1、挤压造粒机组的分类
典型的挤压造粒机组按照挤压原件不同可分为单螺杆挤压机和双螺杆挤压机。
其中单螺杆挤压机诞生在行业形成初期,其结构较后期研发的双螺杆机简单,操作难度低,制造成本低、适用于低熔融指数物料、小规模生产线装配;双螺杆挤压机组目前已成为世界挤压造粒机组行业的主流,其结构较为复杂,设计制造困难,维修成本高,操作难度大,适用于生产高熔融指数物料、用于大规模生产线装配。
世界上主流的双螺杆按照啮合原理不同又分为完全啮合型、不完全啮合型和非啮合型;按照螺杆结构形式又分为平行双螺杆型及锥形双螺杆型;按照螺杆螺旋方向又分为双螺杆同向旋转型、双螺杆内旋转型,双螺杆外旋转型。
2、挤压造粒原理
挤压造粒的核心是螺杆,多采用积木组合形式,主要由螺纹元件、剪切元件(啮合块)、混炼元件、芯轴、螺杆头等部件组成。其主要工作原理为:聚烯烃粉料自下料称重单元进行计量并加入挤压段的筒体后,根据螺杆的旋转方向,从一根螺杆的螺槽经啮合区的间隙推送至另一根螺杆的螺槽,两根螺杆在筒体中以旋转的倒“8”字形向前流动,使物料从进入挤压段进料处到机头形成一条物料流通通道。其中经过啮合区时,螺纹和螺槽处的物料相对速度很大,承受巨大的剪切应力,使得物料充分混合。由于啮合区两根螺杆的速度切线方向相反,因此能在上下啮合区形成平衡的压力,使螺杆与机筒所承受的载荷均匀分布,从而使机组在较高转速下平稳运行。另一方面,由于两根螺杆始终保持相互啮合状态,并对物料产生推进作用,故螺槽内的物料可以持续不断的向前均匀输送,从而维持挤压段的平稳运行。此外,双螺杆在挤压啮合时会对物料不断“剪切”,使树脂充分融合,其中夹杂的挥发份及气泡等可有效排出,从而提高产品质量。
3、挤压造粒机组的组成单元
目前主流的挤压造粒机组大致可分为以下10 个单元:
(1)粉料进料输送单元:主要处理流程为成品聚烯烃粉料经过筛分后,由输送风机送至粉料料仓,经过短暂停留后进入机组称重给料单元;
(2)下料称重给料单元:进入下料称重单元的粉料经过螺旋输送给料器进入下料秤进行称重,并与各类改性剂在混合料斗中完成混合配比,经由螺旋输送给料器输送至挤压处理单元料斗,在整个进料过程中,由于粉料下行,上升气流需从尾气系统排出整个处理单元;
(3)驱动单元:负责为整个挤压单元提供驱动动力;
(4)主减速机单元:负责对驱动动力进行调速的机械部件,为机组挤压段提供合适的输出扭矩;
(5)挤压捏合单元:挤压造粒机组的核心处理单元,主要由螺杆对进入挤压段(筒体)的粉料进行熔融、剪切、捏合、混炼等步骤,将融融状态的聚烯烃物料输送至水下切粒单元,通常筒体配套有电加热系统及冷却水系统对整个挤压过程的温度进行调节(部分机组还采用蒸汽及热水或热油与低温油的加热方式);
(6)增压单元:主要由一台熔融泵机组及配套组件组成,负责为后续熔融物料提供增压功能,国内部分中小型机组中未设计该单元,直接将挤压捏合后的熔融物料送往后续处理单元;
(7)水下切粒单元:挤压造粒机组成品颗粒处理单元,主要通过高速旋转的金属切刀对进入切粒单元的熔融态聚烯烃物料进行水下切割,完成树脂造粒过程的处理单元;
(8)切粒辅助系统单元:由切粒电机及联轴器、进刀辅助系统等组成,为水下切粒提供动力;
(9)热处理单元:主要由导热油系统或高压蒸汽系统组成,当树脂在挤压段完成挤压过程后,完成后续整形、切粒过程中,还需对其温度进行调控,从而达到**切粒效果。
(10)水处理及成品颗粒输送单元:经过循环冷却后的除盐水,将完成水下切粒后的成品树脂输送至干燥器、筛分器,最终由输送风机输送至成品颗粒料仓进入成品颗粒料仓储存。
4、水下切粒单元的组成及工作原理
水下切粒单元主要由切粒室、切刀、刀盘、模板、进刀轴、切粒电机联轴器、切粒电机、进刀系统等部件组成,该单元是熔融状态的树脂通过安装在刀盘上的高速旋转的多把切刀与固定不动的模板相互配合,完成对从模板模孔挤出的熔融状态的树脂物料进行剪切,再由低温除盐水冲刷冷却,转化成为颗粒状树脂并最终输送至下游工段的的实现单元。
切粒电机将旋转扭力通过联轴器传递给进刀轴,进刀轴在进刀系统的液压油推力作用下向模板移动,切刀安装在刀盘上,刀盘固定在进刀轴末端并随进刀轴一同向模板移动并高速旋转。在切粒室中,从模板的模孔中挤出的熔融树脂物料被高速旋转的与模板贴合的切刀切断,一定温度和压力的除盐水从切粒室下方金属软连接管线进入切粒室,对切断的树脂物料进行冲刷冷却,树脂颗粒在除盐水中冷却翻滚,形成固态圆形颗粒,并被除盐水从切粒室上方带出切粒室,最终输送到后续干燥筛分单元,从而完成水下切粒单元的切粒工作。
通常切粒方式有两种,即贴合式切粒及非接触式切粒。贴合式切粒通常由切刀与模板始终保持接触的贴合式切粒;非接触式切粒是指模板与切刀之间存在很小的间隙,切刀并不与模板直接接触,而是通过高速旋转直接切粒。与后者相比,前者的优点是切出的颗粒外形平整,碎屑及絮状拉丝少,无拖尾,合格率高,但相对而言模板与切刀直接接触磨损快,易损件寿命缩短。
广州w66最给力的老牌小型精密三螺杆混炼挤出造粒实验线主要用在塑胶的共混改性、填充改性、助剂分散、纤维增强、共混反应、聚合反应、排气脱挥等加工领域。分为冷拉和膜面热切两种造粒方法。三螺杆挤出主机、冷拉造粒模头、水槽及切粒机组合成三螺杆挤出冷拉造粒机组;三螺杆挤出主机、膜面热切模头及膜面热切系统组合成三螺杆挤出膜面热切造粒机组。
主要技术指标
螺杆直径 | 35.6mm |
螺杆长径比 | 44:1 |
螺杆最高转速 | 303rpm |
单根螺杆**扭矩 | 426.6 |
料筒温区数量 | 10 |
温区功率 | 14.8kw |
最高工作温度 | 350° |
温度控制精度 | ±1° |
螺杆电机额定功率 | 29.9kw |
螺杆电机额定转速 | 1500 rpm |
主喂料机额定转速 | 75rpm |
主喂料机电机额定功率 | 1.5kw |
主喂料机电机额定转速 | 1500rpm |
总功率 | 51KW |
物料适应范围 | 通用塑料、工程塑料、弹性体等物料 |
最高产量 | 20 kg/h |
工作电压 | 3相AC380V,50Hz |
长×宽×高 | 约6415×790×1570mm |
存储温度、湿度 | 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5%~95% |
操作温度、湿度 | 温度:+05℃~+45℃ 湿度:5%~95% |