一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置

1.本实用新型涉及压力容器领域，尤其涉及一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置。


背景技术：

2.微孔发泡高分子材料是新型的改性热塑性高分子材料，其泡孔直径远远小于普通发泡材料。微孔的引入提高了高分子材料的韧性、绝缘性、耐热性、耐疲劳性，降低了其热导率，具有质轻、隔热性能好、吸声降噪、防震缓冲、耐腐蚀性强等有点，广泛应用在航空航天、缓冲运动器材、人工器官骨架、交通运输、包装、隔音隔热等材料领域，因此微孔发泡高分子材料是极具潜力和应用价值的新型材料，被称为“21世纪的新型材料”。为了能够稳定发泡材料的产品质量、提高生产效率，发泡釜的结构设计是十分重要的因素之一。
3.在聚合物发泡工艺中，温度是影响泡孔形状和尺寸的关键因素，对发泡釜内部温度的控制要求温度稳定，并且能够快速升温和降温。目前在科研中常用的间歇式聚合物发泡釜材质大多采用导热系数不高的钢材，且体积巨大，通过釜腔外的甲基硅油实现釜内温度的升、降，对温度响应比较缓慢，不利于快速调整釜内温度，无法满足快速升温、降温的工艺要求。
4.间歇式聚合物发泡釜属于高压容器，工作时内部压力比较高，对密封有很高的要求。而现在市面上使用的大多数发泡釜的密封比较繁琐，采用很多螺栓连接端盖和釜体，端盖和釜体中间采用金属法兰作为密封材料，其在工作时需要很大的预紧力以保证密封，而且很难满足密封要求。
5.现有的间歇发泡釜占地空间比较大，制造成本比较昂贵。大多数发泡釜设计用料是钢材，钢材的导热系数很低，仅为黄铜的三分之一，而聚合物发泡工艺需要发泡釜对温度做出快速响应，以防止泡孔合并和泡孔壁破裂。市面上现有的发泡釜需要很多螺栓和比较软的金属法兰密封，其工作时需要用很大的力气把每个螺栓拧紧，费时费力。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置。
7.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其包括釜体，釜体内部具有釜腔，所述釜腔一端为实心封闭端，实心封闭端的端部上设有用于检测釜腔内部温度的温度传感器，所述釜腔另一端为开口端，该开口端上连接有可拆卸的堵头；所述釜腔中部的一端开有进气口，釜腔中部的另一端开有泄压口；所述釜体内部设有加热棒和冷却水道，所述冷却水道的一端开有进水口，冷却水道的另一端开有出水口；所述进水口、出水口、进气口和泄压口分别连接有阀门。
9.进一步的，所述釜体为圆柱形并采用黄铜材料成型，所述釜腔也为圆柱形，釜腔置
于釜体的轴线上。
10.进一步的，所述堵头与釜腔的开口端之间通过螺纹连接，且堵头与开口端的端面之间设有聚四氟乙烯密封垫。
11.进一步的，所述加热棒为多个，多个加热棒沿圆周方向间隔设置在釜体内部。
12.进一步的，所述冷却水道为多个，多个冷却水道沿圆周方向间隔设置在釜体内部，且冷却水道与加热棒沿圆周方向交替设置。
13.本实用新型的发泡釜采用圆柱式黄铜作为釜体材料，具有操作简单易拆卸、质轻、经济等优点，同时还可以提高换热效率，并且最高可承受25mpa的高压，最高温度180℃，可以满足大多数聚合物发泡的需求；其采用内置加热棒作为加热材料，解决了传统油浴加热产生温控滞后和效率低的问题，使釜内温度控制精准，提高了发泡效率；采用堵头和聚四氟乙烯密封垫作为密封材料，可明显改善密封效果，拆卸方便。本实用新型能够达到易于操作、对温度响应迅速、经济实用的目的。
附图说明
14.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；
15.图1为本实用新型的俯视图；
16.图2为图1中a-a剖视图。
17.图3为图1中b-b剖视图。
具体实施方式
18.如图1-3所示，本实用新型简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其包括釜体1，釜体1内部具有釜腔2，釜腔2一端为实心封闭端，实心封闭端的端部上开有小槽，小槽内部安装用于检测釜腔2内部温度的温度传感器8，釜腔2另一端为开口端，该开口端上连接有可拆卸的堵头3；釜腔2中部的一端开有进气口6，釜腔2中部的另一端开有泄压口10；釜体1内部设有加热棒7（电加热棒）和冷却水道，冷却水道的一端开有进水口5，冷却水道的另一端开有出水口9；进水口5、出水口9、进气口6和泄压口10分别连接有阀门。
19.釜体1采用卧式设置，目的是方便装卸内置发泡模具或装取样品以及方便对其进行清洁。釜体1为圆柱形并采用黄铜材料成型，具有操作简单易拆卸、质轻、经济等优点，同时还可以提高换热效率，并且最高可承受25mpa的高压，最高温度180℃，可以满足大多数聚合物发泡的需求。
20.堵头3与釜腔2的开口端之间通过螺纹连接，且堵头3与开口端的端面之间设有聚四氟乙烯密封垫4。采用堵头3和聚四氟乙烯密封垫4作为密封材料，可明显改善密封效果，拆卸方便。
21.加热棒7和冷却水道均为多个，多个加热棒7和冷却水道均沿圆周方向间隔设置在釜体1内，且冷却水道与加热棒7沿圆周方向交替设置。此外，釜腔2为圆柱形，釜腔2置于釜体1的轴线上。这样设计可以提高釜腔2加热和冷却的均匀性。
22.将物料放入釜腔2后，堵头3和釜体1采用螺纹连接，配合聚四氟乙烯垫4保证了优良的气密性。当发泡工艺要求需要升温时，打开加热棒7和温度传感器8开关，加热棒7开始工作，与釜体1进行热量交换，当温度达到设定温度时，通过温度传感器8和继电器的控制，
使设置的发泡工艺条件保持恒定。此时打开进气口6的阀门，高压流体泵将高压流体通过进气口6注入釜腔2中，釜腔内压力上升，待达到设定的压力。待样品在上述设定的压力下，吸收气体并饱和一定时间后，打开冷却水道进水口5和出水口9上的阀门，通入冷却水，把釜腔2温度降至设置的发泡温度，然后关闭冷却水道进水口5和出水口9上的阀门。待温度稳定一定时间后，迅速打开泄压口10的阀门，使得釜腔2内部的压力快速与大气压持平，由于热力学不稳定气泡开始成核并长大，并迅速打开冷却水道进水口5和出水口9通入冷却水使釜腔内温度迅速下降至室温对发泡样品进行冷却定型以保证泡孔的尺寸和大小，最后打开堵头3并取出最终的发泡制品。
23.上面结合附图对本实用新型的实施加以描述，但是本实用新型不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本实用新型，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。


