نظرة عامة على آلات رغوة البولي يوريثان الناعمة-1736491745903502

أبسط طريقة في المختبرات هي الرغوة اليدوية؛ ومع ذلك، في الإنتاج الصناعي على نطاق واسع، يتم استخدام الرغوة الميكانيكية. اعتمادًا على عملية الرغوة المستخدمة، مثل رغوة الكتل، وتشكيل الرغوة، والرش، والصب، ورغوة الرغوة، تختلف أيضًا آلات الرغوة. تنقسم المكونات الرئيسية لآلات الرغوة عمومًا إلى ثلاثة أجزاء رئيسية: صهاريج تخزين المواد، وأنظمة القياس، ومكونات الخلط الميكانيكية.

• صهاريج تخزين المواد

عادة، يتم استخدام أوعية التفاعل المبطنة بالفولاذ المقاوم للصدأ، والمجهزة بأنظمة التحريك والمغلفة للتحكم في درجة الحرارة. بعضها مصنوع من الفولاذ الكربوني العادي أو أوعية التفاعل المبطنة بالزجاج. الغرض من التحريك هو منع انفصال المواد ذات الكثافات المختلفة، مما يضمن الخلط الموحد. يضمن نظام التحكم في درجة الحرارة بقاء درجة حرارة المادة ثابتة، مما يحسن تكرار عملية الرغوة.

• أنظمة القياس

يعد القياس جزءًا أساسيًا من معدات الرغوة، مما يضمن دقة تركيبة الرغوة. يتكون نظام القياس من أنواع مختلفة من مضخات القياس الميكانيكية، ومحركات الأقراص المتغيرة باستمرار، ومحركات المقوم التي يتم التحكم فيها بالسيليكون.

تستخدم المواد اللزجة مثل البوليستر والبولي إيثر والبوليمرات الأولية عادةً مضخات قياس من النوع المسنن أو مضخات مكبس حلقية، مع أخطاء القياس المطلوبة عمومًا لتكون أقل من 1٪.

لقياس TDI والمكونات الأخرى منخفضة اللزوجة، هناك نوعان من مضخات القياس. النوع الأول مناسب لعمليات الرغوة ذات الضغط العالي مع رؤوس الخلط ذات الضغط الخلفي العالي، وغالبًا ما تستخدم مضخة حقن الديزل من طراز Bosch. يمكن التحكم في التدفق عن طريق ضبط شوط المكبس أو سرعة المحرك، مع نطاق ضبط يتراوح من 1 إلى 10 تقريبًا، وضغط خرج يبلغ 6.89–10.3 ميجا باسكال. أما النوع الآخر فيستخدم في عمليات الرغوة ذات الضغط المنخفض ويستخدم عادةً مضخة مكبس حلقية، حيث يتم ضبط التدفق عن طريق تغيير الخلوص بين الحلقة المنزلقة. يمكن لكلا النوعين من مضخات القياس استخدام محركات متغيرة السرعة يتم التحكم فيها بالسيليكون أو ناقلات حركة ميكانيكية متغيرة باستمرار للتحكم في السرعة، وبالتالي تنظيم تدفق المواد ونسبها.

الجهاز مزود بمقاييس تدفق دقيقة لمختلف المكونات، مما يسمح بعرض وتسجيل معدلات التدفق في الوقت الفعلي. يستخدم الاتصال بين المضخات والمحركات اتصالاً مباشرًا أو عجلات متسلسلة وهياكل تروس لمنع الانزلاق، مما يضمن دقة القياس.

• مكونات الخلط الميكانيكية

يعد جزء الخلط الميكانيكي جزءًا مهمًا من معدات الرغوة. بناءً على آلية الخلط، يمكن تقسيمها إلى فئتين. إحدى الفئات هي نوع الخلط الداخلي، حيث يتم خلط المواد أولاً في رأس الخلط ثم يتم تفريغها بشكل مستمر من أنبوب مخرج رأس الخلط لتكوين الرغوة في القوالب، كما هو الحال في عمليات رغوة الكتل وتشكيل الرغوة. الفئة الأخرى هي نوع الخلط الخارجي، حيث يتم قياس المواد بواسطة جهاز القياس إلى مسدس رش، ويتم رش المواد بالهواء المضغوط. يتم بعد ذلك خلط المواد خارجيًا وتكوين رغوة، كما هو الحال في رغوة الرش.

