太阳能水箱卧式发泡生产线及生产工艺.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103862607 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103862607 A (21)申请号 201210551087.2 (22)申请日 2012.12.18 B29C 44/02(2006.01) B29C 44/34(2006.01) (71)申请人 海尔集团公司 地址 266101 山东省青岛市崂山区高科园海 尔路 1 号海尔工业园 申请人 青岛经济技术开发区海尔热水器有 限公司 (72)发明人 闫苇 吴庆 韩良富 周伟 监海军 马俊春 (74)专利代理机构 青岛联智专利商标事务所有 限公司 37101 代理人 杨秉利 (54) 发明名称 太。

2、阳能水箱卧式发泡生产线及生产工艺 (57) 摘要 本发明涉及一种太阳能水箱卧式发泡生产线 及生产工艺， 生产线包括水箱装配区、 发泡区、 熟 化区和成品卸载区， 发泡区和熟化区位于环形轨 道上， 装配区和发泡区之间、 熟化区和成品卸载区 之间设置有机械手， 环形轨道上安装有水箱发泡 工装车， 工装车与环形轨道上的传动装置连接， 生 产线真正实现了卧式发泡， 保证了整个工艺的流 畅性， 更容易实现大规模自动生产， 可大大提高生 产效率。生产工艺使得水箱发泡完毕后聚氨酯泡 沫模塑密度为 38.5-41KG/m， 大大提高了发泡质 量， 能够保证泡沫的稳定。 水箱预装后整个生产过 程均为横向放置， 。

3、减少劳动强度， 便于操作， 便于 实现大规模自动化生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103862607 A CN 103862607 A 1/2 页 2 1. 一种太阳能水箱卧式发泡生产线， 包括水箱装配区、 发泡区、 熟化区和成品卸载区， 其特征在于 ： 所述发泡区和熟化区位于环形轨道上， 装配区和发泡区、 熟化区和成品卸载区 之间设置有机械手， 所述环形轨道上安装有水箱发泡工装车， 工装车与环形轨道上的传动 装置连接， 。

4、所述工装车包括承载太阳能水箱的底座、 安装于底座上用于限定太阳能水箱位 置的两个挡板、 用于调节两个挡板之间距离的间距调节装置以及上盖 ； 所述两个挡板通过 滑轨安装于底座上， 所述间距调节装置连接两个挡板， 所述上盖的后部可旋转的安装于底 座上， 上盖的前部通过锁扣与底座相接。 2. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述发泡区注料 工位处的环形轨道与水平面呈 10-20 度倾角。 3. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述熟化区分为 一次熟化区和二次熟化区， 其中一次熟化区和发泡区位于一条环形轨道上， 二次熟化区位 于一。

5、条环形轨道上， 所述两条环形轨道之间设置有机械手。 4. 根据权利要求 3 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述两条环形轨 道上的传动装置与同一动力机构相接。 5. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述间距调节装 置包括两条丝杠， 所述丝杠通过螺纹与挡板配合， 所述丝杠的端部设置有动力装置， 所述动 力装置包括固装于丝杠端部的链轮， 位于底座上的手轮和固装于手轮上的链轮， 所述链轮 之间通过链条连接。 6. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述上盖上设置 有压板， 所述压板通过压板手柄安装于上盖上， 所述。

6、压板手柄通过螺纹与上盖配合， 并轴接 在压板上。 7. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述底座的前部 和后部均设置有支架， 所述上盖的后部可旋转的安装于底座后部的支架上， 所述上盖的前 部通过锁扣与底座前部的支架相接， 所述底座后部的支架上安装有定位块。 8. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述底座上安装 有弧形底托， 所述弧形底托上粘贴胶垫。 9. 根据权利要求 1 所述的太阳能水箱卧式发泡生产线， 其特征在于 ： 所述工装车上安 装有气瓶。 10. 一种太阳能水箱卧式发泡生产工艺， 其特征在于 ： 所述工艺包括如下。

