聚氨酯高压发泡机设备操作及发泡原理说明

发泡设备操作说明
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内容
一、发泡机的工作原理
二、发泡机的结构介绍
三、发泡机控制面板介绍
四、发泡机的操作规程
五、发泡机的日常保养`
六、发泡机的安全注意事项
七、发泡原料及发泡简介
八、发泡机的常见问题及解决办法
一、发泡机的工作原理
料罐中的A料（聚醚多元醇）和B料（异氰酸酯）分别在气压的作用下经过过滤器流入计量泵的低压侧入口，计量泵运转将低压料转换成高压料，高压料经高低压切换阀切换至混合头（俗称枪头）。

启动注射后，枪头中大活塞提起，小活塞打开并切断A、B料回流管道，A 料及B料以很高的压力和流速注射到混合室，在混合室中高速相互碰撞达到均匀混合，并迅速流出枪头，进入模腔发泡。

注射时间结束后，小活塞关闭，A料、B料经各自回流管而返回料罐，同时大活塞向下运动，将混合室里的残料推出，从而达到自动清枪的效果。

二、发泡机的结构介绍高压发泡机结构原理图
加料泵
B料加料泵
A料加料泵对料罐中的原料进行增补
加料时注意对应的加料管放入到相应的料桶中，不能放错。

A料罐中由于气压稍大，加料时可排气后再加料。

料
罐
储存原料，使原料与潮湿空气隔绝。

黄色为A 料料罐，
红色为B 料料罐。

料罐气压显示表
对料罐里的气压进行调控。

料罐中输入一定的气压，
原料在气压的作用下，会顺利的向枪头方向流动。

A 料罐气压：0.25～0.3mPa;
B 料罐气压：0.15～
0.2mPa
B 料与水会形成黄色晶
块，它容易堵塞过滤网、枪头、管道、阀门等，而且难以清除，所以料罐中注入的必须是无水无油的干燥压缩空气。

