隨著人們?nèi)找鎸Νh(huán)保要求的提高以及對節(jié)能降耗的苛求,在PVC塑料制品加工行業(yè),特別是PVC塑料管道生產(chǎn)企業(yè),在擠出生產(chǎn)線的上游的原料供給方面,正逐漸淘汰傳動的勞動密集作業(yè),進而采用全自動的集中供料方案。
在實際的PVC管道生產(chǎn)工藝中,一般而言,材料配方中,除PVC樹脂粉外,一般都要加入一定比例的碳酸鈣,尤其是對于用于排水類的管道,鈣粉的含量就會相對較多,生產(chǎn)廠家為了保證擠出螺桿的使用壽命,會盡量選擇密度很輕的輕鈣以降低鈣粉對螺桿的磨損。
另外,在集中供料系統(tǒng)中的原料混合工序中,為了保證PVC、鈣粉、配方料的混合質(zhì)量和混合效率,一般希望加入一定比例的粒料一起進行攪拌。
PVC粉體中央供料系統(tǒng)流程簡圖。
這樣一來,混合料中就會包括PVC、輕鈣、助劑配方料以及塑料顆粒,如何有效地對這種混合料進行輸送,并最終順利分配到各條擠出生產(chǎn)線,我們通常要解決以下幾個方面的問題:
其一、要有效解決粉體長距離輸送的堵管現(xiàn)象:
當物料在長距離的輸送過程中,最容易造成堵塞的地方就是管道的轉(zhuǎn)彎處,并且,物料在輸送管道中的高速運動時,對彎頭處的摩擦最大,為了延長彎頭的使用壽命,一般采用特殊的耐磨材料,因為在鋼管內(nèi)壁附著了耐磨材質(zhì),更加增加了物料在管道中的阻力,我們經(jīng)過不斷的設計并結合現(xiàn)場的測試,研發(fā)出了耗氣量較小的具有螺旋氣流推進作用的“助推器”;不僅使經(jīng)過彎頭的物料沿管道內(nèi)壁形成旋流,而且及時使物料獲得二次的加速度,這樣,就不但減少了輸送過程中的堵管現(xiàn)象,而且減輕了粉料“接受倉”中“料氣分離”的負擔;
其二、在氣力輸送系統(tǒng)中,合適的“料氣比μ”(即每立方氣所輸送的粉料)的設計:
μ=qws/(ρa*qva),其中qws為粉體的流量(kg/h),ρa為氣體的密度(kg/m3),qva為氣體的流量(m3/h),一般而言,μ設計值越高,所消耗空氣量就小,單位能耗就低,并且粉體的輸送量也增大;然而,若μ過大,管道容易堵塞,這就要求在整體的管路設計和施工中,合理的設計管道的通徑、合理的彎道結構設計(保證在耐磨的前提下壓降的最小化)、合理的管路布局以及施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控,就非常重要!我們在上述第一點的優(yōu)勢基礎上,并結合在塑料擠出行業(yè)盡幾年眾多的項目實施,積累了寶貴的實踐經(jīng)驗;
其三、對于同時輸送密度差別較大的幾種粉體物料(PVC、輕鈣和塑料顆粒),如何在輸送過程中,最大程度地減少混合料的“分層”,是確保PVC塑料管材生產(chǎn)品質(zhì)保證的基礎,一般而言,有以下幾種方案:
1、眾所周知,破塑料或者二次造粒的塑料顆粒,在添加和輸送過程中,不可避免直接與空氣接觸,很容易吸收空氣中的水分而變得很“沉重”,如果我們從輸送的前端的混料工序入手,只是對PVC、輕鈣以及配方料進行混合,去除混合機因為混合質(zhì)量以及效率對塑料顆粒的依賴,就可大大解決混合輸送的“分層”問題:首先,對于在沒有塑料顆粒料的介入,如何提高混機的快速升溫問題(在熱混過程中,如果有較多的塑料顆粒料參與的話,容易相互摩擦升溫),我們可以在熱混合機的缸體中,設計具有主動加熱的輔助裝置,并且設置特殊的導流裝置,以提高混合物料的升溫速度,縮短升溫時間;其次,就是要解決大量的輕鈣在熱混過程中,由于自身相對PVC而言很輕的重量,在熱混槳葉的高速離心力的作用下,在攪拌的過程中,極其容易獨自分離出來而漂浮在最上方,造成混合質(zhì)量不達標,因此,我們通過不斷的嘗試,采用特殊是上、中、下槳葉,盡量讓獨自“逃逸”的上層輕鈣形成“旋窩”而重新不斷返回到下層的攪拌,即可大大改善混合的質(zhì)量;
