浅谈PVC粉料与高轻钙填充料的集中供料系统解决方案

随着人们对环保要求的日益提高以及对节能降耗的苛求, 在PVC塑料制品加工行业, 特别是PVC塑料管道生产企业, 在挤出生产线上游的原料供给方面, 正逐渐淘汰传统的劳动密集作业, 转而采用全自动的集中供料方案.

在实际的PVC管道生产工艺中, 一般而言, 材料配方中除PVC树脂粉外, 一般都要加入一定比例的碳酸钙, 尤其是用于排水类的管道, 钙粉的含量就会相对较多. 生产厂家为了保证挤出螺杆的使用寿命, 会尽量选择密度很轻的轻钙, 以降低钙粉对螺杆的磨损.

另外, 在集中供料系统中的原料混合工序中, 为了保证PVC, 钙粉, 配方料的混合质量和混合效率, 一般希望加入一定比例的粒料一起进行搅拌.

这样一来, 混合料中就会包括PVC, 轻钙, 助剂配方料以及塑料颗粒, 如何有效地对这种混合料进行输送, 并最终将其顺利分配到各条挤出生产线, 通常要解决以下五个方面的问题.

一, 有效解决粉体长距离输送的堵管现象

物料在长距离的输送过程中, 最容易造成堵塞的地方就是管道的转弯处, 并且, 物料在输送管道中高速运动时, 对弯头处的摩擦最大. 为了延长弯头的使用寿命, 一般采用特殊的耐磨材料, 因为在钢管内壁附着了耐磨材质, 可以进一步增加物料在管道中的阻力. 联塑机器经过不断的设计并结合现场测试, 研发出了耗气量较小的具有螺旋气流推进作用的 '助推器' . 不仅使经过弯头的物料沿管道内壁形成旋流, 而且及时使物料获得二次的加速度, 这样, 不但减少了输送过程中的堵管现象, 而且减轻了粉料 '接受仓' 中 '料气分离' 的负担.

二, 设计出合适的料气比

在气力输送系统中, 合适的 '料气比μ' (即每立方气所输送的粉料) 的设计: μ=qws/(ρa*qva), 其中qws为粉体的流量(kg/h), ρa为气体的密度 (kg/m3), qva为气体的流量 (m3/h). 一般而言, μ设计值越高, 所消耗空气量就小, 单位能耗就低, 并且粉体的输送量也增大. 然而, 若μ过大, 管道容易堵塞, 因此在整体的管路设计和施工中, 合理的管道通径, 合理的弯道结构设计(保证在耐磨的前提下压降的最小化), 合理的管路布局以及施工过程中的质量监控就显得非常重要. 联塑机器在上述第一点的优势基础上, 结合塑料挤出行业近几年众多的项目实施, 积累了宝贵的实践经验.

三, 通过各种手段减少混合料 '分层'

对于同时输送密度差别较大的几种粉体物料(PVC, 轻钙和塑料颗粒), 如何在输送过程中最大程度地减少混合料的 '分层' 是确保PVC塑料管材生产品质保证的基础. 一般而言, 有以下几种方案:

◆众所周知, 破塑料或者二次造粒的塑料颗粒, 在添加和输送过程中, 不可避免地直接与空气接触, 很容易吸收空气中的水分而变得 '沉重' . 如果我们从输送前端的混料工序入手, 只是对PVC, 轻钙以及配方料进行混合, 去除混合机因为混合质量以及效率对塑料颗粒的依赖, 就可以大大解决混合输送的 '分层' 问题: 首先, 对于没有塑料颗粒料的介入, 如何提高混机的快速升温问题(在热混过程中, 如果有较多的塑料颗粒料参与的话, 容易相互摩擦升温), 可以在热混合机的缸体中, 设计具有主动加热的辅助装置, 并且设置特殊的导流装置, 以提高混合物料的升温速度, 缩短升温时间. 其次, 由于自身相对PVC而言很轻的重量, 在热混过程中, 大量的轻钙在热混桨叶的高速离心力的作用下, 极其容易独自分离出来而漂浮在最上方, 造成混合质量不达标. 如何解决这个问题呢?联塑机器通过不断的尝试, 采用特殊式上, 中, 下桨叶, 尽量让独自 '逃逸' 的上层轻钙形成 '旋涡' 而不断重新返回到下层搅拌, 即可大大改善混合的质量.