7、步骤 ： （1） 在装配区的流水线上将水箱内胆、 外壳以及端盖装配完毕 ； （2） 由机械手将水箱横向夹抱于环形轨道的工装车上， 工装车将水箱横向固定， 水箱内 胆压力保持在 0.04-0.05MPa， 工装车由传动装置带动在环形轨道上移动 ； （3）工装车经过 30-50的烘道预热后， 到达注料工位， 工装车与传动装置脱离， 工装车停在环形轨道上， 进行注料， 将聚氨酯泡沫注入水箱， 其中， 聚氨酯泡沫自由起发 密度为 291.5KG/m， 料温为 20-26， 注料速度为 65020 g/s， 注料时保压压力为 0.04-0.05MPa， 注料量 = 填充体积 * 聚氨酯泡沫模塑密度 *（。

8、1.1-1.15） ； （4）工 装 车 与 传 动 装 置 相 接， 运 行 至 一 次 熟 化 区 在 30-50 的 条 件 下 熟 化 20min-30min ； （5）机械手将一次熟化完毕的水箱转运至二次熟化区， 在 30-35的条件下熟化 权 利 要 求 书 CN 103862607 A 2 2/2 页 3 40-60min， 得到发泡完毕后聚氨酯泡沫模塑密度为 38.5-41KG/m 的水箱 ； （6） 由机械手将二次熟化完毕的水箱转运至成品卸载区。 权 利 要 求 书 CN 103862607 A 3 1/5 页 4 太阳能水箱卧式发泡生产线及生产工艺 技术领域 0001 本发。

9、明属于太阳能水箱发泡技术领域， 具体地说， 是涉及一种能够实现太阳能水 箱卧式发泡的生产线以及生产工艺。 背景技术 0002 目前， 太阳能热水器聚氨酯保温层以竖式发泡多次浇注为主。存在如下缺陷 ： （1） 破坏了箱体保温材料的一体性， 且相邻两次浇注形成的交界处泡沫结合不良， 泡沫 收缩时开裂严重， 形成裂缝和洞穴， 不利于保温效果 ； （2） 聚氨酯泡沫在填充时需要爬升的高度太大， 密度严重不均匀， 一般在 36-40 KG/m 之间， 水箱上端经常出现缺料或疲劳泡沫。 为了减缓这种质量缺陷会增加注料量， 这样不但 增加成本， 还会造成发泡压力过大而导致内胆变形。 0003 同时， 现有的。

10、太阳能水箱竖式发泡生产线一般为一条环形轨道， 在环形轨道上安 装工装车， 工装车结构笨重， 一般包括上模和下模， 下模放置在工装车上， 从工装车两侧对 称位置焊接上两个固定柱， 需要人工操作进行上下模。 整个生产线自动化程度低， 劳动强度 大。现有可实现太阳能水箱横向注料填充的生产线是在竖式发泡生产线的基础上改进的， 主要对工装车进行了改进， 分为底座和水箱固定装置， 水箱固定装置可绕底座进行 90 度旋 转来实现横向和竖向的转换， 从而实现横向注料。 虽然实现横向注料改善了发泡质量， 但是 这种翻转多为人力操作， 劳动强度大， 工作效率低而且很难实现自动化生产。 发明内容 0004 本发明的。

11、目的在于提供一种太阳能水箱卧式发泡生产线， 解决了现有发泡生产线 结构复杂、 自动化程度低、 生产效率低和劳动强度大的技术问题。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案予以实现 ： 一种太阳能水箱卧式发泡生产线， 包括水箱装配区、 发泡区、 熟化区和成品卸载区， 发 泡区和熟化区位于环形轨道上， 装配区和发泡区之间、 熟化区和成品卸载区之间设置有机 械手， 环形轨道上安装有水箱发泡工装车， 工装车与环形轨道上的传动装置连接。 工装车包 括承载太阳能水箱的底座、 安装于底座上用于限定太阳能水箱位置的两个挡板、 用于调节 两个挡板之间距离的间距调节装置以及上盖 ； 两个挡板通过滑轨。

