聚氨酯高压发泡机混合头

1、混合头

韩国新晟PU技术设备株式会社(SHINSUNG) 设计的PU高压混合头，采用特殊合金材料制作而成,坚固耐用.多次循环冲撞流量的设计,充分均匀的原料混合. 高质量保证产品的品质。高压发泡机上最核心的部件就是混合头。枪头的任务就是把两种 (最多可达四种组分)原料在混合头内进行充分均匀的混合，以获得好的发泡效果。原料在混合室中只会停留一刹那，要在这么短促的时间内达到均匀混合的效果，原料就必须具有强大的动能经对方猛力冲击。为了取得高动能，只好把喷嘴的孔径缩小，阻力增加，这当然也就把原料压力提高了。第 一代的混合枪头只有一个活塞,既要负责混合、清洗, 又要考虑不让原料高速吐出 (喷溅)。折衷之后，只好把活塞杆直径增大，造成开枪速度慢，导致初出原料经常出现混合不均匀的现象。为了解决这一难题、新晟PU技术设备株式会社设计了第二代L型混合头。

2、混合室

L型枪头以两个活塞工作原理。使小活塞尽量缩小，以便取得更好的混合均匀度。混合室其实就是小活塞后退所腾出的空间。如果太大了，原料在冲击时能量减少了就不能很好的混合了。混合好了的原料继续往前，通过90°的通道而进人大活塞腾出的空间 。大活塞尽量放大，让原料以较低的前进速度吐出、来降低喷溅。由于L型结构及大口径吐出口大大地削减了喷溅度，所以可以进行开模灌注，使生产工艺更加简单、更理想。尤其是一些形状古怪,或大体积的产品，更加需要开模,让枪头在浇注期中移动使原料更均匀的分布在模腔内。像汽车座垫是双密度的 (两翼较硬，中垫较软) ，就必须用4组份混合头同时在模腔内浇注，就更加需要开模浇注了。

2.1. 原料的压力是因为喷射嘴孔径缩小所造成的 ，就在喷射嘴孔径处，静能(压力)完全转变为动能(速度)，原料的压力刹时间消失的无影无踪.原料在进入模腔时就像是打开水龙头那样、流入模腔四周。

2.2. 原料只是填充部份模腔，剩余空间是靠稍后发泡时填满的，所以模具在浇模时并没有承受到压力。过后在发泡时模具所承受的膨胀压力，就得看原料内含发泡剂的数量 ，但通常都在不大于l ㎏／c㎡，所以模具的设计承压都在1．5 - 2．0 ㎏／c㎡间。  

3、喷嘴设计

3．1．很多人都有一种错误的概念，那就是高压泵就应该是任何时候都是在高压状态下操作。其实高压泵是指它有能力克服较大的阻力，

3．2．压力就是流程管道中的阻力，那阻力又是从何处来的呢? 那就是喷嘴了。大体上说，喷嘴分为两大类——固定式与自调式。

3．3．固定式喷嘴：喷嘴一旦设定后，孔径就不会再变动，原料流量有 所变动时，压力就跟着波动

3.4.圆锥型喷嘴：为了减少压力波动的敏感度，喷针及喷嘴做成圆锥型，同样的喷针移动量所带来的孔径变动量相对的减少，这是好处。但它同时带来一个缺点,喷针与喷嘴间的锥型通道制造了阻力,为了取得同样的原料动能(同样的孔径切面积),压力就要大幅度提高了。

3．5．喷嘴材质

一般的硬泡、软泡,自结皮的原料，不含填充料，经过滤清器后,洁净度都比较好，对喷嘴的磨损不会很严重.喷嘴只要经过好好的热处理就能有较长的寿命.但在生产软泡座垫时有要求加入填充料 ( 某种塑料粉 malamine powder ) 以提高座垫的阻燃性。这样对喷嘴很不利，因为这些粉状物是以 ＞100米／秒的速度冲出喷嘴，磨蚀性很强 。

3．6．自调式。 L’orange nozzle，喷嘴。

这个喷嘴设计是通过撞针往前推 ，受到原料的压力能延伸、收缩来调节喷嘴的孔径。原料流量增加时，喷嘴需要增大切面积以维持相同的压力,于是撞针就只好往后退。撞针后退0．5mm就能扩大切面积不少，应力却并增加太多。这就是为什么压力变动看起来比较稳定。目前新晟PU技术设备株式会社采用自调式喷嘴结构。

3．7．为了使原料混合的更好同时使喷嘴更靠近小活塞，我们把喷嘴的前面 A部份机加工成梯级形，喷嘴的定位座也同时作了一点修改(前端的间距套稍短)，新的喷嘴除了前端机加工之外，同时亦增加原料通道，从原来的1通道增加到8通道。于是阻力减少了，更适合于高粘度的原料。

4．  意大利面条现象

1.L型枪头的小活塞的左右两面，原料有时是以150bar压力流动，而这个小活塞与外套之间的有一个间隙，这个间隙不能太大也不能太小 。太小了，摩擦力高，小活塞行动不灵敏  ；太大了，原料就互混发泡堵塞。原料在小活塞回流槽流过时的压力损耗，高粘度的多元醇的压力损耗可达20bar，而低粘度的黑料却不过是5 bar，这一来，小活塞的左右两面就产生一个15 bar  (20-5) 的压力差，于是较高压的A料就会有微量渗漏到较低压区的B料。 在这里 ,AB料就反应成 PU，但发不起泡，因为这里的压力( 2bar—150bar) 是高过一般PU发泡时的压力(不超过lbar) , 这些反应后的 PU就随着黑B料回流管回到原料桶内，最终将被自清洁过滤器挡住。但在渗漏较为严重的情况下 ，反应后的 PU亦有可能沾附在管壁上逐渐延长，最后形成一条从小活塞旁槽直通桶内的面条，如有发现这个现象，就要定期松开B料的回流管 ，把面条取出，并清理小活塞旁槽，要不然面条越长越大，把B料管道堵塞了，于是B料压力增高，最后还会完全堵塞。这个渗漏过程只不过是维持在高压循环的一小段时间内 (约3至4秒)。小活塞后退，浇注一开始，就不再渗漏了。别小看了这3秒钟的渗漏，经过数千万次的3秒钟,点点滴滴的慢慢形成了面条。由于面条是由黑白料粘度差距大所造成，基本上是无法避免的，只有定期清理来解决。

