擠出機(jī)用熔體過濾器的研究與應(yīng)用

以塑料和硬化為原料的許多產(chǎn)品通過生產(chǎn)、加工和加工而成。為了獲得良好的產(chǎn)品，必須去除塑料、風(fēng)化和其他高強(qiáng)度熔合物中的雜質(zhì)。普通的擠出機(jī)過濾器僅是在擠出機(jī)機(jī)頸法蘭與模具法蘭中間的流道上加裝幾片過濾網(wǎng)和一塊多孔板,雜質(zhì)堵塞后,需要停下擠出機(jī),拆開機(jī)頸法蘭,更換新濾網(wǎng),再鎖緊法蘭后,方可重新開機(jī)。從停機(jī)、開機(jī)、再到調(diào)整至正常生產(chǎn)一般需用30min~120min,操作繁重,并會產(chǎn)生大量廢品、廢料,給使用者帶來許多損失和煩惱。為克服這一缺點,國內(nèi)外的工程技術(shù)人員研制出了多種新型熔體過濾器,這類新型過濾器的突出優(yōu)點是可長時間工作不需換網(wǎng)或不停機(jī)更換濾網(wǎng),增產(chǎn)、節(jié)能、無廢料,經(jīng)濟(jì)效益顯著。下面就新型熔體過濾器的種類、性能以及應(yīng)用發(fā)展情況作一簡單的討論分析。1用于擠出機(jī)的新熔合器分類按照主要功能新型過濾器可分為四類:(1)長度過濾器此類過濾器的濾網(wǎng)面積比舊式的擴(kuò)大5~50倍,每個網(wǎng)片的連續(xù)工作時間基本可增加相同的倍數(shù),但換網(wǎng)仍需停機(jī)拆卸法蘭。(2)快速更換網(wǎng)絡(luò)過濾器換網(wǎng)時,利用人工或機(jī)械、液氣動裝置將濾網(wǎng)快速更換,此類過濾器一般需停機(jī)操作,其優(yōu)點是不需拆機(jī),縮短停機(jī)時間。(3)不停止交換網(wǎng)絡(luò)的過濾器此種過濾器可在不停機(jī)、不中斷正常生產(chǎn)的情況下將濾網(wǎng)更換,增產(chǎn)、節(jié)能、無廢料,配備于長流程、高效率生產(chǎn)線中效果尤為突出。(4)體過濾器研究與發(fā)展的方向該過濾器具有不停機(jī)換網(wǎng)、長效濾網(wǎng)或反向沖洗濾網(wǎng)、可反復(fù)應(yīng)用等多項功能,是熔體過濾器研究與發(fā)展的方向。此外,按濾網(wǎng)載體的形狀新型過濾器可分為圓盤式、往復(fù)板式、往復(fù)柱塞式等。按操作方式可分為:手動、機(jī)械、液氣動和自動。除此之外,也可以按濾網(wǎng)種類、形狀、流道數(shù)目等分類。下面將國內(nèi)外的新型過濾器歸類列表1。2帶車充壓口的過濾器2.1國外的應(yīng)用與發(fā)展新型高分子熔體過濾器的獨特性能在西方發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的重視和應(yīng)用,開發(fā)研制的廠家多,品種、規(guī)格齊全。主要種類有:德國WILL-MAN(威曼)聚合物過濾公司、SCEER(舒爾)公司和奧地利EREMA(埃立瑪)公司相繼研制出單通道單柱塞換網(wǎng)過濾器和雙通道雙柱塞不停機(jī)換網(wǎng)過濾器(圖1),前者最適合于熱切造粒生產(chǎn),后者適合于PE、PP等原料的擠出加工。德國TRENDEL(全達(dá))公司、KREYENBOYG(克雷博格)公司開發(fā)的TSK型雙柱塞矩形網(wǎng)和帶程序控制的過濾器,使不停機(jī)過濾器的效能提高1倍左右,而且還可簡化部分操作。德國GENUB(格南依斯)設(shè)備技術(shù)公司開發(fā)的RSF型旋轉(zhuǎn)圓盤式過濾器(圖2),具有沖洗濾網(wǎng),可反復(fù)使用的優(yōu)點,料壓波動較小,適合化纖拉絲和高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。德國Barmag(巴馬格)公司、奧地利Lenzing(蘭精)公司開發(fā)的單通道網(wǎng)帶式自動過濾器(圖3),其網(wǎng)帶長達(dá)10m,可自動移位更新濾網(wǎng),不需人工操作。此種過濾器在塑料拉絲、吹膜等生產(chǎn)線上均有應(yīng)用,最高耐壓60MPa以上。此外,日本秋源公司開發(fā)的循環(huán)濾塊式不停機(jī)過濾器,日本木村公司開發(fā)的雙通道雙濾網(wǎng)不停機(jī)換網(wǎng)過濾器,此兩種過濾器均能在連續(xù)生產(chǎn)時不停機(jī)更換過濾網(wǎng),也是目前國際上性能良好,應(yīng)用較多的兩類。