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缠绕薄膜吹塑设备的构成

关键词:

缠绕薄膜

时间:2013-04-18来源:楷膜 点击:10453次

摘要:缠绕薄膜吹塑设备的构成缠绕薄膜吹塑设备主要由加 料、挤出机、热流道、熔体过滤器(又称换网器)、熔体压力和温 度传感器、机头、加热器、膜泡内冷、风环、稳泡器

 

缠绕膜吹塑设备

缠绕薄膜吹塑设备的构成缠绕薄膜吹塑设备主要由加 料、挤出机、热流道、熔体过滤器(又称换网器)、熔体压力和温 度传感器、机头、加热器、膜泡内冷、风环、稳泡器、人字夹板、 旋转牵引、导辊、薄膜纠偏、薄膜剖边分切、薄膜展平、薄膜收 卷、机架(即塔架)、温度控制、薄膜测厚、电气控制(或计算机 系统)等系统构成。如果采用液体增黏剂,在挤出机上还需配备液 体增黏剂的输送系统。
缠绕薄膜吹塑设备主要部件
①加料系统加料系统用于供人塑料树脂、固体增黏剂、色 母料等原辅材料。加料系统包括料斗、自动加料器及自动称重加料 装置等。
料斗由料斗座、料斗体、料斗仓和料斗盖等组成。自动加料机 安装在料斗上面,可通过真空泵实现自动加料,减轻工人的劳动强 度。自动称重加料装置由料斗、自动加料机、自动称重系统和自动 控制系统等组成,可实现多种组分的原料按设定比例自动而均勻地 供料与混合,对节省贵重原料有明显的效果。
②挤出机挤出机主要由电机、减速器、机筒、螺杆、加热 器、机座、电气控制回路组成。电机是挤出机驱动的动力装置,减 速器用来连接电机、传递扭矩、驱动螺杆运转。
机筒(料筒)和螺杆组成挤出 副,是挤出机的关键构件。机筒有光 滑机筒和开槽的IKV机筒(图9-3)。 IKV机筒在挤出材料的入口处设计有 一定形状、深度和长度的若干条强制 进料槽,槽的外部有水冷装置。采用 图9_3 IKV机筒 开槽的IKV机筒,可提高挤出机的产量,这种挤出机电机的驱动功率较大,但由于产量大大提高,反 而可降低薄膜的能量耗费(单耗)。
普通螺杆由加料段、压缩段和计量段组成,由于LLDPE是拉 伸薄膜的主要原料,生产线采用分离、屏障、销钉混炼等结构组合 的新型螺杆结构,这种新型螺杆的组合和尺寸设计得好,能够提髙 塑化效果并提高薄膜的产量,同时减少能耗。目前国际上优秀的能 耗指标是lkW • h生产3kg薄膜的水平,金明公司的这种缠绕膜 吹塑设备已经达到这个指标,采用的加热器,由电阻加热、散热片和冷却风机构成,用来提 供物料塑化的外部加热效果,散热片和冷却风机用来遏制和降低物 料塑化过程产生的剪切热引起的升温。常用加热器有铸铝加热器和 陶瓷加热器。
当螺杆在机筒内旋转时,物料通过挤出机的加料口进人机筒和 螺杆的螺槽之间,在此物料受到机筒外部的加热器加热,物料粒子 的表层受热熔化,同时在螺杆螺槽的轴向上受高压(40〜60MPa) 的作用而向前推移,物料产生极大的内摩擦力,从而产生很髙的剪 切热(内摩擦热)。挤出物料的熔融塑化过程,就是依靠加热器的 外部加热和剪切热的作用而实现的。采用分离、屏障、销钉混炼结 构组合的新型螺杆,螺杆的分离段通过主、副螺棱形成液相槽和固相槽,挤出物料在熔融塑化过程中,已经熔融的液相熔 体经主、副螺棱之间的分离间隙进入液相槽,固相的部分继续沿固 相槽前移,由于液相和固相分离,固体的物料能够快速受热,快速 熔融。