A 料罐气压表
B 料罐气压表
磁翻板液位计
显示料罐料位，在料位下降到下限时，进原料进行补充（自动加料）。

当料位下
降到下限开关时，会报警提示加料（手动加料）。

搅拌电机
对料罐里的原料进行搅拌，使原料混合均匀，防止
原料沉积分层，影响产品质量的稳定性。

同时也使原料整
体受热均匀，温度一致。

自洁式过滤器
A料过滤器B料过滤器
自洁式过滤器是安装在发泡机计量泵入口处的过滤装置,用来过滤聚氨酯A、B料中的杂质。

每次开机前，对过滤器上手柄向正反方向各转十圈左右进行清洁，然后打开过滤器底部的放料手柄，放出约200g的原料（视原料洁净程度）进行排污。

（一般B料容易结晶，此操作在B料过滤器上要严格执行，放出的原料可视洁净程度少放或三天放一次）
计量泵
也称之为高压泵。

用于原料
的计量，给原料提供高压。

包括
带有减振垫的托架、电机、联轴
器、计量泵及安全阀、电子压力
开关等。

需注意的是，料罐没料时，
高压泵如果还在运作，不仅会产
生噪音，而且还容易把泵咬死形
成报废。

所以严禁高压泵空转。

过滤
器
滤芯
装在计量泵的高压输出端，图示所示的过滤器内部装有一个滤芯，主要是针对原料中较细的结晶和杂质进行过滤。

防止结晶和杂质堵塞枪头上的针阀。

设备报警中所显示的过滤高压，一般是此处滤芯堵塞所致。

在过滤高压报警后需拆出来检查并清洗。

清洗液可用DMF，也可选用二氯甲烷。

清洗时需注意，滤芯顶部有一个橡胶密封圈不能用清洗液浸泡，否则密封圈会腐蚀掉。

滤芯一般浸泡几分钟后就干净了，取出后用高压气枪吹净吹干。

然后再装进过滤器中。

注意：滤芯拆下后要立即进行清洗，否则等B料结晶后，滤芯就彻底报废了。

液压
站
泄压阀
此处需接循环水
给液压油降温，防
止油温过高，影响
枪头动作
用来开启、关闭混合头，给控制阀提供执行动力。

液压站包含有驱动电机、油泵、缓冲联轴器、液压集成块，集成块上安装有增压阀、安全阀、压力表、压力开关及手动泄压阀、蓄能器等。

液压站的油压一般控制在14～16mPa。

液压站是给枪头上的大、小活塞提供动力。

由于枪头的大活塞与出料口是无间隙的过渡配合，需要很大的推力才能运动。

而小活塞主要起原料混和的截止作用，它的开闭时间精度和可靠性要求很高。

所以液压的油压必须要保证，同时油温也不能过高。

油温太高时，液压油的粘性会降低，也会使液压油更容易变质，从而影响到大小活塞的正常运行。

高压混合头（枪头）
高压混合头是聚氨酯高压发泡机的核心部件。

用于将A 料和B 料进行充分混合，以获得最佳的发泡效果。

高压调节阀可对高压进行调节，高压在11～14MPa 之间。

生产中要时常检查枪头控制面板上的A 高压和B 高压，B 高压可稍低于A 高压，但两者相差需控制在1.5MPa 内。

高压相差太大时容易形成串料，造成枪头损坏。

高压调节阀
高压混合头结构（枪头）
当油压推动混合头中的大油缸柱塞向上运动时，小油缸活塞杆也跟着打开混合
室并切断回流，A 、B 料在混合室中碰撞混合。

注料完毕后小油缸活塞杆关闭混合
室，A 、B 料回流，与此同时大油缸柱塞向下运动清洁混合室。

注料状态
大油缸活塞杆
小油缸活塞杆
B 料高压针阀
A 料高压针阀
B 料进料口
B 料回流口
冷热水机
冷热水机主要是为了满足工艺提出的原料恒温要求，通过冷热交换来冷却原料，同时冷却液压站的液压油油温。

对于B料，当温度低于10℃，容易形成结晶，所以冷热水机的冷却水温度设置必须在10℃以上。

夏天也不能长时间对原料进行降温。

电控柜
电控柜配有控制面板，可以对设备的各种参数进行预设和监控。

三、发泡机控制面板介绍
发泡机控制面板上，可以对各种参数进行设置，
同时也可对发泡机的各种参数进行监控。

开机后，控制面板会出现【欢迎使用】界面，在
此界面任意位置点击一下，会进入到【高压发泡机】
主界面。

【运行指令】
点击【高压发泡机】界面上的【运行指令】，进入到【运行指令】界面。

正常生产时，需在【运行指令】面板上分别点击【油泵】、【A料泵】、【B料泵】、【A搅拌】、【B搅拌】，
点击后，原对应处的“STOP”会改变为“RUN”。

生产中料温过低时，还需点击界面上的【A加温】、【B加温】、【A水加热】、【B水加热】进料罐中的原
料进行加热，到达预定温度后，可关闭。

料温过高时，需点击界面上的【A冷却】、【B冷却】，同时打开冷热水机上的【水泵】、【压缩机】两个按键，
给料罐中的原料降温。

点击【A自动加料】、【B自动加料】，在料罐中的原料降到料位器的下限时，会自动加料。

点击【A手动加
料】、【B手动加料】则会立即进行加料。

点击【加料时间限制】处的时间，可弹出左下图所示的界面，可以直接输入加料时间，然后点【确认】结束。

【运行画面】
点击【高压发泡机】界面上的【运行画面】，进入到【高压发泡机流程图】界面，在这个界面上，显示有当前设备的料温、流速、水温和油压，它反映了设备当前的情况以及枪头动作时的情况。

【流量测试】
点击【高压发泡机】界面上的【流量测试】，进入到【流量测试】界面。

这个界面主要是对A、B料的流速、比例进行设定的测量。

“当前流速”为管道内的实时流速。

开环控制或闭环控制按钮是选择测量的方式。

开环速度是指开环测试时需输放的A、B计量泵的运行速度，可以得到不同的流量值。

而用闭环测试时，“闭环A流速”输入的是A泵的流速以及B料的比例。

注料时间为开环或B环测度时注料的时间。

在进行流量测试时，在枪头处放一个容器，然后将不需测量的一侧针阀锁死，依次点击“X泵测试”、“清洁”、“注料”按钮，此时枪头会流出原料，然后在电子秤上称出原料重量。

