دستگاه پلی یورتان
نام :کارگروه آموزش و بنیان صنایع
تلفن تماس : 09123111288
استان : تهران
آدرس : تهران، اسلامشهر، شهرک صنعتی چیچکلو
بازدید : 10058
تجهیزات تولید فوم پلی یورتان
1Polyurethane Foaming Machine
به عنوان اولین مطلب، تجهیزات تولید فوم، بسته به فشار مواد شیمیایی که به محفظه یا سر میکسر وارد می¬شوند، به دو نوع فشار پایین یا فشار بالا طبقه ¬بندی می ¬شوند.
فشارهای پایین، معمولاً 50 –200psi (345-1379kPa) هستند و فشارهای بالا، 1000-3500psi (6.9-24.1MPa) در نظر گرفته می¬شوند. برخی دستگاه¬ ها به ویژه آن هایی که برای تولید فوم slab مورد استفاده قرار می¬ گیرند، به صورت هیبریدی هستند و از پمپ¬ های فشار پایین روی برخی از جریان ¬ها و پمپ¬ های فشار بالا روی جریان¬ های دیگر بهره می¬ گیرند. نوع دستگاه انتخابی، به نوع فوم، حجم فوم و مهارت کارکنان بستگی دارد. دستگاه¬ های فشار بالا نیازمند اپراتورها و پرسنل نگهداری با مهارت فنی بالاتر هستند. مستقل از تکنیک مورداستفاده، مولفه ¬های متعددی در تولید فوم موثر مورد نیاز است:
منبع مواد خام
واحدهای اندازه¬گیری
سرهای میکسر
سیستم کنترل دما
سیستم کنترل فرایند تجهیزات تولید فوم پلی یورتان
Polyurethane Foaming Machine 1
به عنوان اولین مطلب، تجهیزات تولید فوم، بسته به فشار مواد شیمیایی که به محفظه یا سر میکسر وارد می¬شوند، به دو نوع فشار پایین یا فشار بالا طبقه ¬بندی می ¬شوند.
فشارهای پایین، معمولاً 50 –200psi (345-1379kPa) هستند و فشارهای بالا، 1000-3500psi (6.9-24.1MPa) در نظر گرفته می¬شوند. برخی دستگاه¬ ها به ویژه آن هایی که برای تولید فوم slab مورد استفاده قرار می¬ گیرند، به صورت هیبریدی هستند و از پمپ¬ های فشار پایین روی برخی از جریان ¬ها و پمپ¬ های فشار بالا روی جریان¬ های دیگر بهره می¬ گیرند. نوع دستگاه انتخابی، به نوع فوم، حجم فوم و مهارت کارکنان بستگی دارد. دستگاه¬ های فشار بالا نیازمند اپراتورها و پرسنل نگهداری با مهارت فنی بالاتر هستند. مستقل از تکنیک مورداستفاده، مولفه ¬های متعددی در تولید فوم موثر مورد نیاز است:
منبع مواد خام
واحدهای اندازه¬گیری
سرهای میکسر
سیستم کنترل دما
سیستم کنترل فرایند
منبع مواد خام
منبع مواد خام، مخازن انتقال تهیه شده از تامین¬ کننده مواد شیمیایی، مخازن ذخیره خانگی، مخازن میکسر و مخازن تغذیه یا مخازن روزانه برای ماشین فوم هستند. در برخی موارد، یک مخزن معین می ¬تواند دو یا چند منظوره عمل کند. انتقال از تامین¬ کننده، با واگن، کامیون مخزنی، کیسه¬ های پلاستیکی در تریلر، سطل¬ های مستطیلی و استوانه ¬ای صورت می¬ گیرد.
زمانی که انتقال از طریق مخازن عظیم انجام شود، مواد به مخازن بزرگ خانگی منتقل می¬ شوند. مدیریت این مولفه¬ ها بستگی به الزامات شیمیایی مانند حفظ دما یا همزنی دارد. ایزوسیانات¬ ها در شرایط بدون رطوبت ذخیره می ¬شوند تا از واکنش¬ های نامطلوب جلوگیری شود. برخی از ایزوسیانات ¬ها نیازمند گرمایش هستند تا سولفیدزایی صورت نگیرد.