2.第二个造成意大利面条现象：小活塞是应该关闭得比大活塞快 。事实上,小活塞只需0.01秒就关闭完毕,而大活塞则受到控制,必须1.00秒左右才完全关闭。 由于大小活塞同时启动，如果大活塞关得快 ，在小活塞还没有完全关闭之前就冲过了 C 距离 ，也就是通向外界的通路封闭了，还留在小活塞前端的余料就无出路了 。小活塞继续前走 ，这些走投无路的混合料就只好挤向大小活塞与套缸间的间隙 ，结果就流入黑白两料的回流管内 ，结果就是两边管子都产生面条。由于小活塞是一头大(200bar)，另一头小( P =200 x6．76倍 =1352 bar)，在这么高的压力下，原料是有能力挤过间隙的。为了永远解决这个问题，所以设备都改为用两个电磁阀，分别来控制大小活塞。在收枪的时刻，就可以做到确保小活塞完全关闭后才开始启动大活塞。 要消除这个俗称意大利面条的现象,只好降低A料粘度,或尽量减少原料在小活塞侧槽内的压力损耗。

5、L型混合头大活塞冲程调整

在 L型混合头里 ，AB两料在喷嘴以高速冲出互碰而混合。但如果原料粘度高，前进速度不足或流量太小而混合不均匀。离开了喷嘴前的一小段混合室，原料就进入层流状态，不会再有能量作二次混合.为了制造二次混合的机会，就必须要调整大活塞冲程。这一来就缩小混合室的出口，强迫混合料以高速扰流进入层流室。经过这第二次混合原料就更均匀了。(感应开关装配：提起大活塞后，然后慢慢旋转感应开关拧下去，到感应到大活塞检测杆2㎜亮红灯为至，感应开关调试完毕。小活塞感应开关装配调试和上述动作一样)

6、浇注设置：

1.将控制混合头按钮放至无料位置上、关闭POL.ISO电机。启动液压站进行无料注射、(大活塞自洁) 检查大活塞提升、下降动作是否正确。用一杯DOP放在浇注口内让它吸入、重复上下进行3-5次。起到润滑清理残渣。

2. 将按钮放至手动模式、起动POL.ISO泵进行高压循环。分别调正POL.ISO原料压力状态。调正POL.ISO进料针阀、顺时针旋转增加压力、相反即降低压力。正常保持在10-12MPa。尽量保持两喷嘴进料压力相同。高压循环时间连续工作不得超过30秒。

3. 测量原料比例、可进入测料界面、测量POL时、关闭ISO电机及全部ISO阀、将ISO混合头进料针阀顺时针旋转到底、确定针阀完全关闭状态。起动POL泵、调正原料压力10MPa、开始注料、进行料比测量克/秒。测量ISO原料比例方法和测量POL方法相同。

7、混合头维护：

韩国新晟高压混合头系高精度，高精密部件，经过特殊的热处理工艺，保证产品的表面硬度，使混合头更耐磨耐用。设计使用寿命在30万次以上。在质保期内除常规的维护和拆卸、清洁工作外，不充许进行任何未经供货方许可的拆卸和违规使用、严禁用外力敲打大小活塞杆，否则将失去质量保证。

    使用过程中的维护工作包括：

1、定期或必要时清洁混合头、在使用一段时间后，由于聚氨酯残余反应物不断积累，会导致混合头上如下部位发生堵塞，使组分压力升高或不稳定甚至造成超压停机：

——混合头喷嘴内

——混合头循环回流槽内

——连接到混合头的组分管道内

上述堵塞会使得组分压力升高或不稳定变化，影响正常的浇注和混合效果，甚至会造成超压停机。

一旦出现上述情况，必须对混合头进行清洁工作。步骤如下：

——设备停机、卸压（包括组分、液压系统）

——关闭混合头上所有组分、液压管路的球阀，拆掉所有管道，卸下混合头

——拆卸喷嘴，检查堵塞情况，并用DOP清洗

注意：

1：严禁用外力敲打混合室主体及大小活塞。严禁用明火烧烤混合机头(未经厂家同意，严禁拆装大小   活塞及混合室主体)

2：操作时要防止损坏密封圈；

3：两组分喷嘴应置于不同的DOP容器中清洗，防止混用。

——检查混合头回流槽堵塞情况，可使用Φ1.5mm左右的细钢丝清洁回流槽并将混合头前部浸入DOP清洗，然后用压缩空气将回流槽中的残渣吹净。

——检查相关的管道内有无残料反应物或堵塞情况，必要时清洁。

——清洁工作完成后，再逆序安装、连接混合头。

2、休息停机之前，要做到大活塞上下运动进行自洁清理3-5次、清理残渣。并且用DOP从枪咀口吸入、润滑大活塞和壁腔、防止粘发泡料。大活塞清理窗口内添加DOP、保证大活塞有足够的润滑。           

韩国PU技术设备株式会社