰 隙縫(731)之間的距離為導(dǎo)波波長(zhǎng)一半的正整數(shù)倍。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)泡通道(6)的上下端 分別設(shè)置有條縫形的物料進(jìn)口（61)與物料出口（62)，所述發(fā)泡通道(6)內(nèi)壁設(shè)置有反射層 (63 )，所述物料進(jìn)口（61)與物料出口（62)設(shè)置有微波抑制器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述諧振區(qū)域(601)內(nèi)設(shè)置 有溫控器，所述溫控器包括溫度檢測(cè)器和功率調(diào)節(jié)器。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述上料裝置（1)包括出料 棍(11)和放卷機(jī)構(gòu)（12)，所述出料棍(11)設(shè)置在所述物料進(jìn)口（61)的上方； 所述收料裝置（3)包括定型輥組（31)、牽引輥組（32)和收卷機(jī)構(gòu)（33)，所述定型輥組 (31)設(shè)置在冷卻區(qū)（5)內(nèi)位于物料出口（62)下方的位置，且所述定型輥組(31)內(nèi)設(shè)置有用 以保持定型輥組(31)與發(fā)泡材料接觸面冷卻狀態(tài)的冷卻通路(311)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種高效發(fā)泡設(shè)備，其特征在于，所述隔離帶（21)包括用以 防止發(fā)射波進(jìn)入冷卻區(qū)（5)的吸收反射層(211)和用以隔絕加熱區(qū)（4)熱量進(jìn)入冷卻區(qū)（5)
【專利摘要】本發(fā)明涉及材料發(fā)泡領(lǐng)域，具體涉及一種高效發(fā)泡設(shè)備，包括，上料裝置、加工室和收料裝置，所述加工室包括：用以材料發(fā)泡的加熱區(qū)和用以材料定型的冷卻區(qū)，加熱區(qū)和冷卻區(qū)上下相連且所述加熱區(qū)設(shè)置在冷卻區(qū)的上方；所述加熱區(qū)包括，豎直向下的長(zhǎng)條形截面的發(fā)泡通道以及用以所述發(fā)泡通道內(nèi)材料加熱的加熱系統(tǒng)；所述加熱系統(tǒng)包括，波源發(fā)射器、波導(dǎo)管和饋能口，所述波源發(fā)射器設(shè)置在所述發(fā)泡通道外，所述饋能口設(shè)置在所述發(fā)泡通道的側(cè)壁上，所述波導(dǎo)管的兩端分別與所述波源發(fā)射器和饋能口相連；所述加熱區(qū)和冷卻區(qū)之間設(shè)置有隔離帶。
【IPC分類】B29K23/00, B29C44/28, B29C44/34
【公開號(hào)】CN105711024
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610148762
【發(fā)明人】張鏷
【申請(qǐng)人】浙江潤(rùn)陽新材料科技股份有限公司