در دستگاه¬ های تولید slab stock، مواد معمولاً به صورت مستقیم از مکان ذخیره ¬سازی به پمپ ¬های اندازه¬ گیری منتقل می -شوند. در دستگاه¬ های دیگر، مواد به مخازن تهویه¬ دار واسط یا مخازن روزانه در دستگاه فوم منتقل می¬ شوند تا شرایط دمایی و تهویه مواد بهتر باشد. مشخصات مخازن روزانه با توجه به سازنده دستگاه متغیر است و شامل مخازن یک جداره و دو جداره با صفحات یا سیم ¬پیچ¬ های کنترل دمای داخلی، عایق ¬بندی، همزن¬ ها و ابزاری برای چرخش مجدد یا بدون این موارد است. مخازن می ¬توانند تحت فشار یا بدون فشار باشند. مواد ساخت¬ وساز بستگی به مشخصات آن مولفه دارند اما مخازن معمولاً از فولاد کربنی ساخته می ¬شوند که اگر ماده خورنده باشد، پوشش داخلی فنولیک یا اپوکسی دارند. مخازن فولاد ضدزنگ در کاربردهای خاص به کار گرفته می¬شوند. سیستم¬های تمام خودکار معمولاً برای اطمینان از تهویه مناسب اجزاء به کار گرفته می¬ شوند.
واحدهای اندازه¬ گیری
واحدهای اندازه ¬گیری، می¬ توانند فشار بالا یا فشار پایین باشند. مستقل از این طبقه ¬بندی، واحدها باید انتقال و نگهداری را با دقت بالا در محدوده ±1% انجام دهند. دستگاه¬ های فشار پایین می¬ توانند هر تعداد مولفه جداگانه که برای فرمولاسیون موردنیاز است را مدیریت کنند در حالی که واحدهای فشار بالا تنها به دو یا سه مولفه محدود می¬ شوند مگر اینکه اقدامات خاصی انجام شده باشد.
محدوده ظرفیت خروجی از چند اونس یا میلی¬ متر بر ثانیه برای کاربرد هایی مانند واشرهایی که درجا پر می¬ شوند تا 1000lb/min (454kg/min) یا بیشتر برای بخش¬ های قالب¬ گیری بزرگ یا تولید قطعاتslab stock هستند. در دستگاه¬ هایی که برای تزریق دوره¬ای به کار می ¬روند، انتقال دقیق مواد در طول تزریق موردنیاز است. در دستگاه¬ های تزریق پیوسته، توانایی چرخش مجدد یک امر ضروری است.
دستگاه¬های فشار پایین
دستگاه¬های فشار پایین معمولاً پمپ¬ های دنده¬ای دقیقی دارند. اگر پرکننده¬های خورنده در فرمولاسیون فوم مورد استفاده قرار گیرند، پمپ¬ هایی با طراحی دقیق موردنیاز خواهند بود. برای حذف مشکلاتی مانند نشت از درزها و کنترل¬ های محیطی، پمپ¬ های ایزوسیانات، سیستم¬ های جفت¬شده محرکه مغناطیسی دارند. محرک¬ های پمپ مختلف، واحدهای محرکه مستقیم با موتورهای AC فرکانس متغیر یا DC، موتورهای دنده¬ای، محرکه¬ های زنجیری با چرخ ¬دنده¬ های قابل تعویض برای تنظیم خارجی، دنباله¬ های چرخ دنده، یا محرکه ¬های قرقره¬ای قدرت دارند. ماشین¬ های پرتوان ممکن است به صورت ترکیبی باشند (با پمپ¬های فشار بالا و پایین) تا دقت بهتری در اندازه¬ گیری مولفه¬ های خاص حاصل شود.
در دستگاه¬ های تولید قطعات slab، توانایی ایجاد جریان¬ های مختلف وجود دارد اما همه جریان¬ ها نباید به صورت همزمان فعال باشند. این سیستم¬ ها امکان تغییر فرمولاسیون سریع را به وجود می¬ آورند تا زمان تغییر کاهش یابد و زوائد حذف شوند. در دستگاه¬ های تزریق، روند کار به صورت کمینه ¬سازی جریان و در نتیجه حذف مشکلات مربوط به عملیات¬ های روشن و خاموش سازی است.
