压盘泵工作原理(压盘泵工作原理图)

液体硅橡胶（LSR）是一种双组分反应性化学品。具有一定的粘性。稠度类似于浆糊。LSR在成型前A&B组分会分别装在20升桶。200升桶或一些医用级硅酮的小型一次性塑料筒中运送给用户。

在成型过程中。LSR的A&B组分会以1:1的比例混合。产生化学反应。在热的加速下。从液态转变为固态。混料机是成型过程中的第一个机械装置。其次是注塑机和注塑模具。

LSR供料装置

计量混合系统的作用

计量混合装置的主要功能是比率控制。即将精确计量的1:1（或50:50）A&B物料按比例输送到注射机的进料口。即使混合比例稍有偏差。LSR成型后的产品依然能够产生良好的固化性能（如硬度。撕裂强度和拉伸强度等）。例如。LSR的固化特性通常在52:48或48:52的比率下与50:50比例下的相同。

即便如此。我们依然希望计量混合机能够在±1%范围内产生我们想要的的50:50比率。这是由于我们在购买原材料的时候。一般A&B部件的购买量都会相等。因此由于计量不准确而造成的剩余的任何一个组分都会被浪费掉。可变比率控制可用于弥补A&B组分之间粘度的差异。

计量混合系统的第二个关键功能是保持产品的清洁。LSR成型过程理论上是非常清洁的。因为成型过程中所有化学品都是被密封在一个封闭的系统中。环境空气。灰尘和水分都不会接触产品。因此。计量混合系统不能产生额外的污染物。其金属零件必须耐腐蚀。以防生锈。对于医疗应用。接触材料的金属应采用卫生级材料。如316以上等级的不锈钢。材料软管应内衬聚四氟乙烯或尼龙。因为传统橡胶内衬液压软管可能含有硫。硫会污染硅酮。并可能抑制固化。聚四氟乙烯内衬软管特别适合医疗应用。当成型植入式医疗部件或接触血液或药物的部件的时候。硅的纯度是特别重要的指标。

计量混合系统的第三个功能是引入次要成分。如着色剂。杀菌剂等等。计量混合机应能在需要时以所需的比率和精度添加第三和第四组分。

第四。计量混合系统必须彻底混合A&B组分以及少量的第三和第四组分。然后根据注塑机所需要的量精确地输送给注塑机。

第五。计量混合机必须能够以恒定的压力向注射机炮筒供应混合后的液态硅胶。在每个周期中。一致的供给压力将使炮管内填满相同的体积和压力的材料。从而产生注射量尺寸的重复性。这一点尤其重要。因为液态硅和热塑性材料一样。都有一定的可压缩性。

计量混合系统的基本部件

分配高粘度LSR材料需要使用压盘泵和相关组件。压盘泵由气动。电动或液压驱动的柱塞提供所需的压力。通过压盘入材料容器。并对压盘下的硅胶加压。压力迫使粘性硅酮进入压盘中心的流道。通过泵的下刚体输送出去。压盘上的密封圈可有效防止材料泄漏并阻止污染物进入容器。

A&B和其他组分的软管将材料从计量泵输送到歧管组件。歧管为每种组分配备了止回阀。以防止回流。回流会在软管中留下硫化橡胶。止回阀还将歧管压力与单独的泵压力隔离。这在监测泵性能方面非常有用。

系统中应包括静态混合器。虽然注射的螺杆有一定的混合作用。但最好在材料进入螺杆之前就能良好的混合。第三和第四组分也可能需要额外的混合。

水冷夹套可用于混合物料流中除筛网组件外的所有组件。

两种类型的系统

市面上目前有两种类型的计量混合系统：直接式和传送混合式。计量泵从滚筒中抽取液体。并通过软管将其计量至歧管和混合器总成。

对于直接式系统而言。唯一被浸湿的部件是以下板。泵。软管。歧管。混合器。可能还有精密流量计。这种机器在更换材料时要清洗的湿润部件数量最少。大多数专用的5加仑机器都是这种类型的。因为它们通常用于经常更换材料的场合。