根据时间可以计算出流量与设备显示是否相符。

【周末运行】
周末运行是在假日停机时，设备要求不定期的低负荷运行，以保障设备的各个部件在使用时保持灵活，也使管路中的原料保持流动。

点击【高压发泡机】界面上的【周末运行】，进入到【周末运行】界面，在这个界面上，有周末模式启动开关，A、B泵循环启动开关，以及运行时间和停止时间。

【设备参数】
点击【高压发泡机】界面上的【设备参数】，进入到【设备参数】界面，在这个界面上，“输入
压力”为计量泵输入端压力，即低压侧压力，“输出
压力”为计量泵输出压力，即高压侧压力。

点击【设备参数一】底部的下一页，则进入到【设备参数二】，在此界面中，可对原料温度、
料罐中的水温，以及油泵的压力进行设置。

【工艺参数】
点击【高压发泡机】界面上的【工艺参数】，进入到【工艺参数】界面，在这个界面上，可以针对不同的模具，不同产品进行参数设置，“注料时间”与产品重量有关，A泵流速一般设为100，比例即为B料的流速设定，一般根据产品的情况进行调整比例。

调整时，点击相应工位的数据，然后在弹出的界面上直接输入要设定的数据，然后确定即可。

【系统参数】
点击【高压发泡机】界面上的【系统参数】，进入到【系统参数】界面，【系统参数一】界面是计量泵运行速度和开
环时注料速度的设定。

“预备流速”是设备不运行时低压循环
的流速，可以根据料的粘度和压力要求设定。

“开环A、B
注料”参数是根据流量测试栏里的开环测试时的数据进行输
入的。

开环工作时，注料时的流速是根据这里输放的参数运
行的。

“注料方式”根据使用情况来定，分为开环和闭环。

“密
度”应输放当前使用原料的真实密度。

闭环工作时，PLC主
要根据这些参数计算出计量泵的当前流速。

“调速比例”是计
量泵从低压切换到高压的响应速度。

【系统参数二】是对清洁间隔时间、清洁时间、清洁次数、清洁间隔时间进行设定的，也对注料前保压时间，注料
后保压时间进行设定。

【枪头参数】
点击【高压发泡机】界面上的【枪头参数】，进入到【枪头参数】界面，此界面中，记录了大、小活塞的工作次数，这些次数清零时需要密码。

产品统计为注料次数。

【报警】
点击【高压发泡机】界面上的【报警】，进入到【枪头记录】界面，此界面中，记录了发泡机所有的故障报警记录。

设备出故障时，电控柜上面的报警灯会亮，同时发出报警声。

点击“报警解除”，此处红色会变成绿色，设备不再报警，当故障排除后，需点击“报警解除”，将此处绿色变为红色，在设备有故障时才能再次报警，否则设备出现故障是不会报警的。

常见报警记录：输入压力下限（一般开机时出现，是料罐中的气压不足）；过滤高压（一般为过滤器堵塞，需清理）；注料规定时间高压未到达（注料时高压不稳定）；料位下下限（料罐中的料不足，需加料）。