دستگاه ¬های فشار بالا
دستگاه ¬های فشار بالا، معمولاً دستگاه ¬های قالب¬ گیری تزریقی واکنشی، مخلوط ¬سازی ضرب ه¬ای (RIM)، یا مخلوط¬ سازی ضرب ه¬ای فشار بالا (HPIM) نامیده می ¬شوند. این اصطلاحات که در اوایل دهه 1970 ایجاد شده¬ اند به سیستم¬ هایی اطلاق می¬شوند که مخلوط ¬سازی مولفه¬ های آنها از طریق برخورد جریان مولفه¬ ها با فشار بالا بدون همزن¬ های مکانیکی صورت گیرد. عبارت دیگر، مخلوط¬ سازی تزریق مایع (LIM) برای یورتان¬ ها به کار برده می¬شود؛ با این وجود این عبارت توسط جنرال الکتریک برای سیستم ¬های لاستیکی سیلیکونی مایع مورد استفاده قرار گرفته است. در حالی که ماشین ¬های LIM معمولاً به عنوان دستگاه¬ های تزریق شاتی در نظر گرفته می¬ شوند، اما برای کاربردهای تزریق پیوسته مانند تولید پانل فوم سخت(ریجید) ورق ه¬ای نیز مورد استفاده قرار می¬ گیرند.
دو نوع اندازه ¬گیری فشار بالا وجود دارد: پمپ و سیلندر.
سیستم¬ های اندازه¬ گیری پمپی:
این نوع سیستم ¬ها از پمپ¬ های پیستونی درون خطی، شعاعی یا محوری با دقت بالا بهره می¬ گیرند و قادر به ایجاد فشارهای موردنیاز هستند. این سیستم ¬ها، نسخه ¬های اصلاح شده از پمپ¬هایی هستند که برای خدمات¬ رسانی در سوخت یا روغن هیدرولیک به کار می¬ روند، به علت تلورانس نزدیک و نوع مواد ساخت¬ وساز، این پمپ¬ ها برای مواد ذره¬ای خورنده مانند فیبرهای شیشه¬ ای یا مواد معدنی مورد استفاده قرار نمی¬ گیرند. مواد با ویسکوزیته بسیار بالا را نیز نمی ¬توانند به خوبی مدیریت کنند زیرا پمپ¬ها اساساً هیچ توانایی مکشی ندارند و روزنه¬ های بسیار کوچکی دارند.
حد ویسکوزیته بیشینه اسمی برای این پمپ¬ها، 2000 سانتی¬پواز (cP) در دمای عملیاتی است. با استفاده از پمپ¬های تقویت¬کنده می¬توان ویسکوزیته¬های بالاتر را نیز مدیریت کرد. پمپ¬های اندازه¬گیری می¬توانند از نوع خروجی ثابت یا قابل تنظیم باشند. سیستم¬های محرکه مختلف مورد استفاده قرار می¬ گیرند و می¬توان خروجی را به صورت دستی از طریق موتورهای DC یا AC فرکانس متغیر یا سیستم ¬های سروو تغییر داد. شکل 1 شماتیک از یک دستگاه فشار بالا را نشان می¬دهد که مخازن روزانه دو جداره برای کنترل دما دارد.
Polyurethane Foaming Machine 2
واحدهای اندازه¬گیری سیلندری:
دستگاه ¬هایRIM تقویت¬ شده (RRIM) سیلندرهاییه نمی ¬شود. سیلندرها را می¬توان به صورت مستقل یا به کمک سیلندرهای کمکی به حرکت درآورد.
Polyurethane Foaming Machine 3
تجهیزات فوم¬ سازی
طرحی از یک دستگاه سیلندر نیزه¬ای در شکل 3 زیر نشان داده شده است. برای کاهش هزینه، دستگاه تنها یک سیلندر برای اندازه ¬گیری مولفه ¬های خورنده دارد در حالی که پمپ اندازه¬ گیری، مولفه ¬های غیرخورنده را مدیریت می¬ کند. اگرچه فشارهای عملیاتی برای دستگاه¬ های سیلندری معمولاً از همان مرتبه پمپ¬ های اندازه¬گیری هستند، واحدهای خاص می ¬توانند برای سیستم ¬هایی که مخلوط ¬سازی آنها پیچیده است فشارهای ضرب ه¬ای تا 15000psi (103MPa) را ایجاد کنند. در حالی که واحدهای سیلندری معمولاً برای یک توانایی تزریق لحظه ¬ای معین ساخته می¬ شوند، واحدهای خاص مانند سیلندرهای تاندونی هستند که به دقت کنترل می¬ شوند و ضربه¬ های هم ¬پوشان دارند و دریچه¬ های سوئیچ ¬کننده دقیقی دارند که خروجی پیوسته را ممکن می ¬سازند.
