無錫混配系統(tǒng)廠家告訴你配混系統(tǒng)計量稱在塑料改性作業(yè)中的應用-無錫市三威欣裕機械廠
發(fā)布時間:2017-08-01
在塑料專用料加工中,往往需要按一定的配比將合成樹脂等基料與所需的輔料(如礦粉、玻璃纖維)以及添加劑混合(如增塑劑、阻燃劑、抗氧劑、成核劑等),進入配混型擠出機。這個按配方混合的工藝,稱之為塑料配混(Plasticscompounding)。塑料配混系統(tǒng)可追溯至1870年賽璐珞的誕生。此后,隨著塑料著色、共混、填充、增強等改性技術的發(fā)展,多種通用塑料和工程塑料的配混技術也日臻完善。至20世紀70年代后期,世界上60%的熱塑性塑料都需經(jīng)配混后再進行專用料乃至一次成型制品的加工,同時,各種配混設備(同向雙螺桿、往復式單螺桿、連續(xù)混煉機等)的研究與開發(fā)也得到長足的發(fā)展。
配混系統(tǒng)
早期的混料設備都是批次式的,需要依次將多種物料投入混合。由于批次式混料設備的種種弊端,美國某公司于1972年推出全球第一代連續(xù)式喂料設備,后來演變成失重(式計量)稱。在連續(xù)的配混擠出過程中,各種原料都能通過它連續(xù)地、同步地加入,并且各種原料的加入速度依據(jù)相應的配比(配方),獲得足夠的精度。
目前,隨著對產(chǎn)品品質、工況環(huán)境、自動化越來越高的需求,失重稱的應用也越來越廣泛。據(jù)估計,國內市場雙螺桿擠出機生產(chǎn)線的保有量約為2萬條左右,其中只有不到8%的擠出機配備了失重秤。而過去一年新增的2000條生產(chǎn)線,配備失重秤的比例正在逐步提高,比例約為10-20%,但總體比例仍然很低,而發(fā)達國家的比例在60-70%或更高。由此預計,未來幾年市場對失重稱的需求將是爆發(fā)性的。
在大型、連續(xù)的塑料加工中,基本都需要對失重秤配以輔助的周邊設備,如儲料系統(tǒng)、自動供料來實現(xiàn)完整的喂料功能。
失重稱的發(fā)展歷史
失重(Loss-in-weight)稱是上世紀九十年代開始大量應用于工業(yè)過程稱重連續(xù)計量的。失重稱逐漸替代皮帶稱、累加稱,作為一種全新的計量方法,逐漸應用到越來越多行業(yè)的物料處理。
我國首臺失重稱于1994年誕生于無錫,當時采用了單片機控制技術,喂料精度在±1wt%(下同)左右。此后程浩對失重稱技術進行了不斷的完善和提升,經(jīng)歷PLC、儀表、微處理器控制分流的發(fā)展歷程,也逐步擴大了失重稱在國內的市場,直到2007年被美國并購。
目前國產(chǎn)失重稱最先進的微處理器控制技術已經(jīng)非常成熟,這種控制器從根本上消除了老式而不健全的PLC控制所無法克服的滯后現(xiàn)象,并且經(jīng)過了大量用戶驗證,喂料精度已達到±0.2%的較高水準。
失重稱技術簡介
喂料機的形式
對于固體物料,最常見的是螺桿式的。這種喂料機是通過料斗底部的螺桿轉動將原料推出來完成加料,控制螺桿轉速就可以控制流量,這就是(容積式)螺桿式定量喂料機。除了螺桿式,還有皮帶式、振動盤式以及添加液體用的計量泵等形式的計量喂料機。
失重式計量控制系統(tǒng)
根據(jù)自動控制學理論,要達到精確喂料量控制的目的,就必須采用閉環(huán)控制的方式來實現(xiàn)。失重稱控制。
從圖中黑色閉環(huán)可以看到,用傳感器采集實際加料流量,然后反饋給控制器,與設定值作比較,得出誤差值,再通過控制器調節(jié)喂料機轉速,以此可獲得滿意的喂料精度。
無錫靈鴿的控制器改進了圖中傳統(tǒng)的控制模式,加入了對電機的轉速測定,并反饋給控制器,即紅色閉環(huán),實現(xiàn)了二次閉環(huán)控制,使整個控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠,參見圖四。
傳感器
失重傳感器的品質與控制精度直接相關,所以傳感器就成為失重式計量稱的核心部件。它最重要的性能指標就是測量精度和速度。由于計量稱工作時物料重量是不斷變化的,要準確測得實時的重量值就要求傳感器的測量速度極快。目前以無錫靈鴿為代表的失重稱制造商采用梅特勒-托利多的模擬傳感器,代表著當今國內計量喂料技術的最高水準。以此傳感器為基礎設計的控制系統(tǒng),響應速度10ms,分辨率達1/6000,測量數(shù)據(jù)全部采用數(shù)字化傳輸,保證了速度與精度。無錫靈鴿公司的D-50圓形全密閉秤臺,可以有效保護失重傳感器不受惡劣工業(yè)環(huán)境的影響,這對失重稱長期使用的可靠性至關重要。
以及計劃投資3千萬元人民幣新建的研發(fā)中心二期將會推出微型數(shù)字傳感器和失重稱控制器,有望使國產(chǎn)失重稱技術趕上世界前沿水平。
物料/應用
現(xiàn)實生產(chǎn)中所使用的原料千變萬化,原料性質各有不同。從原料的形態(tài)上分有:顆粒、粉末、碎片、纖維、液體等等,有粘結性、熔點高低、磨蝕性等的區(qū)別,流動性有好、中、差甚至極難流動之分,事實上沒有任何一種喂料機可以適應所有的原料。
經(jīng)驗、積累
喂料機的形式很多,在無錫靈鴿的測試中心一期可以看到,為了獲得各種物料的輸送特性,已建成了龐大的物料數(shù)據(jù)庫以及各種測試手段,這為喂料形式的選擇提供了必要的條件。
失重稱的應用日益廣泛,領域涉及工程塑料、醫(yī)藥、薄膜、日化、石化、能源、糧食、飼料、衛(wèi)生用品等諸多行業(yè),極大地提高了相關產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和品質。這里列出無錫靈鴿的三個案例:
應用一
SAP嬰兒尿布生產(chǎn)線,該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程可參見圖六:
SAP在整條生產(chǎn)線中是一個連續(xù)喂料過程,喂料范圍3-500kg/h不等。嬰兒尿布生產(chǎn)線重點是SAP的喂料精度,補料以及其喂料量與生產(chǎn)線的匹配。此項目要求喂料精度±0.2%以內的2Σ喂料精度,測試精度采樣時間10-20秒,喂料范圍17倍。
應用二
在玻璃加工過程中的LG-LW-CF6失重稱,最多可允許12臺喂料機同時喂料,并與供料系統(tǒng)連接?蓞⒖紙D七。
應用三
PVB中間膜是當前世界上制造幕墻夾層、安全玻璃用的最佳粘合材料,同時在建、汽車、廣告、景觀等筑幕墻各種安全防彈玻璃等領域也有廣泛的應用。生產(chǎn)線的關鍵是破碎料的喂料和輸送、喂料精度與機頭熔體壓力聯(lián)鎖。特殊設計的失重式喂料機和控制系統(tǒng)滿足了這些方方面面的要求。
相關標簽:
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