高壓發(fā)泡機混合槍頭介紹

1．  緒言  高壓發(fā)泡機上最關(guān)鍵的部份就是混合槍頭。槍頭的任務(wù)就是把兩種 (或三種)原料均勻的混合。原料在混合室中只會停留一剎那，要在這么短促的時間內(nèi)達到均勻混合的效果，原料就必須具有強大的動能經(jīng)對方猛力沖擊。為了要取得高動能，只好把噴嘴的孔徑縮小，阻力增加，這當(dāng)然也就把原料壓力提高了。  第一代的混合槍頭只有一個活塞,既要負責(zé)混合、清洗,亦要考慮不讓原料高速吐出 (噴濺)。折衷之后，只好把活塞桿直徑增大，造成開槍速度慢，導(dǎo)致初出原料經(jīng)常出現(xiàn)混合不均勻的現(xiàn)象。 

2．  混合室  L型槍頭以兩個活塞操作。小活塞盡量縮小，以便取得更好的混合均勻度?；旌鲜移鋵嵕褪切』钊笸怂v出的空間。如果太大了，原料在沖擊時能量減少了就不能很好的混合了?；旌虾昧说脑侠^續(xù)往前進，轉(zhuǎn)過90°的彎進人大活塞騰出的空間 。大活塞盡量放大，讓原料以較低的前進速度吐出藉此減低噴濺。  由于L型結(jié)構(gòu)及大口徑吐出口大大地削減了噴濺度，所以可以進行開模灌注，使生產(chǎn)工藝更加簡單、更理想。尤其是一些形狀古怪,或大體積的產(chǎn)品，更加需要開模,讓槍頭在灌注期中移動使原料更均勻的分布在模腔內(nèi)。最新的汽車座墊是雙密度的 (兩翼較硬，中墊較軟) ，必須由多槍頭同時在模腔內(nèi)灌注，就更加需要開模灌注了。                很多人都有一種錯誤的觀點，那就是高壓發(fā)泡機吐出的原料一定是很高壓力,那模子豈不是要做的很牢固 ? 這個似是而非的觀念是由普通聚乙烯、丙烯等擠塑機所造成的 。 因為上述三機器也是以高壓 ( 譬如說100—3000頓)，把處于熔塑狀態(tài)的原料擠入模腔直至填滿為止 。模于是全鋼由機加工出來的，堅固無比。其實只要把 FPL 槍頭仔細的看一看、想一想，就不難發(fā)現(xiàn)以下的事實：      

A． 原材料是液態(tài)的，并非熔塑狀態(tài)。   

B． 原材料的壓力是因為噴射嘴孔徑縮小所造成的 ，就在噴射嘴孔徑處，靜能 (壓力)完全轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?速度)，原料的壓力剎時間消失的無影無蹤.原料在進入模腔時就像是打開水嚨頭讓水流入那樣。        

C． 原料只是填充部份模腔，剩余空間是較后發(fā)泡時填滿的，所以模具在灌模時 并沒有承受到膨脹。過后在發(fā)泡時模具所承受的膨脹壓力，就得看原料內(nèi)含發(fā)泡劑的數(shù)量 ，但通常都在不大于l ㎏／c㎡，所以模具的設(shè)計承壓都在1．5 - 2．0 ㎏／c㎡間。     

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3．   噴嘴設(shè)計  

3．1．很多人都有一種錯誤的概念，那就是高壓泵就應(yīng)該是任何時候都是在高壓狀態(tài) 下操作。其實高壓泵是指它有能力克服較大的阻力，就像是一個武林高手，他平時一樣可以文質(zhì)彬彬，但一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，他的武士精神就會發(fā)揮的淋漓盡致了。  

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3．2．壓力就是流程管道中的阻力，那阻力又是從何處來的呢? 那就是噴嘴了。大體 上說，噴嘴分為兩大類——固定式與自調(diào)式。   

3．3．顧名思義，固定式的噴嘴一旦設(shè)定后，孔徑就不會再變動，原料流量有 所變動 時，壓力就跟著波動，固定式噴嘴又分兩類：   

3．3．1．圓柱型。這是最早期的設(shè)計，噴嘴針成圓柱型，噴針稍為移動，原料噴出孔徑變動大，碰上低粘度原料，就可能發(fā)覺壓力波動很敏感。   

3．3．2．圓錐型。為了減少壓力波動的敏感度，噴針及噴嘴做成圓錐型，同樣的噴針移動量所帶來的孔徑變動量相對的減少，這是好處。但它同時帶來一個缺點,噴針與噴嘴間的錐型通道制造了阻力,為了取得同樣的原料動能(同樣的孔徑切面積),壓力就要大幅度提高了。         

3．3．3．噴嘴材質(zhì)  一般的硬泡、軟泡,自結(jié)皮的原料，不含填充料，經(jīng)過濾清器后,潔凈度都比較好，對噴嘴的磨損不會很嚴重.噴嘴只要經(jīng)過好好的熱處理就能有較長的壽命.但近日在生產(chǎn)軟泡座墊時有要求加入填充料 ( 某種塑料粉 malamine powder ) 以提高座墊的阻燃性。這樣對噴嘴很不利，因為這些粉狀物是以 ＞100米／秒的速度沖出噴嘴，磨蝕性很強 。    