技术特征：
1.一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其特征在于：其包括釜体，釜体内部具有釜腔，所述釜腔一端为实心封闭端，实心封闭端的端部上设有用于检测釜腔内部温度的温度传感器，所述釜腔另一端为开口端，该开口端上连接有可拆卸的堵头；所述釜腔中部的一端开有进气口，釜腔中部的另一端开有泄压口；所述釜体内部设有加热棒和冷却水道，所述冷却水道的一端开有进水口，冷却水道的另一端开有出水口；所述进水口、出水口、进气口和泄压口分别连接有阀门。2.根据权利要求1所述的一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其特征在于：所述釜体为圆柱形并采用黄铜材料成型，所述釜腔也为圆柱形，釜腔置于釜体的轴线上。3.根据权利要求1所述的一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其特征在于：所述堵头与釜腔的开口端之间通过螺纹连接，且堵头与开口端的端面之间设有聚四氟乙烯密封垫。4.根据权利要求1所述的一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其特征在于：所述加热棒为多个，多个加热棒沿圆周方向间隔设置在釜体内部。5.根据权利要求4所述的一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其特征在于：所述冷却水道为多个，多个冷却水道沿圆周方向间隔设置在釜体内部，且冷却水道与加热棒沿圆周方向交替设置。

技术总结
本实用新型公开一种简单便携式超临界流体釜压发泡装置，其包括釜体，釜体内部具有釜腔，所述釜腔一端为实心封闭端，实心封闭端的端部上设有用于检测釜腔内部温度的温度传感器，所述釜腔另一端为开口端，该开口端上连接有可拆卸的堵头；所述釜腔中部的一端开有进气口，釜腔中部的另一端开有泄压口；所述釜体内部设有加热棒和冷却水道，所述冷却水道的一端开有进水口，冷却水道的另一端开有出水口；所述进水口、出水口、进气口和泄压口分别连接有阀门。本实用新型能够达到易于操作、对温度响应迅速、经济实用的目的。经济实用的目的。经济实用的目的。


技术研发人员：黄岸 宋新骋 宋耀 彭响方
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/4/13