專利名稱：用于微孔塑料成型加工的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微孔塑料成型設(shè)備，特別涉及一種應(yīng)用于微孔塑料成型加工的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置。
背景技術(shù)：
超臨界流體是指流體的熱力學(xué)參數(shù)高于其臨界點(diǎn)(臨界溫度和臨界壓力)以上的流體。超臨界二氧化碳是微孔塑料成型中使用的一種新型的成孔劑，當(dāng)其在臨界壓力為7.39MPa、臨界溫度為31.06℃時(shí)，便成為物理性能和化學(xué)性能完全均勻的超臨界流體，能在熔融的聚合物中具有良好的溶解性能和擴(kuò)散性能，為了以二氧化碳作為成孔劑，并維持二氧化碳在超臨界狀態(tài)下，定壓、定量、定溫輸入到成型機(jī)上，必須有一套二氧化碳流體輸送裝置。在專利號(hào)為ZL99118908.6的發(fā)明專利中公開了一套二氧化碳流體輸送裝置，這套裝置由二氧化碳鋼瓶、冷卻介質(zhì)循環(huán)器、定量輸送泵、壓力控制閥、加熱器、流量控制閥等構(gòu)件通過(guò)管路連接構(gòu)成，這種裝置直接用二氧化碳鋼瓶通過(guò)虹吸作用來(lái)供給液狀二氧化碳，沒(méi)有設(shè)置加壓裝置，因而這種裝置操作并不可靠，容易造成二氧化碳?xì)饣?；其次，該裝置用定量輸送泵直接把二氧化碳液體只經(jīng)調(diào)壓閥輸送到成型機(jī)上，這樣很容易使二氧化碳流體產(chǎn)生壓力波動(dòng)而出現(xiàn)脈動(dòng)狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)二氧化碳流體的穩(wěn)定輸送；再者，由于二氧化碳液體溫度低，在管道中流動(dòng)較快，采用現(xiàn)有的加熱器不能迅速均勻加熱管內(nèi)二氧化碳流體，導(dǎo)致二氧化碳流體加熱不均勻而影響流動(dòng)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于微孔塑料成型加工的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作可靠、可將超臨界狀態(tài)的二氧化碳定壓、定量、定溫條件下輸出超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置包括二氧化碳存貯器、冷凝器、計(jì)量輸送器、壓力控制構(gòu)件、加熱構(gòu)件、流量控制閥，其特征在于還包括加壓器，所述加壓器與二氧化碳存貯器相連接；所述加熱構(gòu)件為恒溫穩(wěn)壓罐，所述恒溫穩(wěn)壓罐的入口及出口分別與計(jì)量輸送器及流量控制閥相連接。
所述恒溫穩(wěn)壓罐是夾套式結(jié)構(gòu)，在夾套內(nèi)可通入加熱劑加熱，加熱劑包括過(guò)熱水，蒸汽，熱油；所述恒溫穩(wěn)壓罐亦可為單層結(jié)構(gòu)，在外壁加熱，加熱方式可用電加熱方式、紅外線加熱方式、微波加熱方式等。
所述壓力控制構(gòu)件為壓力罐，所述壓力罐內(nèi)的壓力在臨界壓力7.39MPa～80MPa的范圍內(nèi)。
所述二氧化碳存貯器為設(shè)置有進(jìn)口和出口的儲(chǔ)存罐，所述儲(chǔ)存罐的進(jìn)口與所述加壓器相連接，所述儲(chǔ)存罐的出口與冷凝器相連接。
所述加壓器為裝有高壓惰性氣體的鋼瓶，直接輸入高壓惰性氣體到二氧化碳存貯器。
所述冷凝器是由列管式熱交換器；二氧化碳液體在管內(nèi)流動(dòng)，冷卻劑在管外流動(dòng)用于冷卻管內(nèi)的二氧化碳。
計(jì)量輸送器可為螺桿泵、齒輪泵、柱塞泵和隔膜泵。
本裝置還可包括液化儲(chǔ)存罐，所述液化儲(chǔ)存罐分別與冷凝器及計(jì)量輸送器相連接。
本實(shí)用新型的作用原理是為保證二氧化碳始終保持液化狀態(tài)，本方案設(shè)置的加壓器向二氧化碳存貯器加入較高壓力的惰性氣體(惰性氣體的相對(duì)密度小于CO2相對(duì)密度)，二氧化碳液體受壓進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝，使二氧化碳確保以液體的狀態(tài)進(jìn)入液化儲(chǔ)存罐，然后由計(jì)量輸送器把二氧化碳液體壓入壓力罐并控制壓力在臨界壓力7.39MPa至80MPa范圍內(nèi)，之后高壓的二氧化碳液體進(jìn)入恒溫穩(wěn)壓罐，恒溫穩(wěn)壓罐的主要作用是對(duì)二氧化碳流體進(jìn)行加熱恒溫，二氧化碳液體被加熱到臨界溫度31.06℃以上，甚至達(dá)到200℃，保證二氧化碳由液態(tài)完全轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界狀態(tài)，然后將超臨界狀態(tài)的二氧化碳經(jīng)流量控制閥定量、定壓、定溫地穩(wěn)定輸出。