3．4．自調(diào)式。 L’orange nozzle，以往通稱桔子噴嘴。  

3．4．1．這個噴嘴因彈簧把噴針往前推 ，彈簧能延伸、收縮、調(diào)節(jié)噴嘴的 孔徑。原料流量增加時，噴嘴需要增大切面積以維持相同的壓力,于是噴針就只好往后退,擠壓彈簧。噴針后退0．5mm就能擴大切面積不少，但彈簧后退0．5 mm ，應(yīng)力卻并增加太多。這就是為什么壓力變動看起來比較穩(wěn)定。   

3．4．2．為了使原料混合的更好同時使噴嘴更靠近小活塞，我們把噴嘴的前面 A部份機加工成梯級形，噴嘴的定位座也同時作了一點修改(前端的間距套稍短)，這樣一來，這兩代的產(chǎn)品就不能對掉使用了。新的噴嘴除了前端機加工了之外，同時亦增加了通道，從原來的3通道增加到12通道。于是阻力減少了，更適合于高粘度的原料。 

4．  意大利面條現(xiàn)象  L型槍頭的小活塞的左右兩面，原料有時是以150bar壓力流動，而     這個小活塞與外套之間的有一個間隙，這個間隙不能太大也不能太小 。太小了，摩擦力高，小活塞行動不靈敏  ；太大了，原料就互混發(fā)泡堵塞。       

是原料在小活塞旁槽辦流過時的壓力損耗，高粘度的多元醇的壓力損耗可達20bar，而低粘度的黑料卻不過是5 bar，這一來，小活塞的左右兩面就產(chǎn)生一個15 bar  (20-5) 的壓力差，于是較高壓的白料就會有微量滲漏到較低壓區(qū)的黑料。 在這里 ,黑白料就反應(yīng)成 PU，但發(fā)不起泡，因為這里的壓力( 2bar—150bar) 是高過一般PU發(fā)泡時的壓力(不超過lbar) , 這些反應(yīng)后的 PU就隨著黑料回流管回到原料桶內(nèi)，最終將被自清過濾器所逮住。但在滲漏情況較為嚴重的情況下 ，反應(yīng)后的 PU亦5/5 CO5-FPL / TS2004C  有可能沾附在管壁上逐漸延長，最后形成一條從小活塞旁槽直通桶內(nèi)的面條，如有發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象，就要定期松開黑料的回流管 ，把面條取出，并清理小活塞旁槽，要不然面條越長越大，把黑料管堵塞了，于是黑料壓力增高，最后還會完全堵塞。   這個滲漏過程只不過是維持在高壓循環(huán)的一小段時間內(nèi) (約3至4秒)。小活塞后退，灌注一開始，就不再滲漏了。別小看了這3秒鐘的滲漏，經(jīng)過數(shù)千數(shù)萬次的3秒鐘,點點滴滴的慢慢形成了面條。由于面條是由黑白料粘度差距大所造成，基本上是無法避免的，只有定期取面一法了。       第二個造成意大利面條的可能是大小活塞的關(guān)閉動作不協(xié)調(diào)所造成的。早期的設(shè)備FPL槍是由單一油壓換向閥所控制。開槍時，大活塞提升到頂后，推開另一個圓珠閥，把高壓油導(dǎo)向小活塞，這個秩序是固定的，絕不出問題 。但在收槍時 ，大小活塞是同時接受高壓油，小活塞截面積小 ，沖程短 ；大活塞截面大 ，沖程長，所以很明顯的 ，小活塞是應(yīng)該關(guān)閉得比大活塞快 。事實上,小活塞只需0.01秒就關(guān)閉完畢,而大活塞則受到控制,必須1.00秒左右才完全關(guān)閉。 由于大小活塞同時啟動，如果大活塞關(guān)得快 ，在小活塞還沒有完全關(guān)閉之前就沖過了 C 距離 ，也就是唯一通向外界的通路封閉了，還留在小活塞前端的余料就無出路了 。小活塞繼續(xù)前走 ，這些走投無路的混合料就只好擠向大小活塞與套缸間的間隙 ，結(jié)果就流入黑白兩料的回流管內(nèi) ，結(jié)果就是兩邊管子都產(chǎn)生面條。由于小活塞是一頭大(200bar)，另一頭小( P =200 x6．76倍 =1352 bar)，在這么高的壓力下，原料是絕對有能力擠過間隙的。  為了永遠解決這個問題，所以后期的設(shè)備都改為用兩個方向閥，個別來控制大小活塞。在收槍的時刻，就可以做到確保小活塞完全關(guān)閉后才開始啟動大活塞。      要消除這個俗稱意大利面條的現(xiàn)象,只好降低白料粘度,或盡量減少原料在小活塞側(cè)槽內(nèi)的壓力損耗。   5、L槍頭大活塞沖程調(diào)整  5．1．在 L槍頭里 ，黑白兩料在噴嘴以高速沖出互碰而混合。但如果原料粘度高，前進速度不足或流量太小而混合不均勻。離開了噴嘴前的一小段混合室，原料就進入層流狀態(tài)，不會再有能量作二次混合.   5．2．為了制造二次混合的機會，就必須要調(diào)整大活塞沖程。這一來就縮小混合室的出口，強迫混合料以高速擾流進入層流室。經(jīng)過這第二次混合原料就更均勻了。