枪头控制面板及操作
枪头控制面板反映的是当前的设备参
数。

当控制盒下方的工位锁定按钮锁定时，
面板上的显示为即将操作的工位参数；否
则为刚操作完成的工位参数。

注料时间为
工位设定时间。

A 、B 高压和A 、B 流速为
实时的高压和流速。

连续注料处有连续注料和间歇注料两种选择。

选连续注料时，注料间隔时间较短。

切换开关打向左侧为高压测试，可以
调整两端的针阀对面板上的高压进行调
整。

打向右侧为清洁，大油缸提起。

在中
间时可以正常注料操作。

急停键为设备故障时紧停机，按下
后，可以关掉整个设备的运行。

注料键点
击后可以进行注料。

工位锁定是对面板上
的工位参数进行锁定。

退位和进位是在工位未锁定时选择工位所用的。

急停注料键
清洁高
压注料
切换开关
发泡模具
发泡模具是原料成型的关键性设备，原材料在模具的型腔中发泡成型。

现生产中配备的有三台气动模具和一台液压模具，气动模具可以这两个合模键和一个开模键进行合模和开模。

液压模具配备有一个专用液压站和一个模具操控盒，通过依次按下【模板降】【开销】【开模】打开模具，依次按下【合模】【锁销】【模板升】进行合模。

生产中合模具需注意安全，在合模前一定要保证模具内不能杂物，注料枪头需移出在模具外。

四、发泡机的操作规程
1、操作者务必详细阅读使用说明书。

2、每天工作前先检查料位，以免缺料而损坏高压泵。

3、每天工作前转动两组份过滤器的手柄正反方向10圈左右，并放去过滤器底部200克左右的脏料（视料的洁净
程度，B料需要经常放出脏料）。

4、接通气源，接通电源，打开电控柜开关，然后从控制面板中依次起动油泵、A、B料泵、A、B搅拌电机。

料温
达不到要求时再依次打开A、B加热，A、B水加热。

5、打开模温机对模具进行加热，模具温度一般设置为50±5℃。

6、将枪头上的选择开关调至高压位置，检查枪头控制面板，A、B料高压为11~14MPa，A、B高压相差不能超过
1.5MPa。

同时检查注料时间和A、B流速要符合要求。

7、在电控柜上的控制面板中，点击到【运行画面】，检查料温是否符合要求。

8、在设备各参数调整好并且料温、模温达到要求后可进行发泡工作。

9、注料前需保证模具干净，排气口通畅无堵塞，然后在模具型腔内部均匀喷涂一层脱模剂，脱模剂不能过多。

10、注料时枪口对准需要注料的模具型腔，按一下注料键即松开，不能一直按着不放。

11、注料完成后迅速移开枪头进行合模，然后清除枪口周围的残留发泡物。

12、一般合模后150秒后，发泡完成，打开模具，从模腔中取出产品，同时清理排气口溢出的废料，然后进行下
一步操作。

13、工作中要时常观察A、B高压压力是否一致，压差不超过1.5Mpa,否则应加以调整。

14、下班前关掉气源，将两料罐泄压、液压站泄压，然后关掉电源。

15、工作中如出现故障，立即停机上报，进行维修。

五、发泡机的日常保养
1、转动自洁式过滤器顶部手柄，正反方向各10圈以左右，并从底部排出脏料。

2、清理枪头上的残料和油污，检查是否有漏油、漏料现象。

3、清理周围环境，保持操作面板清洁。

4、检查所有管道接头有无漏气、漏油、漏料、漏水现象。

5、检查料位、料压、料温、油位、油压、油温有无异常。

6、每隔半个月需对液压站的过滤网进行清理一次（大活塞杆受损时在运运中易将发泡残料带入到油缸再进入到液
压站中堵塞液压站过滤器）。

7、每天需检查发泡模具各轴、销有无松动现象，模具开合有无异响。

8、枪头的针阀，特别是B料针阀，在使用1个月左右要拆下来进行清洗，清洗时注意密封圈不能用清洗剂浸泡。

9、高压阀、换向阀要每月一次用DOP进行润滑。

10、B料液位计底部的原料流动少，容易结晶凝固，每隔一个月要排放一些出来。

11、设备过滤高压报警后，要对过滤器进行检查，需要更换滤芯的及时更魅力，同时检查并清洗拆下的滤芯。

12、时常检查空气过滤器和气动二连件，要及时清除里面的水分。

13、每隔一个月电器柜要进行除尘，同时检查连接主线路和电器元件有无松动现象。

14、每周需检查冷热水机和模温机的水位，及时进行增补，一个月进行一次更换。

15、每月对冷热水机上的蒸发器进行除尘。

同时检查制冷剂压力表，制冷剂压力不够时要及时进行增补。

16、定期检查设备液压站和模具液压站的油位、过滤网。

17、设备较长时间不用时，要开启周末运行。

需保证两天运行一小时。

18、定期对模具进行清洗，一周至少要清洗一次。

19、每班停机时，需用DOP对枪头进行润滑（用纸杯装半杯DOP，将枪头注料口浸入其中，按几次清洁键即可）。

六、发泡机的安全注意事项
1、注意发泡料对眼睛的伤害，要小心操作，防止原料溅入眼中；
（原料溅入眼中后要立即用大量洁净水清洗，情况严重的清洗后就医处理）
2、在加料过程中，严禁加料管插错料桶，否则会因进错料造成严重损坏供料及贮料系统；
3、应保持过滤器通畅及气压的稳定，否则会因进料不足而损坏料泵；
4、应保持油位在油箱的油标下限以上，否则会因进油不足而损坏油泵；
5、应保持油温在30～55℃之间，否则会因油温过高造成压力不足，甚至损坏液压系统的密封件；
6、在工作过程中严禁开启手动卸压阀门，否则会造成油压不足；
7、在注射过程中，非急需尽量避免按急停按钮，否则会因小活塞不能及时关闭而造成串料；
8、严禁人为敲击或被模具撞击枪头，否则会造成活塞卡死；
9、注料完毕后注意枪头停放位置，不能因无意碰到注料键而造成地面或模具等脏污；
10、发泡区域必须防滑。

