[发明专利]气体发泡剂流量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体发泡剂流量的控制系统和控制方法，更具体地涉及采用气体物理发泡剂加工热塑性泡沫塑料时对发泡剂流量的控制系统。

背景技术

或由于结构的需要，或由于功能的需要如隔热、隔音等，或出于节约原材料成本的目的，越来越多地使用热塑性塑料发泡成型制品。在发泡成型时，如挤出、注射或其它成型方式，一种已知的方法是采用化学发泡剂与热塑性树脂混炼，并严格控制工艺参数。然而在使用化学发泡剂时一方面要求工艺控制非常严格，另一方面存在制品中有发泡剂残留物、模具腐蚀以及制品后续使用时受环境要求的限制，因此越来越多地发泡制品模塑成型商倾向于使用气体物理发泡剂，特别是在线将惰性气体发泡剂，如氮气、二氧化碳等直接引入到挤出机的熔融热塑性树脂中，经过混合形成均匀的可发泡热塑性树脂混合物，然后成型。然而在采用物理发泡剂进行发泡加工时，发泡剂的注入剂量及其稳定性直接影响到发泡制品的质量稳定性。

在已知的采用气体物理发泡剂加工泡沫制品时，常用的方法是将发泡剂气体直接从气体钢瓶或升压到一定的压力后用减压阀加入。采用此种方法时，加工装置内的熔融树脂的压力波动会造成注入到加工装置中的流量变化，甚至在熔融聚合物的压力高于气体压力时不能注入发泡剂，这样会导致发泡剂量注入量不均匀，从而导致发泡制品的质量不稳定。如中国专利文献公开号为CN1102490C中，揭示了一种超临界二氧化碳作为发泡剂的注入方法，这种方法解决了注入液态二氧化碳发泡剂的一些问题，然而该文献没有揭示气态二氧化碳发泡剂的计量和注入问题，并且也没有揭示解决聚合物熔体压力波动时引起的注入到聚合物中发泡剂流量的波动问题以及由泵送间隙波动引起的发泡剂输送的不稳定的方法。另，中国专利文献公开号为CN1446145A文件中提出了一种发泡剂计量系统和方法，在该文献中体现的控制方法是采用测量固定节流孔两端的压力差以及压差和流速的关系来调节节流孔前端的压力。然而采用这种方法时，一方面，压差和流量的关系不是线性关系，仅考虑改变压差是很难精确地控制流量；另一方面，固定的节流孔仅能在一个狭窄的范围内控制流量，在超出这个范围后，流量计量不稳定，该专利申请所公开的技术在应用方面明显有局限性。

发明内容

本发明目的是根据上述现有技术的不足以及存在的问题，通过同时对输出流量和输出温度进行闭环控制，能保证在熔体压力大幅变化时保持流量充分稳定，通过调节和锁定节流阀，实现大范围内精确控制输出的流量，为稳定控制发泡剂量和稳定控制发泡制品质量提供一种解决方法。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

本发明所述的一种气体发泡剂流量控制系统，包括由进口截止阀1、高压容器2、减压阀3、电磁比例阀4、高压伺服阀7、可调节节流阀8、压力传感器9和10、发泡剂温控模块11、温度传感器12、数据处理和控制模块5、操作界面6，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆组成；其中进口截止阀1、高压容器2、高压伺服阀7、可调节节流阀8、发泡剂温控模块11按顺序用压力管道串联连接，在高压伺服阀7和可调节节流阀8之间的管道上设置压力传感器9，和在可调节节流阀8和发泡剂温控模块11之间设置压力传感器10，在靠近发泡剂温控模块11的发泡剂出口处设置一个温度传感器12，其中减压阀3与电磁比例阀4组合连接，电磁比例阀4的出口与高压伺服阀7的先导气体接口连接，减压阀3的进口与压力气体连接。

本发明的优点是，本发明该系统可以用来根据设定的向加工装置注入的发泡剂流量和温度值，采用闭环控制发泡剂气体的流量和温度，精确而均匀地将发泡工艺所需的发泡剂流量引入聚合物中。

附图说明

附图1为本发明系统结构示意图；

附图2为本发明使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其相关特征作进一步说明：

如附图1、2示，其中标号1-17分别表示，1-截止阀、2-高压容器、3-减压阀、4-电磁比例阀截止阀、5-数据处理和控制模块、6-操作界面、7-高压伺服阀、8-可调节节流阀、9和10-压力传感器、11-发泡剂温控模块、12-温度传感器、13-高压气源、14-树脂加工装置的机筒、15-发泡剂引入口、16-螺杆、17-混合元件。