Polyurethane Foaming Machine 4
. این سیستم سیلندر دوکاره که در شکل 4 نشان داده شده است، به علت درزگیری پیستون داخلی، یک سیلندر نیزه¬ای نیست. واحدهای اندازه¬ گیری سیلندری دقیق دیگری برای اهداف خاص مانند افزودن رنگ یا خروجی¬ های بسیار کم مورد استفاده قرار می¬ گیرند زیرا در این شرایط با پمپ¬ های دوار یا چرخشی نمی¬توان به دقت دلخواه دست یافت. ملاحظات مربوط به خوردگی درز پیستون سبب می¬شوند که به کار گیری این پمپ¬ها به مواد غیرخورنده محدود شود. دستگاه¬ های اسپری فوم نیز واحدهای اندازه¬ گیری سیلندری هستند. این دستگاه ¬ها معمولاً به صورت پنوماتیک حرکت می¬ کنند و ضربه هر سیلندر معین است تا نسبت مواد ثابت باشد. نسبت¬ ها با تغییر سیلندر تغییر می ¬کند. واحدهای افشانه ¬ای معمولاً خودتمیزشوندگی، مخلوط¬ سازی خارجی، تفنگ¬های دستی دارند و فشارهای ضربه ¬ای در آنها به 3500psi (24MPa) می¬رسد.
Polyurethane Foaming Machine 5
آرایه دریچه¬ ها برای اطمینان از جریان پیوسته در این دستگاه ¬ها مورد استفاده قرار می¬ گیرد. اغلب دستگاه¬ های اسپری فوم توانایی بازچرخش ندارند و مولفه ¬ها با شلنگ¬های گرمایی گرم می ¬شوند تا واکنش سریع یکنواخت اسپری فوم تضمین شود؛ این امر سبب ایجاد یک سطح هموار م ی¬شوند. یک واحد اسپری پنوماتیکی نوعی در شکل 5 نشان داده شده است. شرکت Linden یک واحد پنوماتیکی برای اسپری یا تزریق ارائه می¬کند که مشکلات مربوط به ناسازگاری فشار تغذیه هوای فشرده در آن دیده نمی ¬شود.
Polyurethane Foaming Machine 7
سرهای میکسر
سرهای میکسر به دو روش دسته ¬بندی می ¬شوند: چرخشی و غیرچرخشی؛ و فشار بالا و فشار پایین.
در سر چرخشی، مولفه¬ ها از مخازن روزانه از طریق پورت ¬هایی به سر چرخشی رفته و از آن جا به مخزن برمی¬ گردند. اگر پخش فوم به صورت دوره¬ای صورت گیرد، نوع چرخشی با کنترل دمایی مناسب برای عملکرد خوب سیستم الزامی است. در زمان چرخش، فشار برگشتی از در سر میکسر کنترل می ¬شود. شیرهای قرقره¬ای در زمان تزریق لحظه ¬ای باز می¬ شوند. سرهای میکسر تغذیه پیوسته نیز امکان چرخش دارند؛ با این وجود اغلب آنها غیرچرخشی هستند. در سرهای غیرچرخشی، پمپ -ها به صورت متوالی آغاز به کار کرده یا دریچه¬ ها باز می¬ شوند تا اطمینان حاصل شود که شروع کار به صورت هموار است و اتلاف¬ ها کمینه شوند. در شروع، جریان ¬های کوچک (کاتالیزورها، سورفکتانت¬ها و افزودنی¬های مایع) ابتدا وارد می¬ شوند و سپس پلی ال و ایزوسیانات به کار گرفته می ¬شوند.
استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است
منبع: واحد تحقیق و توسعه کارگروه توسعه صنایع پلی یورتان
شماره تماس: 02140556882
09123111288