◆对于几种密度差异大的粉料的混合输送, 在输送过程中, 尽量采用 '密相' 的形式进行输送, 即: '气, 料' 两相在管道中流动时, 将气和料隔断输送, 让混合物料呈柱状间隔充满管道, 由于物料柱前后相邻的压缩空气存在着压力差, 物料就依靠静压差的移动而被迫移动. 这样, 物料的输送浓度越大, 相互之间的分层就越小;

◆在气力输送的接受仓设立 '均化料仓' , 其作用是使经过 '长途' 输送的混合物料, 在相对 '分层' 的情况下, 在料仓的跌落过程中, 迫使几种物料再次混合, 以达到在分配到挤出机之前, 进行二次混合的目的.

四, 正确的 '管链输送' 方式

在气力输送的末端, 接下来就是常见的管链输送: 如何将混合料按 '各取所需' 的分配原则, 有序地分配到需求最末端的挤出机料斗, 对于既是高轻钙填充量, 又是塑料颗粒含量较多的PVC混合料的最终分配, 必须要处理以下一系列的问题:

◆管链的 '脱链' 问题: 混合料是由管链的传动链轮带动链条, 链条再带动 '刮板' 使物料移动的, 因为混合料中掺着大量的形状各异的塑料颗粒, 一旦被输送的混合料在链轮传动箱中形成一定程度的堆积, 颗粒料就会进入到链轮和链条之间, 于是, 造成链条不可避免地脱离链轮, 这是一个很难解决的问题.

在不断的优化中, 联塑机器设计出了传动箱堆积料自动回送到主料仓的专利装置, 可以在很局限的空间里, 极低能耗, 免维护, 以及安装简便的装置, 彻底解决管链的掉链以及容易拉松的问题.

◆混合料中, 由于轻钙含量高, 轻钙流动性差容易引起一系列 '架桥' 问题: 可以毫不夸张地说, PVC混合料中如果轻钙的含量高到一定程度, 在混合料到达管链接受仓到前往挤出机台的分配中, 以下的环节都会引起架桥:

①管链运转持续对挤出料斗中粉料的挤压, 造成粉料流动性的进一步恶化;

②管链运转中, 即使在相同的速度条件下, 链板给料量的不稳定性(因为管链入料口下料的不均匀);

③挤出机料斗透气性不佳;

④挤出给料口磁力架对粉料的二次阻挡;

⑤挤出机喂料螺杆入料口的 '颈口' 效应.

针对以上, 联塑机器的解决方案是:

①挤出机料斗 '始终不满料' 的给料方式, 避免粉体在挤出料斗中的挤压, 并保证料斗的高透气性;

②在管链入料口采用定量给料方式, 保证管链板给料的均匀;

③结合伺服电机多年的设计经验, 设计出高通过性的 '强磁通' 磁力架, 这也是联塑机器的专利产品;

④结合20多年挤出机设计经验, 设计出针对高钙含量的专用的挤出机螺杆喂料机, 很大程度解决挤出料斗颈口卡料.

PVC粉体中央供料系统流程简图

五, 系统集成的意义

PVC粉体集中供料系统和优良的电控系统是必不可少的保障: 联塑机器系统, 从原料的投料站, 到原料的输送, 计量, 混合搅拌, 混合料的二次输送, 管链的混合料再分配, 每一个节点, 都是 '一网到底' , 最后集中到中央控制室集中监控(也可远程本地控制), 并集中每个执行器的状态显示, 故障报警以及报表归档功能. 并且, 联塑机器可以按照客户的需求, 将客户密切关注的操作和监控画面, 以WEB网页的形式发布, 客户可借助任何手机移动终端都可以监视集中供料系统的状态.

以上五大点的内容, 是联塑机器公司融合多年的塑料管道设备制造经验基础上, 结合众多集中供料系统的项目经验, 总结出来的实践经验, 与大家分享.

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