12、安装于底座上， 间距调节 装置连接两个挡板， 上盖的后部可旋转的安装于底座上， 上盖的前部通过锁扣与底座相接。 0006 作为上述方案的进一步改进， 发泡区的注料工位处环形轨道与水平面呈 10-20 度 倾角， 当工装车运行至注料工位时， 水箱与水平面呈 10-20 度夹角， 从而加快注料并提高发 泡质量。 0007 作为上述方案的进一步改进， 熟化区分为一次熟化区和二次熟化区， 其中一次熟 化区和发泡区位于一条环形轨道上， 二次熟化区位于一条环形轨道上， 两条环形轨道之间 设置有机械手， 并通过机械手将水箱从一次熟化区夹抱至二次熟化区。 这样， 一次熟化完成 的水箱至二次熟化区继续熟化， 一。

13、方面可以提高发泡质量， 另一方面还可以大大提高生产 说 明 书 CN 103862607 A 4 2/5 页 5 效率。 0008 进一步的， 两条环形轨道上的传动装置与同一动力机构相接。 0009 作为上述方案的进一步改进， 工装车的间距调节装置包括两条丝杠， 丝杠通过螺 纹与挡板配合， 丝杠的端部设置有动力装置 ； 动力装置包括固装于丝杠端部的链轮， 位于底 座上的手轮和固装于手轮上的链轮， 链轮之间通过链条连接， 则通过旋转手轮即可实现两 个挡板之间的间距调整， 方便快捷。 0010 作为上述方案的进一步改进， 上盖上设置有压板， 压板通过压板手柄安装于上盖 上， 其中， 压板手柄通过螺。

14、纹与上盖配合， 并轴接在压板上， 从而调节压板与上盖的距离， 以 适应不同直径的水箱。 0011 作为上述方案的进一步改进， 在底座的前部和后部均设置有支架， 上盖的后部可 旋转的安装于底座后部的支架上， 上盖的前部通过锁扣与底座前部的支架相接， 底座后部 的支架上安装有定位块， 以限定上盖打开的范围， 使得上盖的打开和关闭的操作更加方便 快捷。 0012 为了方便水箱在工装车上的定位， 在底座上安装有弧形底托， 且在弧形底托上粘 贴胶垫， 以起到保护水箱外壳的作用。 0013 为了保证发泡质量， 水箱在环形轨道的运动过程中始终处于充气保压的状态， 在 工装车上安装有气瓶。 0014 基于上述。

15、太阳能水箱卧式发泡生产线， 本发明还提出了一种太阳能水箱卧式发泡 生产工艺， 所述工艺包括如下步骤 ： （1） 在装配区的流水线上将水箱内胆、 外壳以及端盖装配完毕 ； （2） 由机械手将水箱横向夹抱于环形轨道的工装车上， 工装车将水箱横向固定， 水箱内 胆压力保持在 0.04-0.05MPa， 工装车由传动装置带动在环形轨道上移动 ； （3）工装车经过 30-50的烘道预热后， 到达注料工位， 工装车与传动装置脱离， 工装车停在环形轨道上， 进行注料， 将聚氨酯泡沫注入水箱， 其中， 聚氨酯泡沫自由起发 密度为 291.5KG/m， 料温为 20-26， 注料速度为 65020 g/s， 注。

16、料时保压压力为 0.04-0.05MPa， 注料量 = 填充体积 * 聚氨酯泡沫模塑密度 *（1.1-1.15） ； （4）工 装 车 与 传 动 装 置 相 接， 运 行 至 一 次 熟 化 区 在 30-50 的 条 件 下 熟 化 20min-30min ； （5）机械手将一次熟化完毕的水箱转运至二次熟化区， 在 30-35的条件下熟化 40-60min， 得到发泡完毕后聚氨酯泡沫模塑密度为 38.5-41KG/m 的水箱 ； （6） 由机械手将二次熟化完毕的水箱转运至成品卸载区。 0015 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果是 ： 本发明水箱卧式发泡生产线， 在装 配区完成水箱装。