2、對于幾種密度差異大的粉料的混合輸送,在輸送過程中,盡量采用“密相”的形式進行輸送,即:“氣、料”兩相在管道中流動時,將氣和料隔斷輸送,讓混合物料呈柱狀間隔充滿管道,由于物料柱前后相鄰的壓縮空氣存在著壓力差,物料就依靠靜壓差的移動而被迫移動,這樣,物料的輸送濃度越大,相互之間的分層就越小;
3、在氣力輸送的接受倉,設立“均化料倉”,也就是:使經(jīng)過“長途”輸送的混合物料,在相對“分層”的情況下,在料倉的跌落過程中,迫使幾種物料再次混合,以達到在分配到擠出機之前,進行二次混合的目的。
其四、在氣力輸送的末端,接下來就是我們常見的管鏈輸送:
如何將混合料按“各取所需”的分配原則,有序地分配到需求最末端的擠出機料斗,對于即是高輕鈣填充量,又是塑料顆粒含量較多的PVC混合料的最終分配,必須要處理以下一系列的問題:
1、管鏈的“脫鏈”問題:混合料是由管鏈的傳動鏈輪帶動鏈條,鏈條再帶動“刮板”使物料移動的,因為混合料中摻著大量的形狀各異的塑料顆粒,一旦被輸送的混合料在鏈輪傳動箱中形成一定程度的堆積,顆粒料就會進入到鏈輪和鏈條之間,于是,造成鏈條不可避免地脫離鏈輪,這是一個老大難的問題!
我們在不斷的優(yōu)化中,設計出了傳動箱堆積料自動回送到主料倉的專利裝置,可以在很局限的空間里,極低能耗、免維護,以及安裝簡便的裝置,徹底解決管鏈的掉鏈以及容易拉松的問題;
2、混合料中,由于輕鈣含量高,輕鈣流動性差引起的一系列架橋問題:可以毫不夸張的說,PVC混合料中,如果輕鈣的含量高到一定程度,在混合料到達管鏈接受倉,在往擠出機臺的分配中,以下的各個環(huán)節(jié),都會引起架橋:
、俟苕溸\轉(zhuǎn)持續(xù)對擠出料斗中粉料的擠壓,造成粉料流動性的進一步惡化;
②管鏈運轉(zhuǎn)中,即使在相同的速度條件下,鏈板給料量的不穩(wěn)定性(因為管鏈入料口下料的不均勻);
③擠出機料斗透氣性不佳;
、軘D出給料口磁力架對粉料的二次阻擋;
⑤擠出機喂料螺桿入料口的“頸口”效應。
針對以上,我們的解決方案是:
、贁D出機料斗“始終不滿料”的給料方式,避免粉體在擠出料斗中的擠壓,并保證料斗的高透氣性;
、谠诠苕溔肓峡诓捎枚拷o料方式,保證管鏈板給料的均勻;
、劢Y合伺服電機多年的設計經(jīng)驗,設計出高通過性的“強磁通”磁力架(專利產(chǎn)品);
④結合20多年擠出機設計經(jīng)驗,設計出針對高鈣含量的專用的擠出機螺桿喂料機,很大程度解決擠出料斗頸口卡料。
PVC粉料與高輕鈣填充量的集中供料系統(tǒng)解決方案。
其五、PVC粉體集中供料系統(tǒng),優(yōu)良的電控系統(tǒng),也是必不可少的保障:
我們的系統(tǒng),從原料的投料站,到原料的輸送、計量、混合攪拌、混合料的二次輸送、管鏈的混合料再分配,每一個節(jié)點,我們都是“一網(wǎng)到底”,最后集中到中央控制室集中監(jiān)控(也可遠程本地控制),并集中每個執(zhí)行器的狀態(tài)顯示、故障報警以及報表歸檔功能,并且,我們可以按照客戶的需求,將客戶密切關注的操作和監(jiān)控畫面,以WEB網(wǎng)頁的形式發(fā)布,客戶可以借助任何手機移動終端,就可以監(jiān)視集中供料系統(tǒng)的狀態(tài)。