带齿轮泵的挤出机主机结构示意图

     不带齿轮泵的挤出机,均化建压段的双螺杆元件是以同向旋转的拖曳流方式工作的,由均化建压螺杆元件互相啮合,使熔体压力得以提高并稳流送至切粒机头。

     带齿轮泵的挤出机,均化建压功能是由按照主动置换原理工作的泵来完成的。两个齿轮在机壳内异向旋转,壳体与齿轮侧面之间非常紧密的间隙形成涡流密封,熔体在分别独立的齿槽空间中流动,齿槽空间经加载压力后因间隙节流而使齿槽空间互相密封。

       当吸入室一侧的齿和齿逐渐分开时,吸入室容积增大,压力降低,便将吸入侧的熔体吸入泵内,吸入的熔体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。由于排出室一侧的轮齿不断啮合,使排出室容积缩小,熔体压力升高,将熔体压送到切粒机头。

     带齿轮泵的挤出机(混炼机)双螺杆(双转子)只起到输送、熔融和混炼的作用,螺杆(转子)末端的熔体压力低,熔体压力的提升靠齿轮泵来完成,最高的泵出口压力可达到35MPa。不带齿轮泵的挤出机,熔体压力仅靠双螺杆互相挤压均化来提升,其熔体压力不如泵送压力高且熔体流量不如泵送稳定。

     带有齿轮泵的挤出机,其加工产品的范围较宽,除常规塑料产品外,还可加工双峰分子量分布的聚合物、熔融指数小于0.5和熔融指数大于75的聚合物以及加入熔融添加剂或液体添加剂进行降解改性的塑料产品。不带齿轮泵的挤出机,在加工以上这些产品时,切粒成品率远小于带齿轮泵的挤出机。这是因为切粒成功的首要条件是在机头模板处得到压力、温度和流量均稳定的聚合物熔体流,泵送熔体的压力和温度稳定性好于均化建压螺杆元件。

2.4.4　其他

     带齿轮泵的挤出机和不带齿轮泵的挤出机相比,尽管前者一次性投资较后者高,占地面积较后者大,维修量、备件费和故障停机几率较后者高,操作程序较后者复杂,但其对物料的适应性强,切粒成品率高,具体选型时应根据物料的操作工艺条件和现场公用工程条件综合考虑。

2.5　选择合适的机电仪联锁控制方式

     一般设备出厂时,设计方都会给用户提供一个具有自家特色的常规联锁控制方式,但由于整条生产线的控制点多,机电仪之间需要设置的联锁关系较为繁杂。况且针对不同的物料及操作工艺条件,其联锁控制模式也会发生相应变化。

       通过大量的调研发现,目前国内在用的大型挤压造粒装置中,绝大多数用户的联锁控制方式均存在或多或少的问题,这些问题轻则导致操作复杂,重则产生谎报、误报甚至引发事故。究其原因都是由于在设备选型过程中买卖双方交流不够引起的,如果选型工作做到位,这些情况是完全可以避免的。

2.6　上下游配套设备的能力设计应留有足够的余量

     在大型挤压造粒装置中,挤出机(混炼机)属于其核心设备,其余上下游设备全都是围绕主机来开展工作的,其系统性和配套性很强。因而设计选型时,在主机生产能力确定好之后,上下游设备如:配料系统、失重式计量加料系统、水下切粒系统、离心甩干、振动筛及掺混系统的能力均应大于其配套主机,并留有足够的余量,否则任何一个环节能力偏小都会影响整条生产线的正常运行。

2.7　辅助系统零部件使用的可靠性不容忽视

     在大型挤压造粒机的选型工作中,人们往往把大量的精力投入到关键零部件及其系统上,对辅助系统往往一带而过。其实在生产过程中,容易坏的、更换频次高的往往是一些容易被人们忽视的泵、阀、冷却器及换热器等,这些小的零部件尽管造价不高,但其在使用过程中起着与主机同样重要的作用,其损坏往往也会影响整条线的生产。因而建议如下:

    a.为了提高辅助系统关键零部件使用的可靠性,使用时尽量选用可靠性较高的名牌产品;

     b.对一些损坏即影响到主机系统正常工作的零部件,一般建议同时安装两套,一开一备,如:填料、添加剂计量秤、筒体、电机、传动箱冷却水系统,液体助剂添加系统以及传动箱等油润滑系统等。

2.8　设备的操作维护要方便、可行

     由于成套机组占地面积比较大,且一般都是根据工艺要求安装在不同的楼层上,因而操作时单靠控制室中的集中操作显然是不可行的,因此建议一些需在现场操作的关键设备设置现场操作盘,以方便现场操作和维护,如:添加剂或填料的配料系统、设备启动电机等。

3　结束语

 　大型挤压造粒装置的选型是一项系统而又繁琐的工作,具体选型时应根据用户方的作业要求选择合理的机型配置。

　由于机组机电仪控制点多,相互之间的联锁控制方式复杂,选型时必须根据作业物料的特点选择较为合理的联锁控制方式,在方便操作的同时减少事故的发生率。

  　除主机系统外,辅助系统关键零部件均需有良好的可靠性,关键零部件需一开一备以保证生产的连续性。

  　机组的上下游系统需留有足够的设计余量以保证整条生产线的正常运行。