Composants de base d&39;une ligne de production de mousse PU flexible : système de mélange

La tête de mélange d'une machine à mousse se compose généralement de quatre parties principales : la section de transmission, la chambre de distribution du matériau, la chambre de mélange et la buse. L'alimentation de l'agitateur peut être directement entraînée par un moteur, tel qu'un moteur à courant continu ou un moteur à courant alternatif avec contrôle de vitesse à fréquence variable ou un mécanisme entraîné par courroie. Il peut également être alimenté par un système hydraulique utilisant une transmission hydraulique à variation continue.

Pour les machines à mousse à grande échelle, la tête de mélange’La vitesse d'agitation est principalement contrôlée par différents types de systèmes de transmission à variation continue, permettant des ajustements en temps réel pour répondre aux besoins de production de mousse et sélectionner la vitesse de rotation appropriée. Dans les machines à mousse plus petites, le réglage de la vitesse de la tête de mélange est généralement réalisé à l'aide d'un mécanisme à entraînement par courroie. Les vitesses d'agitation des têtes de mélange couramment utilisées varient de 3 000 à 6 000 tr/min. La plupart des machines à mousse utilisent des têtes de mélange fixes et les mécanismes alternatifs sont devenus moins courants.

La chambre de mélange de la tête de mélange est cylindrique et l'agitateur est généralement conçu dans un style à tige à pointes, avec deux rangées de tiges courtes disposées perpendiculairement l'une à l'autre sur l'arbre d'agitation. La rotation à grande vitesse de l'agitateur assure un mélange uniforme des matériaux. Le temps de séjour des matériaux dans la chambre de mélange (c'est-à-dire le temps de mélange) varie généralement de 0,4 à 1,3 seconde, selon le type de machine à mousser et les caractéristiques des matériaux.

Dans les machines de moussage à basse pression, les matériaux pénètrent dans la chambre de mélange à un débit plus faible et le mélange est effectué à une vitesse de rotation élevée et une force de cisaillement élevée. Ces machines ont un volume de chambre de mélange plus grand, permettant un temps de séjour plus long pour obtenir une meilleure énergie de mélange. À l’inverse, dans les machines de moussage à haute pression, la plupart des matériaux sont injectés dans la chambre de mélange à grande vitesse via une buse sous haute pression, fournissant une énergie cinétique plus élevée. Par conséquent, des agitateurs à faible cisaillement sont couramment utilisés, le volume de la chambre de mélange est plus petit et le temps de séjour du matériau est plus court. La figure 1 illustre une tête de mélange haute pression typique, caractérisée par une chambre de mélange et un agitateur plus petits.

Schéma de principe de la tête de mélange d'une machine à haute pression

Outre la formulation, la taille des cellules de mousse dans les machines de moussage à basse pression est principalement contrôlée en ajustant la tête de mélange’la vitesse d'agitation et la quantité d'air introduite dans la tête de mélange. Dans les machines de moussage à haute pression, en plus du réglage de la vitesse d'agitation, la pression de la chambre de mélange est également un facteur important dans le contrôle de la taille des cellules de mousse. La pression dans la tête de mélange est principalement ajustée en modifiant la taille de l'espace de sortie de la chambre de mélange.

Types de buses dans la tête de mélange

Les buses à tête de mélange peuvent généralement être classées en types à tube droit, à cornet, à plaque de distribution et à tuyau de distribution. Pour éviter la rotation du matériau à l'intérieur de la buse et réduire les éclaboussures sur la bande transporteuse, divers dispositifs de redressement du flux peuvent être installés à l'intérieur de la buse.

Les buses à tube droit sont le type le plus simple et sont principalement utilisées dans les systèmes de tête de mélange alternative à petit débit. Le mouvement alternatif de la tête de mélange assure une distribution uniforme du matériau sur le moule du tapis roulant.

Les buses de type cornet, une version améliorée du type à tube droit (figure 2), ont une ouverture évasée au niveau de la buse’s'arrête avec un treillis métallique ou en nylon pour réduire davantage la vitesse de décharge, élargir la zone de distribution et éviter les éclaboussures sur la bande transporteuse.

Schéma de principe de la buse de la tête de mélange

Dans les machines de moussage utilisant la méthode de la plaque de pression équilibrée, les buses de type cornet permettent de répartir uniformément les matériaux sur le moule de la bande transporteuse, éliminant ainsi le besoin d'une tête de mélange alternative.

Pour les mousses plastiques à base de polyester, où la viscosité initiale du système de matériaux est élevée, même une buse de type cornet peut ne pas assurer une distribution uniforme. Dans de tels cas, un système de tête de mélange alternative est généralement nécessaire.

Une buse modifiée conçue pour les têtes de mélange fixes comprend une plaque de distribution plate sous la sortie pour répartir uniformément le matériau, garantissant une position stable de la tête de mélange. La fixation de la tête de mélange réduit non seulement la consommation d'énergie, mais minimise également le piégeage des bulles d'air causé par les changements brusques de direction du mouvement alternatif.

Une autre méthode de fixation de la tête de mélange consiste à connecter un tuyau de distribution de matériau horizontal à l'extrémité inférieure de la sortie de la buse de la tête de mélange, garantissant une répartition uniforme du matériau sur le moule de la bande transporteuse. Le tuyau de distribution du matériau peut être un système à tuyau unique ou à deux tuyaux (figure 3), avec le nombre, le diamètre et l'espacement des trous de distribution soigneusement conçus en fonction de facteurs tels que le débit et la largeur de la machine à mousse pour assurer une distribution uniforme du matériau.

Schéma de principe d'un tuyau de distribution horizontal

De plus, dans les machines de moussage horizontales à débordement et les machines de moussage verticales, des buses à double sortie en forme de Y sont souvent utilisées pour connecter deux tuyaux de distribution de matériau, permettant au matériau mélangé d'être distribué uniformément dans le bac de moussage.