17、配后， 由机械手夹抱至环形轨道的工装车上， 工装车在传动链条的带动下 运行至注料工位注料， 在熟化区熟化， 然后通过成品卸载区卸载， 整体自动化水平高， 真正 实现了太阳能水箱的卧式发泡， 保证了整个工艺的流畅性， 且更容易实现大规模自动生产， 可大大提高生产效率。同时， 本发明的发泡生产工艺具有如下优点 ： 1、 能够实现发泡料一次过量填充， 保证水箱聚氨酯发泡的稳定性及密度的均匀性， 水 箱发泡完毕后聚氨酯泡沫模塑密度为 38.5-41KG/m， 大大提高了发泡质量， 并且可实现一 次注料发泡成型， 提高了生产效率。 说 明 书 CN 103862607 A 5 3/5 页 6 0016 。

18、2、 实现水箱在线体的运动过程中的充气保压， 既能够保证生产效率也能够保证泡 沫的稳定。 0017 3、 水箱预装后整个生产过程均为横向放置， 减少劳动强度， 便于操作， 便于实现大 规模自动化生产。 0018 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后， 本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。 附图说明 0019 图 1 是本发明具体实施例的结构示意图。 0020 图 2 是本发明具体实施例工装车的结构示意图。 0021 图 3 是本发明具体实施例的图 2 的侧视图。 0022 图 4 是本发明工装车与环形轨道连接的结构示意图。 具体实施方式 0023 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详。

19、细地描述。 0024 如图 1、 4 所示， 太阳能水箱卧式发泡生产线， 包括水箱装配区、 发泡区、 熟化区和 成品卸载区， 发泡区和熟化区位于环形轨道上， 装配区和发泡区之间设置有 1 号机械手， 熟 化区和成品卸载区之间设置有 3 号机械手。熟化区分为一次熟化区和二次熟化区， 其中一 次熟化区和发泡区位于一号环形轨道上， 二次熟化区位于二号环形轨道上， 两条环形轨道 之间设置有 2 号机械手。一次熟化区和二次熟化区分布在两条环形轨道上， 可提高发泡区 和一次熟化区上工装车的利用率， 提高生产效率。二次熟化区设置在环形轨道上而不是一 个存放空间， 可提高生产效率减少大量的人力搬运。两条环形轨。

20、道上的传动装置与同一动 力机构相接， 传动装置为传动链条22。 在环形轨道上安装有水箱发泡工装车， 工装车与环形 轨道上的传动链条22可拆卸式连接， 传动链条22上固装有挂接部21， 工装车底部设置有可 升降的挂接装置20， 通过可升降的挂接装置20的升降实现与挂接部22的连接和分离， 当挂 接装置 20 与挂接部 21 连接时， 传动链条 22 的运动可带动工装车在环形轨道上运行， 当挂 接装置 20 与挂接部 21 分离时， 传动链条 22 的运动对工装车无影响， 工装车可停留在环形 轨道上。 0025 具体的， 装配区设置有辊式输送机， 对预装的水箱进行输送。 在装配区进行水箱的 预装，。

21、 包括下端盖的扣装、 内胆的安装、 堵头的安装以及上端盖的扣装， 并安装发泡胶圈。 将 预装完成的水箱由 1 号机械手转运至发泡区和一次熟化区所在的一号环形轨道的初始工 位处空载的工装车上， 水箱横向固定在工装车上， 工装车的可升降的挂接装置 20 与传动链 条 22 的挂接部 21 连接， 工装车在传动链条 22 的带动下运行， 先对内胆进行气密性检验， 并 充气保压， 在烘道预热后， 至注料工位处注料， 注料完成后再次进行充气保压， 固化一定时 间后断开气体， 进入一次熟化区熟化， 熟化完成后拆卸堵头， 打开工装车， 由 2 号机械手将 一次熟化完成的水箱转运至二次熟化区初始工位空载的工装。

