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熔體泵在塑料擠出加工中的應用普及

   熔體泵的增設,把擠出螺桿產生的波動與機頭及下游設備隔離開來,從而大幅度減弱上游的波動,起到穩壓作用。在理想狀態下熔體泵輸送物料過程中沒有物料滑動,即具有不變的輸送容積,所以不論熔體泵入口處的壓力如何變化,流量波動有多大,只要進入熔體泵的物料能充滿齒槽,熔體泵就能以穩定的壓力和流量向機頭輸送物料。

  (1)提高產品質量在沒有熔體泵的擠出機中,嘗嘗由于螺桿輸送不穩定,物料化不充分,在熔融段物料軟化點不穩定或固體床破碎,電動機負荷脈動及喂料不均等導致擠出波動,從而影響到產品質量,比如厚薄不均,精度低等。尤其是生產薄制品時更為明顯,如擠出PET薄片材時會產生10%的厚度差。所以有時為保證片材的均勻性,整個片材都要加厚,這樣做無疑是一種浪費。熔體泵的增設,把擠出螺桿產生的波動與機頭及下游設備隔離開來,從而大幅度減弱上游的波動,起到穩壓作用。在理想狀態下熔體泵輸送物料過程中沒有物料滑動,即具有不變的輸送容積,所以不論熔體泵入口處的壓力如何變化,流量波動有多大,只要進入熔體泵的物料能充滿齒槽,熔體泵就能以穩定的壓力和流量向機頭輸送物料。從而減少了機頭的輸出波動,其輸出波動僅為0.1%。如此一來,擠出產品的密實性和尺寸精度得到了保證,廢品率得意降低。例如,使用熔體泵后,產生的PET薄膜厚度誤差從3%降到0.5%。另外,擠出PE電纜護套時,由于擠出產品厚度精度的提高,其質量誤差從13.5%降到2.7%。產品精度的提高除了可改善產品的質量外,還可以減少材料的浪費,降低生產成本,從而獲得一定的經濟效益。

  (2)增加擠出產量一般當擠出機內的壓力增大時,逆流量和漏流量隨之增加,從而導致整個流率下降。同時螺桿推動物料前進所消耗的功率增大,剪切力增大,物料溫度升高,較終導致物料降解,對熱敏性物料的加工十分不利。當安裝熔體泵可起到增壓作用。由于熔體泵可以完成擠出機計量段的穩壓,增壓功能,因此擠出機螺桿只需要完成連續輸送,熔融溫度降低,有效擠出量增加,功率耗能減少后,逆流量和漏流量也隨之減少,螺桿也可在低壓下進行高速旋轉,較終結果是物料所受的剪切力減少,熔融溫度降低,有效擠出量增加,功率消耗減少,生產的產品范圍增大。例如一臺的擠出機安裝熔體泵后,產量從270kg/h增加到450kg/h。由于熔融溫度的降低,LLDPE的吹塑膜產量也得到提高,比如在原產量小于等于180kg/h的擠出機上安裝熔體泵后,其產量可達到310kg/h。

  另外由于熔體泵的具有計量,增壓功能,因而安裝上熔體泵的擠出機可縮短螺桿的計量段,增長混合段,加大螺槽深度。

  (3)熔融溫度降低熔體泵的增壓作用使得螺桿工作壓力下降,剪切應力減低較終導致熔融溫度降低。在7.69MPa壓力下,大約可降6℃,這對于高粘度,熱敏性物料的成型加工是非常重要的。在LLDPE吹塑生產的能量效率也得以提高。在實際生產中,LLDPE吹膜生產所達到的能量效率在3~6kg/(kw.h)范圍內,而對于一臺安裝上熔體泵的擠出機,其能量效率就可達16kg(kw.h)。

高溫熔體泵

  廣泛的適用性擠出機與熔體泵組合所獲得的有良性能使得該設備具有廣泛的應用領域,實際上這種設備可以對各種不同的塑料進行加工,并生產出各類產品,特別是在加工難度大的材料和生產高精度產品時,更能發揮出自身的特長,比如由于熔體泵的穩壓作用減少了擠出波動,因此這種組合設備特別適宜于生產高精度,薄型的超薄產品,如PET,PS,PP和PA等高定向薄膜,因為這些材料對壓力和流量的波動特別敏感,適用于共擠多層薄膜產品。這種產品每層薄膜都非常薄,為降低產品成本,層與層之間夾有回收料。所以它的加工難度較大,而熔體泵的增設則為共擠機頭提供了穩定的流量,保證了各層組分比率的精度,特別市保證了夾層之間存在充足的防滲劑或膠黏劑。

  盡管熔體泵在塑料擠出加工中得到了廣泛應用,但在加工含填充劑或特殊改性劑的塑料時仍受限制,它對各組分的分散度,與塑料的相容性和磨蝕性都有嚴格的要求。含有大顆粒,磨蝕性填充劑或增強劑的物料不能用裝有熔體泵的擠出機加工,因為內含的填充劑顆粒易形成料栓。而料栓不僅不能通過熔體泵嚙合齒輪的齒間間隙,且還會堵塞于齒間,腐蝕齒輪,使熔體泵很快損壞。



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