为进一步提高熔体的塑化效果,熔体通过螺杆的屏障段,屏 障段根据螺杆直径的大小,设计有等分的若干屏障槽,屏障槽由人 料槽和出料槽组成,有直槽和螺旋槽(螺旋槽用得比较多),在人 料槽和出料槽之间形成一个小小的出料间隙,称为屏障间隙。熔体 从人料槽流经出料槽,必须通过屏障间隙,这时熔体受屏障作用提 高了塑化效果,同时对于残余的固相小颗粒,进一步进行强化塑 化。经历了上述过程之后,熔体进人销钉混炼段,这时熔体在销钉 强烈的搅拌、混合作用下,熔体的温度得到匀化,熔体强度等性能 得到进一步的提高,形成了髙弹态的熔体,使薄膜的透明度得到 保障。 .
③增黏剂的输送固体增黏剂能够直接从挤出机的加料口进 入挤出机,如果采用液体增黏剂,则在特种挤出副(机筒、螺杆) 的特定部位连接上液体输送装置,将液体增黏剂强制送入挤出机并 与LLDPE混合。
④熔体过滤器熔体过滤器用于过滤熔体,保证熔体洁净度, 防止杂质和可能存在的熔化不良物进入模头。熔体过滤器有手动式 和液压传动式、连续自动换网式、双通道式等形式。对于大型的挤 出机(螺杆直径大于邦Omm),多配用液压双工位自动熔体过滤 器;小型的挤出机(螺杆直径小于灼0mm),大多数场合则配用双 工位手动式熔体过滤器。双工位手动熔体过滤器主要由主体、密封 圈、换网板、多孔板、过滤网、手把等构成,这种结构密封良好、 操作维护方便、经济实用。
⑤熔体压力和温度传感器熔体压力和温度传感器制造成为 一体,由传感器、压力和温度显示仪表、报警装置等构成,通常安 装在熔体过滤器的前端(过滤网前),要求高时可以同时安装在熔 体过滤器的进、出口端(过滤网的前、后),用于监测熔体压力和 温度,当熔体过滤器前端的熔体压力增大到一定的限度时,进行过滤网的更换。
⑥连接器连接器又称为热流 道,是熔体过滤器和机头的连接构 件,承担熔体的通道任务。
⑦机头及薄膜内冷系统机头 又称模头,如图9-6所示,是一个带 内冷装置的三层共挤机头。机头主要 由熔体分配器、机头体、螺旋套、机 头外壳、模芯、模环、IBC膜管内冷器和机头加热器等构成。
挤出的熔体在机头内部完成环形图9-6内冷三层共挤机头均化分布、模内复合并经口模挤出,形成薄膜的管状毛坯。该三层 共挤出模头,可适应生产1〜3层缠绕包装薄膜的需要。三层共挤 的缠绕薄膜,原料组合机动性强,具有更好的强度,力学性能好, 因而可以适当地减小薄膜的厚度;少量的增黏剂加在薄膜中层,增 黏剂主要加在薄膜的缠绕层,增黏剂的用量少,节省原料,成本 低,且物品经缠绕包装后,薄膜外表面不黏附灰尘(外层不含增黏 剂),不影响包装外观和清洁卫生。
IBC膜管内冷系统由进排风风机、进排气管道、进气风环、回 气主管、超声波传感器以及电气控制回路等构成。冷却气体经过系 统的循环,排出的气体在一些场合温度高达80°C。膜管内冷系统 不仅能提高膜管的冷却速度、提高薄膜的产量、提高薄膜的透明 度、同时能够及时排除膜管内部的异味气体。IBC膜泡内冷系统可. 自动调节膜管直径大小,运作稳定。如果在系统的进气口装上气体 制冷系统,将进人膜管的气体强制冷却到15〜18X:范围内,对提 高膜管的冷却速度、增加薄膜的产量和改善薄膜的透明度更为 有利。
