目前聚氨酯發泡機有高壓發泡機和低壓發泡機兩種。低壓發泡機只有提料泵一級加壓, 壓力低, 制造成本相對比較低, 但其原料混合效果比較差, 發泡質量不穩定, 生產效率低, 故障率高, 且生產過程浪費大; 而高壓發泡機是由兩臺柱塞泵將兩種發泡原料Polyo l和 Isocyanate泵到灌注槍頭,在槍頭中通過高壓對射達到完全混合, 故高壓發泡機較之低壓發泡機有更高的性能和更高的生產效率 [ 1]。
本設備適用于橋面聚氨酯噴涂領域。橋面用的雙組份聚氨酯涂料的 A 組份由蓖麻油、甘油、聚丁二烯、分子篩、 CaO、Cr2 O3 等按比例充分混合制成, B 組份為改性 M D I。 B與 A 充分混合, 立即發生反應,從而制成聚氨酯涂料。涂層常溫下數分鐘固化, 堅硬, 能經受至少 1h /200e 的高溫, 附著力良好, 特別是疏水性與抗潮性優良, 因而可大大減少涂層內產生的氣泡。主要用于外表涂料, 特別是混凝土表面涂裝, 可經受因車輛通行、氣候、溫度等變化產生的應力, 特別適用于橋面有瀝青的混凝土橋蓋板涂料。
在聚氨酯發泡過程中, 溫度和壓力是兩個關鍵量。壓力過低時雙組份不能充分混合并且影響發泡速度, 過高則對整個設備提出了更高的工藝要求。溫度對發泡速度亦有較大的影響, 溫度過高, 反應速度加快, 相應地要求其它設備和工藝與之相適應; 溫度過低, 反應變慢、固化時間長, 相應地影響生產效率。因此在設計過程中根據工藝要求溫度必須控制在 ( 65 ? 1) e 的范圍內。本設計中壓力可以通過設定氣泵每分鐘動作次數來改變, 具有較高的靈活性; 溫度控制是通過兩個固態繼電器來實現的, 采用 P ID 控制, 具有響應快、穩定性好的優點。
控制系統的核心部件采用 M SP430 系列單片機,它是美國 T I公司推出的一款超低功耗功能強大的 16 位單片機。本系統中采用 M SP430F135 單片機, 它具有 16kB的程序存儲器, 512B的數據存儲器, 1 個高性能的 8通道 12 位 A /D 轉換器, 1 個溫度傳感器以及電池低壓時的檢測電路, 2個帶有多個捕獲 /比較寄存器的定時器 ( 帶多路 PWM 輸出 ), 1 個可實現同步、異步及多址訪問的串行接口, 1 個模擬比較器, 數個可實現方向設置及中斷功能的并行輸入、輸出端口等。利用芯片內置的自動掃描功能, A /D 轉換器可以不需要中央處理器的協助而獨立工作, 并且將轉換后的數據自動存入緩沖區, 使中央處理器的工作負擔大為減輕。
2 溫度控制系統設計
211溫度控制原理
溫度的控制即為對加熱器兩端電壓的控制, 一般對交流電壓的調節分為調壓和調功兩種。所謂交流調壓就是指在每半個周波內通過對晶閘管開通相位的控制, 可以方便地調節輸出電壓的有效值, 這種調壓方式廣泛用于燈光控制和異步電動機的軟啟動, 也用于異步電機調速, 但這種方法的缺點是會對電網電壓造成諧波污染。交流調功和交流調壓的電路形式是完全相同的, 只是控制方式不同。交流調功不是在每個交流電源周期都對輸出波形進行控制, 而是將負載與交流電源接通幾個整周波, 再斷開幾個整周波, 通過改變接通周波數與斷開周波數的比值來調節負載所消耗的平均功率。這種電路常用于電爐的溫度控制, 因為像電爐這樣的大慣性控制對象, 其時間常數往往很大, 沒有必要對交流電源的每個周期進行頻繁的控制, 只要以周波數為單位進行控制就足夠了, 而且這種調壓方式不對電網電壓造成通常意義的諧波污