本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果本裝置能實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳流體的制備、平穩(wěn)調(diào)控和精確輸送，使超臨界二氧化碳流體能定量、定壓、定溫輸出至成型設(shè)備；本裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作用效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于改進(jìn)原有發(fā)泡成型輸氣裝置，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，可保護(hù)大氣環(huán)境免受破壞，并可防火防爆，提高微孔塑料成型的安全操作性能。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例圖1示出了本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)，由圖1可見(jiàn)，本超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置包括二氧化碳儲(chǔ)存罐1、加壓器2、冷凝器3、液化儲(chǔ)存罐4、計(jì)量輸送器5、壓力罐6、恒溫穩(wěn)壓罐7、流量控制閥8，所述加壓器2為裝有高壓惰性氣體的鋼瓶，直接與二氧化碳儲(chǔ)存罐1的進(jìn)口相連接，二氧化碳儲(chǔ)存罐1的出口與冷凝器3相連接；所述冷凝器3為列管式熱交換器，二氧化碳液體在換熱管內(nèi)流動(dòng)，冷卻劑在換熱管外流動(dòng)，冷卻換熱管內(nèi)的二氧化碳；冷凝器3的出口與液化儲(chǔ)存罐4相連接，液化儲(chǔ)存罐4同時(shí)與計(jì)量輸送器5相連接，所述計(jì)量輸送器5與壓力罐6相連接，壓力罐內(nèi)的壓力控制在臨界壓力7.39MPa～80MPa的范圍內(nèi)；壓力罐6的出口與恒溫穩(wěn)壓罐7相連接，所述恒溫穩(wěn)壓罐7為夾套式罐狀結(jié)構(gòu)，在夾套內(nèi)可通入加熱劑對(duì)罐內(nèi)的二氧化碳流體進(jìn)行加熱，所述加熱劑可為過(guò)熱水、蒸汽、熱油等加熱介質(zhì)，可把罐內(nèi)的二氧化碳流體加熱到200℃；恒溫穩(wěn)壓罐7的出口流量控制閥8相連接，流量控制閥8的出口與成型設(shè)備相連接。
本裝置的作用過(guò)程是二氧化碳儲(chǔ)存罐1在加壓器2的加壓下，液態(tài)二氧化碳進(jìn)入冷凝器3，在冷凝器3的冷卻下，二氧化碳進(jìn)一步冷凝液化而儲(chǔ)存在液化儲(chǔ)存罐4中，液態(tài)二氧化碳經(jīng)計(jì)量輸送器5加壓進(jìn)入壓力罐6，并升至設(shè)定壓力值，再進(jìn)入恒溫穩(wěn)壓罐7，CO2液體被加熱到臨界溫度31.06℃以上，使二氧化碳處于超臨界狀態(tài)，最后超臨界二氧化碳經(jīng)流量控制閥8定量進(jìn)入成型設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，包括二氧化碳存貯器、冷凝器、計(jì)量輸送器、壓力控制構(gòu)件、加熱構(gòu)件、流量控制閥，其特征在于包括加壓器，所述加壓器與二氧化碳存貯器相連接；所述加熱構(gòu)件為恒溫穩(wěn)壓器，所述恒溫穩(wěn)壓器的入口及出口分別與計(jì)量輸送器及流量控制閥相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于所述恒溫穩(wěn)壓器是夾套式罐狀結(jié)構(gòu)或外置加熱器的單層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于所述壓力控制構(gòu)件為壓力罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于所述壓力罐內(nèi)的壓力在臨界壓力7.39MPa～80MPa的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于所述二氧化碳存貯器為設(shè)置有進(jìn)口和出口的儲(chǔ)存罐，所述儲(chǔ)存罐的進(jìn)口與所述加壓器相連接，所述儲(chǔ)存罐的出口與冷凝器相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于所述冷凝器是由列管式熱交換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，其特征在于包括液化儲(chǔ)存罐，所述液化儲(chǔ)存罐分別與冷凝器及計(jì)量輸送器相連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種超臨界二氧化碳流體的制備及輸送裝置，包括二氧化碳存貯器、冷凝器、計(jì)量輸送器、壓力控制構(gòu)件、加熱構(gòu)件、流量控制閥，還包括加壓器，所述加壓器與二氧化碳存貯器相連接；所述加熱構(gòu)件為恒溫穩(wěn)壓器，所述恒溫穩(wěn)壓器的入口及出口分別與計(jì)量輸送器及流量控制閥相連接。本裝置能實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳流體的制備、平穩(wěn)調(diào)控和精確輸送，使超臨界二氧化碳流體能定量、定壓、定溫輸出至成型設(shè)備；本裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作用效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于改進(jìn)原有發(fā)泡成型輸氣裝置，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，可保護(hù)大氣環(huán)境免受破壞，并可防火防爆，提高微孔塑料成型的安全操作性能。
文檔編號(hào)F17C7/04GK2659661SQ200320119398
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者趙良知, 馬小明, 牟文杰, 吳舜英 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)