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模温机组在橡胶塑料挤出行业中的控温应用案例

作者: 久阳小编 来源: 久阳机械 发布日期: 2021-01-28
信息摘要:
橡胶塑料制造成成品的过程是一个或多个放热变形再冷却成型的过程,塑料加工成型过程中加热和温度控制指标要求各异,采用冷热模温机组控温技术能很好地达到高标准工艺要求。…
    橡胶塑料制造成成品的过程是一个或多个放热变形再冷却成型的过程,成型所需要的热量可以由外部供热方式直接获取,也可从挤出过程中螺杆的摩擦中接获得。塑料加工成型过程中加热和温度控制指标要求各异,采用冷热模温机组控温技术能很好地达到高标准工艺要求。
 
冷热一体模温机,两加热一冷却水式模温机
(冷热一体模温机,两加热一冷却水式模温机)

 
    在塑料挤出机中,传热装置的作用是:工艺部分(即螺杆部分)的温度控制,出料螺杆和出料孔板的加热,水下造粒所使用的循环水的冷却。传统挤出机的螺杆部分采用盘绕式电热丝或内置式加热器直接加热,孔板则采用蒸汽加热;而新型挤出机通常采用模温机进行间接加热和温度控制。
 
    挤出成型是聚合物特别是塑料成型的主要方法之一,其主要设备是螺杆挤出机。螺杆挤出机具有良好的特性,得到日益广泛的应用,管材、薄膜、板片材、异型材、电线电缆及中空容器等塑料制品的生产都离不开螺杆挤出机。
 
     螺杆挤出成型模温机加热均匀、温度控制精确。成型时熔化物料的热量不仅有来自于外部的热源热量,而且有来自于内部的剪切热量;由于螺杆与物料有较多的接触表面用来传热,因此螺杆一般都配有芯部加热控温系统,物料在螺槽中受热均匀,升温快且温度控制精确。螺杆挤出成型中,模温机均匀的加热条件可以减少因螺杆混合作用不足而产生的物料温差。
 
油式模温机组
(油式模温机组)

 
一、用于挤出机出料螺杆和孔板加热的模温机
    由于出料螺杆只用于将熔融物料输送到孔板,其驱动功率相对较小,所产生的摩擦热不足以维持物料的液相状态,因此必须在出料螺杆外部对其进行加热。而在水下造粒过程中,孔板不断被冷却,所以需要补充供热。孔板中的熔融物料温度对产品的最终质量有着至关重要的影响,因此,孔板加热非常关键。
​     出料螺杆和孔板加热是两个相互独立的加热过程,通常采用双循环模温机(双机一体模温机)。每一个循环回路安装有互不影响的加热模块和循环泵,两个循环回路共用一套辅助设备:膨胀槽、贮油槽、补油和排油装置,这种设计可以使加热设备造价降低,体积减小。控制和安全装置一般是相互独立的。根据安装场地的要求,还可以将膨胀槽和贮油槽合二为一,安装在设备下部。另外,还需要安装导热油与冷却水的换热器,用于冷却挤出机的外壳。
    根据不同的温度要求,模温机可以选择矿物导热油或合成导热油作为传热介质。如果温度在320℃以下,可使用矿物导热油;若温度高于320℃,建议使用合成导热油。为了防止导热油因与空气中的氧气接触而发生氧化反应,可以对膨胀槽进行氮气密封。
     模温机导热油循环泵可采用无冷却的机械密封泵或无泄漏的磁力泵。导热油传热设备可根据相应的技术规定以及安装厂家的具体要求进行设计和制造。例如,可对电器仪表、电加热棒和泵马达进行防爆设计,也可对整个控制系统进行防爆设计,或根据国际标准与国内标准进行设计和制造。

 
螺杆式工业冷水机机组
(螺杆式工业冷水机机组)
二、用于水下造粒工艺的水冷器
    孔板在挤出机出口端用水流进行连续冷却,使塑料熔融物骤冷硬化,然后由旋转刀具切割成颗粒,该过程即水下造粒工艺。所得塑料颗粒由水流输送到干燥器中进行干燥,然后通过气力输送装置输送到料仓内。
    在水下造粒工艺中,水流不断从塑料熔融物中获得热量,为使其温度保持恒定,必须借助冷水机将热量输出。冷水机由循环水泵、水与水之间的换热器、相应的安全和控制装置以及管路组成。
 
模温机组在橡胶塑料挤出行业中的控温应用案例
 
三、用于挤出机温度控制的模温机
    在生产加工过程中,要求整套挤出机设备必须采用防爆设计,但是如果对螺杆段进行直接加热,不仅技术上极为复杂,而且运行费用较高,因此整体效果不佳。而利用导热油传热设备对整套挤出机设备进行间接加热和温度控制,无论从技术上还是从经济上来说,都是最佳的选择。
     因为挤出机由多个工艺段组成,每一个工艺段要求不同的温度控制,所以加热设备必须具有多个相互独立的导热油循环回路模温机。如果对每一个工艺段使用一台加热设备进行单独的温度控制,虽然也能达到其技术要求,但是设备总费用高,而且占地面积大。所以,新型挤出机设备一般使用一台模温机作为中心热源,配以相应数量的导热油二次循环回路,分别对各个工艺段进行相互独立的温度控制。
    采用导热油加热中心连接导热油二次循环回路的设计,可以对挤出机设备中的各个工艺段同时进行独立的加热和冷却,从而达到一机多用的目的。
 
挤出机温度控制的模温机
 
在塑料制造和加工过程中,相对于传统的直接加热与冷却技术,模温机、冷水机具有如下优势:
(1)可以完全避免由于尖峰温度失控导致的局部过热;
(2)给挤出机的每一部分提供精确且可重复的温度控制,从而确保产品质量的稳定;
(3)加热器可集中安装在供热中心,例如,安装在无爆炸危险的位置,热量则通过一个有分流道的管路网输送给各个用热设备,这样可以大大节省防爆措施的开支;
(4)相应的二次循环回路系统可以对单一的工艺段进行调控冷却;
(5)模温机使用导热油介质没有腐蚀性,可以使用普通碳钢制造的管路和容器,且其使用寿命也比较长。

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