2.2新型熔體過濾器在國內(nèi)的發(fā)展新型熔體過濾器在國內(nèi)的開發(fā)應(yīng)用較晚,1988年鄭州市安吉化工塑料機(jī)械廠研制出帶料壓傳感報警系統(tǒng)和高壓污料泄荷系統(tǒng)的循環(huán)濾塊式不停機(jī)換網(wǎng)過濾器(圖4),該機(jī)可在最佳時機(jī)報警更換濾網(wǎng),使換網(wǎng)時機(jī)選擇可準(zhǔn)確量化,防止錯換和漏換而且還能使主體總壓力比同類產(chǎn)品降低30%~50%,在美、德、日、奧、韓等國進(jìn)口的BOPP、CPE、EPE、塑料拉絲,彩印復(fù)膜生產(chǎn)線上配套使用證明,安裝簡便,易操作,性能穩(wěn)定可靠。該廠的另一種產(chǎn)品剛性網(wǎng)帶式過濾器,與國際同類裝置相比,效能提高5倍左右,適用料壓可達(dá)60MPa以上,造價僅為進(jìn)口產(chǎn)品的1/8。通過以上產(chǎn)品的研制,該廠又開發(fā)出可高壓脈沖洗網(wǎng)的不停機(jī)過濾器和超大面積不停機(jī)換網(wǎng)過濾器。前者沖洗濾網(wǎng)效果明顯,能反復(fù)用網(wǎng)100次以上;后者的單網(wǎng)片過濾效能可比同類過濾器增大10倍以上。此類過濾器已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。南京科亞塑機(jī)公司開發(fā)的單柱塞矩形網(wǎng)片快速換網(wǎng)過濾器,在雙螺桿造粒生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用,其過濾能力可比同類設(shè)備提高工作效率50%左右。蘭州飛機(jī)控制儀器廠也設(shè)計出了可在多種產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用的新型過濾器。另外,還有一些廠家也進(jìn)行了長效過濾器和快速換網(wǎng)過濾器的研究與生產(chǎn),此不再贅述。3中國在研究和應(yīng)用方面存在差距3.1密度為0.2%熔料/熔料過濾器這些差距主要表現(xiàn)在:對新型過濾器的重要作用和地位認(rèn)識不夠,生產(chǎn)研究投入少,開發(fā)的新型過濾器的種類跟不上應(yīng)用需要,生產(chǎn)也沒有形成一定的規(guī)模。而德國的專業(yè)過濾器生產(chǎn)廠就有6家,其他非專業(yè)生產(chǎn)者更多。產(chǎn)品規(guī)格齊全,小的僅重33kg,大的重4295kg。過濾面積從8cm2~1000cm2不等。在技術(shù)水平上,我國大部分廠家生產(chǎn)的過濾器基本處于國際上20世紀(jì)80年代的水平,中小型過濾器可滿足一般應(yīng)用要求,但能和大型擠出機(jī)配套的過濾器還不多,其主要原因是密封技術(shù)不過關(guān)。德國GNEUB公司生產(chǎn)的KSF和RSF型熔體過濾器耐壓8×107Pa不漏料,據(jù)稱是采用一種自調(diào)壓力的偶合密封環(huán)技術(shù),永不磨損,無需維修。在技術(shù)上的其他差距還有自動化程度和料壓穩(wěn)定性問題,奧地利EREMAR公司、德國KREYENBORG公司和GNEUB公司都生產(chǎn)有全自動或半自動的過濾器。其中GNEUB公司的RSF型過濾器還可在工作的全過程中把熔料壓力差控制在1×105Pa以內(nèi)。目前我國還沒有一家生產(chǎn)廠能達(dá)到此水平,這對于高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)是極有作用的。3.2新型過濾器的配套率以美、德、奧、日為代表的國際塑料工業(yè)大國中,塑料造粒生產(chǎn)線上新型過濾器的配套率幾乎達(dá)到100%,擠出制品生產(chǎn)線上新型過濾器的配套率也達(dá)到80%以上。而我們的造粒生產(chǎn)線配套率約達(dá)75%左右,而且絕大部分是性能較差的快速換網(wǎng)過濾器。擠出制品生產(chǎn)線的配套率不及10%,工藝流程短的吹膜,擠管等生產(chǎn)線幾乎全部采用舊式停機(jī)換網(wǎng)過濾裝置,由此而造成的能耗、廢品、廢料損失是非常巨大的。4定期進(jìn)行交流針對我國新型過濾器研制和應(yīng)用落后的現(xiàn)象,建議行業(yè)主管部門采取如下措施解決:(1)首先是行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)給予一定的重視,在高性能過濾器研究開發(fā)上給予扶持、協(xié)調(diào);建立一個行業(yè)小協(xié)作組(分會),定期不定期地進(jìn)行中外學(xué)術(shù)交流、或互訪,可使國內(nèi)的工程技術(shù)人員對國際上新型過濾器的發(fā)展有一個全面、充分的了解,快速提高我國新型過濾器的技術(shù)水平。(2)在老式過濾器造成麻煩多,經(jīng)濟(jì)損失多的行業(yè)中,如雙向拉伸、塑料拉絲、擠出發(fā)泡、復(fù)合生產(chǎn)等,組