يعتمد نوع الخلط الداخلي بشكل أساسي على التحريك الميكانيكي للخلط الموحد، ويجب أن يستوعب المواد ذات اللزوجة المختلفة عبر نطاق تدفق واسع. ولذلك، تم تصميم العديد من الأشكال المختلفة لأجهزة التحريك. بشكل عام، هناك نوعان من أجهزة التحريك: أحدهما نوع منخفض القص، ويتكون من جسم أسطواني وقضيب تحريك يشبه الإبرة، وهو مناسب لأنظمة قياس الضغط المنخفض ولكن يصعب تنظيفه، لذا فهو مناسب لأنظمة قياس الضغط المنخفض. تستخدم لإنتاج كتلة كبيرة من الرغوة. أما النوع الآخر فهو من النوع عالي القص، ويتكون من جسم أسطواني ومحرك حلزوني، مع وجود فجوات صغيرة جدًا بين حاوية الخلط ومحرك التحريك، مما يسمح بالتسامح الدقيق. من السهل تنظيفه بالهواء المضغوط، مما يجعله مناسبًا لعمليات تشكيل الرغوة، على الرغم من أنه يتطلب نظام قياس الضغط العالي بسبب ارتفاع الضغط الخلفي.

قطر وطول الفوهة عند مخرج رأس الخلط قابلان للتعديل. يمكن تعديل وقت الخلط (أي وقت المكوث) داخل رأس الخلط عن طريق تغيير معدل تدفق المواد من نظام القياس.

بالإضافة إلى حقن المواد، فإن رأس الخلط مجهز أيضًا بجهاز لحقن كميات صغيرة من الهواء لضبط حجم خلية الرغوة، خاصة في معدات إنتاج الرغوة الكبيرة.

• تركيب المواد في آلات رغوة البولي يوريثان الناعمة

في آلات رغوة البولي يوريثان الناعمة، يتم تقسيم المواد إلى عدة مكونات، مع 2-6 مضخات قياس تقوم بتوصيلها إلى رأس الخلط. بشكل عام، يتم التعامل مع الأيزوسيانات، التي تكون عرضة للتحلل عند تعرضها للماء والمحفزات، بشكل منفصل كمكون واحد. يمكن دمج بوليولات البولي إيثر (البوليستر)، وعوامل النفخ، ومثبتات الرغوة، والماء، والمحفزات في تيار واحد أو أكثر من تيارات المواد، مع قياس كل تيار في رأس الخلط بالنسب المطلوبة. يتم تحديد مبدأ التركيب من خلال عوامل مثل إمكانية تدهور المواد عند الخلط وسهولة تشغيل العملية.

تأتي آلات الرغوة أيضًا مع معدات داعمة أخرى. على سبيل المثال، تم تجهيز أنظمة إنتاج كتل الرغوة بأفران تسخين بالأشعة تحت الحمراء أو الميكروويف، والناقلات، وأجهزة القطع الأوتوماتيكية. تم تجهيز آلات تشكيل الرغوة بقولبة الحقن الأوتوماتيكية، والتدفئة، وقنوات المعالجة، والقولبة الأوتوماتيكية، وأجهزة تنظيف القالب.

اعتمادًا على عملية الرغوة وقدرتها، تأتي آلات الرغوة في مجموعة واسعة من المواصفات والنماذج. في إنتاج كتل الرغوة، يمكن لأكبر الآلات إنتاج ما يصل إلى 500 كجم/دقيقة، مع أبعاد منتج الرغوة تصل إلى 1.2 متر في الارتفاع، 2.4 متر في العرض، وطول قابل للتعديل حسب الحاجة. تتمتع أصغر آلات تشكيل الرغوة المعملية بمعدل تدفق يبلغ 675 جم/الدقيقة، مع كمية حقن مادة تبلغ 1.5 جم لكل دورة.