无论是使用5加仑或55加仑的机器。直接式设计都能提供最快和最经济的材料更换性能。在最简单的形式中。相同的A&B计量泵通过机械连接在一起。并由一个空气马达驱动。以产生1:1的比率（如下图所示）。

5加仑直接式计量混合系统

下图显示了一个更强大的直接式系统。A&B比率控制是通过精密流量计泵送液体来实现的。来自流量计的信号由可编程逻辑控制器处理。以保持1:1的比率。比率控制是闭环的。因为控制电路会根据流量计检测到的实际流量调整泵速。

带闭环比例控制的系统

系统增加了线性传感器以料筒的液面位置。以提供A&B组分在桶中的残余量数据。该数据可用于进行比例微调。以便同时用完A\B组分中的材料。避免浪费。

传送混合式系统不使用精密流量计。而是将仪表和光学编码器安装在每个泵上。以跟踪其行程。然后。控制系统提示A&B泵通过相同的冲程循环。以达到1:1的比率。该系统适用于磨蚀性硅酮。磨蚀性硅酮会使流量计磨损过快。

直接式系统又两个显著问题：

一是进料喉部的混合料压力随着泵的上下循环而变化。需要加装调压器。稳定材料压力。二是当用一套系统给两台注射机供料时。压力机必须联锁。以便一次只能给一台注塑机加料。胸痛不能同时保证两个供料点的比率。如果一台注射机必须等待时机单独加注。则可能会出现一些生产率损失。

在传送混合式设计中。输送和计量系统。输送泵都在压盘系统中。它们能够单独的计量并输送A&B组分的材料。不受相互的影响和干扰。计量装置是一个双套单作用活塞泵。一般由一个普通气缸或伺服电机驱动。以提供固定的1:1比率。计量室在回缩行程时填充。在伸出行程时分配。由于计量泵的机械结构非常简单。它们在每一个延伸行程上产生的压力都是相同的。在适当的控制下。进料口处的混合料压力将在1到2个大气压内重复。足以进行任何注塑成型。这种设计不需要材料调压器。在更换材料时能够节省维护和清洁时间及成本。进料喉部压力可在输送和计量系统的操作界面上编程调整。

传送混合系统

当生产需要两台或多台注塑机从一台输送泵供料时。可以在每台压力机上放置一个计量装置。由于每个计量装置都是独立的运行的。因此注塑机不需要电气联锁。如果两个桶同时供料。两个位置的混合比都将是准确的。

下图显示了带自动压盘更换的传送混合装置。当其中的一个组份材料用完时。操作员无需在场更换桶。这样就消除了更换料筒的停机时间。并有助于无人化成型。

传送混合系统通常用于较长的持续运行场合。与直接式系统相比。其更换材料所需的时间更长。浪费的硅酮也更多。这使得直接式系统在短期内更实用。

添加颜料和添加剂

颜料和自放气液是最常见的LSR添加剂。添加比例通常在A&B组份体积的0.5%到5%之间。测量精度要求为±0.2%。

一般会使用两种形式的添加剂计量泵。下图显示了一个机械式计量泵。其中泵的行程长度可以手动调整。以改变计量百分比。泵和进料罐位于A-B计量装置上。颜料通过软管输送至混合歧管。

机械式计量泵

第二种计量泵称为彩色注射器。如下图所示。它在机械上独立于A-B计量泵。安装在静态混合器上。注入器一般使用由气缸驱动的小直径柱塞。向混合器中注入小而精确的颜料。相对于A-B体积。注射量的大小和频率决定了颜料的百分比。

彩色注射器

操作员在电子屏幕上输入混料尺寸和所需的颜色百分比。而不是像使用机械泵那样进行手动机械调整。

除了比率容易调节外。这种计量泵也更容易清洗。以适应颜色更改。另外。当同时给两台注塑机送料时。只能使用这种计量泵。