IBC薄膜内冷系统安装4个超声波传感器,位于略高出膜管的 冷却线处,呈90°均布。在整个薄膜吹塑过程中,膜管内部的气体 都在不停、快速地交换,当膜泡直径有变化趋势时,超声波传感器能精确地反馈回信号,经计算机运算,指令风机进行微量的调节, 使气量到达平衡,满足膜管直径尺寸稳定的需要。
⑧双风口风环风环有不少结构形式,而双风口风环是目前LLDPE等黏性较大的原料比较合适的风环。
在吹塑成型、冷却过程中,内风口对刚挤出口模的管坯进行预 冷却,同时消除口模附近的真空区,形成确保膜管正常成型的气垫 层,使膜管不黏附到内壁上,熔融管坯经初始吹胀及初始拉伸并得 到一定的冷却,有利于提高熔体强度和薄膜的物理力学性能。外风 口气体流量大,起着快速冷却膜管的作用,同时还起着托扶膜管的 作用。大型风环的两个风口容易设计成大小可调的型式,小型风环 由于受到有限的空间的限制,往往将内风口设计成固定的、不可调 整的,只有外风口的大小可调。小塑的风环也有内外风口都设计为 可调的结构,但是,当膜管成型后,只有外风口能够调整,而内风 口没有调整的位置,所以内风口的调整,需要在膜泡吹塑前,或者 暂时停止生产以后进行调节,将内风口调整好以后,再重新进行生 产。风环的气流具有合适的流量、压力及均匀度,以保证薄膜厚薄 均匀。有的小型风环还设计有调心装置,目的是克服和减小膜管环 境气流差异以及补充风环加工精度不足等不利的因素,通过调整矫 正膜管,减小薄膜厚薄误差。双风口风环内风口的出气量一般占吹 塑时总气量的10%-20%,外风口占80%-90%。一旦调整风口 时,气量的变化相当明显,因此要求较高的地方,单风口风环几乎 已不使用。当挤出量到达一定程度时,常规风环和风机在薄膜吹塑过程中会产生“堕膜”现象,因而无法适应大挤出量膜管冷却的要 求,从而限制薄膜产量的提高。为了在不增大风机功率和风量的前 提下,有效改善膜管的冷却效果和提高薄膜的产量,可以在双风口 风环上增加射流环,这种风环称为射流式双风口风环,如图9-7所 示。射流环安装在外风口的外唇上面,髙度可以通过螺纹副进行调 节。当膜管挨近射流环时,由于膜管吹塑过程中,气流在环内与膜 管之间运动,环内气流由风机产生,气压大、流速快,环外为环境 自然气流场,气压小、流速慢,造成环内气 流出现射流效应,环外的自然空气 通过射流环的进气孔强行吸入环内,从而增 大环内的气流量、提高风环的冷却能力并达 到一定的节能效果。
因为风环气流的温度对膜泡的冷却速度射流效应有极大的影响,如果风环所用的气体在系统的进气口装上气体制冷 系统,将气体强制冷到15-18°C范围内,对膜泡的冷却速度更快, 有助于薄膜的产量及透明度的提髙,尤其是炎热的夏天,对空气实 施制冷更有必要。
⑨稳泡器当膜管经过拉伸吹胀以后,经过在冷却线上方设 有的稳泡器以稳定膜管的运动轨迹,减少膜管受外界气流的影响而 产生的飘移,保障薄膜厚薄均匀。当膜管进人稳泡器时,由于这时 膜管尚处于未完全冷却的状态,因此稳泡器与膜管直接接触的元件 一定要圆滑,否则会划伤膜管,在薄膜表面上会出现一些划痕,影 响薄膜的质量。