22、车上， 一次熟化区的工装车空 载， 空载的工装车跟随传动链条 22 运转至一号环形轨道的初始工位等待下一个水箱从装 配区转运过来进行发泡和一次熟化。二次熟化区的工装车将转运过来的水箱固定后， 由传 动链条 22 带动工装车在二次熟化区运转进行继续熟化， 二次熟化完毕后， 打开工装车， 由 3 说 明 书 CN 103862607 A 6 4/5 页 7 号机械手将其转运至成品卸载区进行外观清理、 装箱、 下线堆放等操作， 空载工装车跟随传 动链条22运转至二次熟化区的初始工位， 等待2号机械手将下一个一次熟化完成的水箱从 一次熟化区转运过来进行二次熟化。 0026 下面对环形轨道上的工装车进行。

23、说明 ： 如图 2、 3 所示， 工装车包括如下部件 ： 底座 1， 用于承载太阳能水箱。底座 1 设计为框架式， 可以节省材料和减轻工装车自身 的重量。为了方便水箱的定位， 使水箱在底座 1 上放置的更加稳固， 在底座 1 上安装有弧形 底托2， 将太阳能水箱放置于弧形底托2上， 并且且在弧形底托2上粘贴胶垫， 可以在放置水 箱时起到缓冲作用， 从而保护水箱外壳。 0027 两个挡板 3， 用于限定太阳能水箱的位置。挡板 3 通过滑轨 4 安装于底座 1 上， 挡 板 3 可沿滑轨 4 移动， 从而实现两个挡板 3 之间间距的调整， 以便适用于不同型号大小的水 箱。两个挡板 3 之间的间距调。

24、整主要通过间距调节装置来实现， 间距调节装置连接两个挡 板 3， 包括两条丝杠 5， 两条丝杠 5 均通过螺纹与挡板 3 配合， 丝杠 5 两端螺纹方向相反， 既 能保证丝杠 5 旋转时两个挡板 3 间距增大或减小， 又能保证丝杠 5 静止时锁紧两个挡板 3 的作用， 在丝杠5的端部设置有动力装置， 动力装置包括一个安装于底座1上的手轮7， 在手 轮 7 上固装有链轮 6， 丝杠 5 端部也固装有链轮 6， 各个链轮 6 之间通过链条 8 连接。这样， 在调整两个挡板 3 之间的间距时， 可使用手轮 7 带动丝杠 5 转动， 从而使两个挡板 3 实现相 对运动。为了方便水箱发泡注料， 在挡板 。

25、3 上开设有注料孔 15 和水管穿过孔 16。 0028 上盖 9， 上盖 9 设计为框架式， 可节省材料和减轻工装车自身的重量。上盖 9 的后 部可旋转的安装于底座 1 上， 上盖 9 的前部通过锁扣 10 与底座 1 相接。为了保证水箱放置 更加稳固， 一般在底座1的前部和后部均设置有支架11， 上盖9的后部可旋转的安装于底座 1 后部的支架 11 上， 上盖 9 的前部通过锁扣 10 与底座 1 前部的支架 11 相接。在上盖 9 上 设置有压板12， 压板12通过压板手柄13安装于上盖9上， 其中， 压板手柄13通过螺纹与上 盖 9 配合， 并轴接在压板 12 上。这样， 通过旋转压板。