11、发泡模具合模前一定要保证模具内部无杂物。

12、B料桶打开后一定要及时密封，不能让水份混入到B料中，防尘结晶。

13、生产区域严禁吸烟，不允许出现明火，切割打磨等工作要远离发泡操作区。

七、发泡原料及发泡简介
组合聚醚多元醇
组合聚醚多元醇POLY在聚氨脂发泡中称为白料，又称为A料，它是由聚醚多元醇、发泡剂、表面活性剂（硅油）、催化剂、水、阻燃剂、泡沫稳定剂均匀混合而成的。

它在10~35℃的环境中可储存6个月左右。

在低于10℃时，聚醚多元醇的粘度会增加，各组份可能会形成他层改变性能，影响发泡生产。

若出现这种问题，可以在50℃以上混合后重新使用。

在高温（长时间>35℃）环境中，可能会造成某些催化剂失效，从而导致反应活性降低，影响发泡生产。

各成份作用
催化剂：加速聚氨酯的形成，缩短固化时间，提高发泡质量。

水：与异氰酸脂反应产生热量和CO2（发泡反应）;改善泡沫流动性；增加泡沫强度。

表面活性剂（硅油）：改善聚醚多元醇和异氰酸脂的混合效果；控制泡沫孔尺寸和泡沫的流动及密度分布。

发泡剂：产生气体，在聚氨脂泡沫中形成均匀分布的细小气泡。

泡沫稳定剂：乳化系统中的各原料组份，保证体系反应顺利进行；促进气泡的成核作用；提高气泡壁稳定性，使制品泡孔均匀细密，具有良好的机械性能。

稳定剂的用量虽然不大，但对泡沫体的泡孔结构、物理
性能、制造工艺都有着重大影响。

异氰酸脂
异氰酸脂ISO在聚氨脂发泡中称为黑料（异氰酸脂沾上手后再触摸其它脏的东西，会使手变黑，几天都洗不掉，所以称之为黑料），在我们公司中称之为B料，它是一种淡黄色的透明液体，遇水后极易形成结晶。

在15~35℃的环境中可存放6个月。

在低于15℃的环境中，异氰酸脂极易结晶，结晶块极易堵塞过滤器和发泡机枪头的针阀，影响生产。

若原料出现这种问题，可以将原料放入温度为70℃的烘箱中4个小时左右，使结晶物熔化。

长时间在高为35℃的环境中，异氰酸脂会产生不可逆的聚合反应，改变其物理和化学性能，并释放出气体。

异氰酸脂对湿汽敏感，与水和空气中的湿气会发生反应，形成结晶。

因此，异氰酸脂必须用密封容器储存，发泡机中输入料罐中的压缩空气必须是干燥不含水份的。

A料与B料只是一些公司的称呼，在行业中，特别是在国外还没完全达成共识，在交谈中要事先说明，以免产生张冠李戴的现象。

发泡
相对我们公司来说，发泡是通过高压发泡机的枪头将A、B两种组份的原料进行混合，然后注入到模具型腔内，在一定的温度环境下，A、B两种组份的原料在催化剂的作用下发生化学反应，形成聚氨脂，同时释放出大量的热量和气体。

同时A组份中的发泡剂不断汽化形成气体使聚氨脂膨胀，填充发泡模具上下模之间的型腔，最终形成所需要的形状。

在发泡过程中，发泡的乳白时间、拉丝时间、不粘时间对发泡和肠影响较大。

乳白时间：从混料开始至出现发泡的时间——这时发泡料颜色变浅并开始上升（发泡）
乳白时间过短，会造成原料在合模前溢出模具处。

拉丝时间（凝胶时间）：从混料开始至玻璃棒可以从混合料中拉出纤维丝之间的时间。

拉丝时间过长，会使发泡料从排气孔中排出过多，时间过短会造成模具型腔不满缺料。

不粘时间：从混料开始至用手触摸泡沫表面不粘手的时间。

八、常见问题及处理。