⑩水平式薄膜旋转牵引装置薄膜旋转牵引系统有水平和立 式两大类,立式旋转牵引系统不适于黏性薄膜和厚度薄的薄膜的生 产,因此缠绕薄膜吹塑生产线采用水平式薄膜旋转牵引装置,水平 式薄膜旋转牵引系统有外驱动和中心驱动两种形式。外驱动的水平 式薄膜旋转牵引系统由于圆环齿轮直径庞大,齿轮容易变形,安装 维护困难,是国外淘汰的技术。中心驱动型水平式薄膜旋转牵引系 统,由人字夹板、薄膜第一牵引装置、薄膜摆动装置、传动装置及电气控制回路等构成。薄膜摆动装置采用小扇形齿轮运动副,具有 结构紧凑,精度完好,安装维护方便,对不同厚度的薄膜适应性好 的特点。系统相对于静止的机头及静止的膜管按360°缓慢匀速转 动,人字板周期性的左、右旋转,使膜管的各条母线相继导人人字 夹板夹成双层贴合的平膜,膜管上每条母线在平膜上呈等角度倾 斜,平膜在牵引力作用下,通过按一定角度摆动的辊系机构,在该 机构作用下,随辊系旋转、摆动、曲折运行,并在系统出口处转变 为固定向方向的直线运动,沿收卷方向前进。膜管所有的母线(纵 向线)在膜卷上呈等距的左右螺旋线,薄膜局部厚度不均匀处将被 均匀地分散到膜卷的各个部位,从而得到具有理想圆柱度和理想外 观质量的膜卷。
水平式薄膜旋转牵引系统所生产塑料薄膜,在厚薄均匀度、平 整度及膜卷圆柱度等方面,均明显地优于旋转机头生产的制品。
薄膜纠偏装置由于受旋转牵引系统的作用,薄膜离开旋 转牵引系统后,会出现左右偏摆的现象,因此必须通过薄膜纠偏系 统对薄膜的移动路线进行纠偏。薄膜纠偏系统有光电边位纠偏系统 和双超声波中心纠偏系统。光电边位纠偏系统价格便宜,用于薄膜 要求不太高的场合;双超声波中心纠偏系统由两个超声波传感器、 电机、纠偏辊、摆动机构、控制器等构成,两个超声波传感器同时 对薄膜的两个边缘位置进行跟踪,薄膜两端边缘的错位由两个超声 波传感器判断,经控制器的自动运算,给出薄膜中心的偏移量,通 过电机驱动摆动机构使薄膜回到正确的位置上,纠偏效果更好。
薄膜展平装置由于薄膜在运行过程中受张力的作用会产 生张力线,往往需要通过薄膜展平辊进行展平。展平采用左右螺纹 展平辊、展平弯辊或橡皮筋展平辊等。
薄膜剖边分切装置薄膜剖边分切装置可将筒状薄膜剖分 切为两片平膜。分切装置用于薄膜在线切边和在线分切。
薄膜收卷装置由于缠绕薄膜黏性高、厚度薄、收卷速度 快,对收卷装置的要求较高,采用具有中心、表面和间隙一体化的 自动收卷机,可以较好地满足缠绕薄膜收卷的要求。
收卷机具有薄膜长度计量、薄膜切断、换卷等自动化的功能, 自动切断薄膜和自动换卷,能使薄膜上卷时有效地保持收卷的平整 度,明显地减小薄膜初始收时,容易产生褶皱的缺陷,有利于提高 薄膜生产的成品率。
自动高速切断薄膜的“JM飞刀”速度达到4.5m/s,薄膜的切 口几乎与两薄膜的折边互相垂直,避免薄膜切口的斜边效应,使膜 卷得以充分的利用。
⑮计算机集中控制器计算机集中控制应用到该薄膜吹塑设 备,通过数字化通讯网络对整机的加工温度、螺杆转速、熔体压 力、熔体温度、IBC膜泡内冷系统、外冷却风环、电动稳泡装置、 人字板角度、薄膜旋转牵引系统、薄膜线速度、光电纠偏装置、收 卷、收卷长度等系统进行控制,同时显示并监控各电流、电压等参 数,还有自动报警和自诊断等功能。可实施现场智能化的精确控 制、监测以及远程参数化,还可以储存制品加工工艺参数,以方便 设备的操作,提高设备的技术档次和技术水平。

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