26、手柄 13 即可调节压板 12 与上盖 9 的 距离， 从而使压板 12 压住或松开水箱的发泡堵头。为了限定上盖 9 打开的范围， 使得操作 更加方便快捷， 在底座 1 后部的支架 11 上安装有用于限定上盖 9 位置的定位块 14。定位块 14 可限定上盖 9 在 0-150 度范围内旋转。 0029 气瓶17， 安装在工装车上。 在水箱发泡填充、 固化及前期熟化时保证水箱内压力不 变， 以起到保压作用， 以免漏气造成水箱内胆变形。 为了方便工装车的移动， 在底座 1 的底部安装有底架 18， 底架 18 的底部安装有轮子 19。轮子 19 在环形轨道上运行。 0030 工装车的使用过程如下。

27、， 将水箱固定在工装车上时， 将水箱夹抱至工装车的底座 1 上， 转动手柄 7， 调节两个挡板 3 之间的距离， 直至两个挡板 3 抵住水箱的两端。关闭上盖 9， 并使用锁扣 10 将上盖 9 固定在底座 1 的支架 11 上。使得压板 12 压住水箱的发泡堵头， 以防止发泡堵头移动造成水箱两侧发泡密度不均匀， 则水箱固定完毕。气瓶 17 与水箱内胆 相接， 保证水箱内压力不变， 以避免漏气造成水箱内胆变形。将水箱从工装车上卸载时， 打 开锁扣 10， 将上盖 9 打开， 转动手柄 7， 调节两个挡板 9 之间的距离， 直至两个挡板 3 离开水 箱的两端， 则可采用机械手将水箱从工装车中转运至。

28、其他工位。 0031 太阳能水箱卧式发泡生产工艺， 所述工艺包括如下步骤 ： 说 明 书 CN 103862607 A 7 5/5 页 8 （1） 在装配区的辊式输送机上， 对预装的水箱进行输送。 在装配区的流水线上进行水箱 的预装， 包括下端盖的扣装， 内胆的安装、 堵头的安装以及上端盖的扣装， 并安装发泡胶圈。 装配完毕后， 辊式输送机将其输送至 1 号机械手的位置。 0032 （2） 由 1 号机械手将装配完毕的水箱横向夹抱于一号环形轨道初始工位处空载的 工装车上， 工装车将水箱横向固定， 工装车上的气瓶 17 对水箱内胆充气保压， 进行气密性 检验， 并使水箱内胆压力保持在 0.04-。

29、0.05MPa， 工装车由传动装置带动在环形轨道上移动。 0033 （3）工装车经过 30-50的烘道预热后， 到达注料工位， 工装车与传动装置脱 离， 工装车停在环形轨道上， 进行注料， 将聚氨酯泡沫注入水箱， 其中， 聚氨酯泡沫自由起 发密度为 291.5KG/m， 料温为 20-26， 注料速度为 65020 g/s， 注料时保压压力为 0.04-0.05MPa， 注料量 = 填充体积 * 聚氨酯泡沫模塑密度 *（1.1-1.15） ； 注料完成后再次 进行充气保压， 固化一定时间后断开气体。 0034 （4）工装车与传动装置相接， 运行至一次熟化区在 30-50的条件下熟化 20min。

30、-30min， 并运行至 2 号机械手处。 0035 （5） 2 号机械手将一次熟化完毕的水箱转运至二号环形轨道的初始工位处空载的 工装车上， 在 30-35的条件下进行二次熟化 40-60min， 得到发泡完毕后聚氨酯泡沫模塑 密度为 38.5-41KG/m 的水箱， 运行至 3 号机械手处。 0036 （6） 由 3 号机械手将二次熟化完毕的水箱转运至成品卸载区， 进行外观清理、 装 箱、 下线堆放等操作。 0037 综上所述， 本发明太阳能水箱卧式发泡生产线自动化程度高， 大大降低了劳动强 度， 在生产成本降低的同时能够提高产品质量， 真正实现了太阳能水箱的卧式发泡。 0038 最后应说。

31、明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制 ； 尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 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发明各实施例技术方案的精 神和范围。 说 明 书 CN 103862607 A 8 1/4 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103862607 A 9 2/4 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103862607 A 10 3/4 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103862607 A 11 4/4 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103862607 A 12 。