CN101722646B - 塑料挤出机上的原料预热装置以及预热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑料挤出机上的原料预热装置及预热方法，该预热装置包括至少两套加热器，在加热器内设有预热仓室，在预热仓室和/或挤出机的上端设有料斗，在料斗上设有进料口及吸料口，在预热仓室的下端设有出料口，进料口与原料仓和/或原料袋连接，或与上一级加热器的出料口连接，预热料的吸料口与第一吸料泵连接，再次预热料的吸料口与第二吸料泵连接，出料口与下一级加热器的进料口连接，或直接与挤出机上的进料口连接。利用上述装置采用多次预热的方法预热原料。该预热装置及预热方法可将塑料加热到一定温度后再送入到挤出机内，可使挤出类塑料产品，通过事先对塑料原料的加热使产品的品种、质量及性能等方面得到大幅度的提高或改进。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料挤出机以及挤出式塑料的加工方法，具体涉及一种塑料挤出机上的原料预热装置以及预热方法。
背景技术
现有的塑料挤出机在塑料进行加工过程中，一般采用的方法是将所要加工的塑料原材料颗粒在常温下通过料斗直接加入到挤出机中，挤出机及料筒已经事先设定好合适的加工温度，塑料材料进入挤出机后，在螺杆及料筒内的加热下，同时经过剪切作用，使得塑料熔融，并通过螺杆的转动将熔融的塑料送到模具或流道中进行加工。这种常规的加工过程使得塑料的原材料都是在常温下开始从料斗进入挤出机，原材料的初始温度完全取决于环境温度，且材料的湿度环境也完全取决于环境。
但随着塑料加工技术的进步和一些特殊的功能性塑料材料的问世，采用现有的加工技术将达不到相应的产品质量，或应具备的功能特性，尤其是一些特殊的功能性复合材料，比如有的复合材料容易吸水，有的对温度非常敏感，可以进行加工的温度范围非常窄，或者不能耐受剪切，必须在低剪切状态下进行加工，这就需要原材料在进入挤出机之前保持一定的温度和湿度条件。如聚偏二氯乙烯(PVDC)是一种阻氧阻湿性都非常好的材料，在包装中得到了广泛应用，但偏二氯乙烯的分解温度与熔融温度非常接近，而且容易分解，分解后产生氯化氢气体，对环境和产品都将造成不利影响，因此必须在保持材料的温度和湿度下进行加工才能获得理想的效果。为了改善现有的挤出塑料的加工品质，有必要对现有的塑料挤出设备及塑料挤出的方法进行改进。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有塑料挤出机采用常温原料直接加入挤出机造成产品质量差，不能达到应有的性能等缺陷，设计一种可将塑料加热到一定温度后再送入挤出机的装置。本发明的目的之二在于，设计一种原料塑料挤出方法，该方法可使挤出类塑料产品，通过事先对塑料原料的加热使产品的品种、质量及性能等方面得到大幅度的提高或改进。
为实现上述目的，本发明的技术方案之一是提供一种塑料挤出机上的原料预热装置，其特征在于，所述预热装置包括至少两套加热器，所述加热器其上部为筒状下部为锥状，所述加热器在其筒状部分的下段设有加热器件，所述加热器在其锥状部分与筒状部分的上段之间设有热风循环系统；在所述加热器内设有原料预热仓室，在所述预热仓室和挤出机的上端设有料斗，在所述预热仓室的料斗上设有进料口及预热料的吸料口或再次预热料的吸料口，在所述预热仓室的下端设有出料口，所述进料口通过管路与原料仓和/或原料袋连接，或通过管路与上一级加热器的出料口连接，所述预热料的吸料口通过管路与第一吸料泵连接，所述再次预热料的吸料口与第二吸料泵连接，所述出料口经管路与下一级加热器的进料口连接，或直接与挤出机上的进料口连接；所述加热器有若干套，在所述若干套加热器中，第一套加热器的进料口经管路与所述原料仓或原料袋连接，所述第一套加热器上的出料口经管路与第一套加热器之外的其余若干套加热器上的进料口连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器上的出料口直接与若干台挤出机上的进料口连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器上的再次预热料的吸料口与第二吸料泵连接。
其中，所述加热器件为电阻丝加热器或油加热器；所述加热器有两套，所述两套加热器中，第一套加热器的所述进料口经管路与所述原料仓或原料袋连接，所述第一套加热器的出料口经管路与第二套加热器的所述进料口连接，所述第二套加热器的出料口经管路与若干台挤出机上的进料口连接；所述若干台挤出机上的再次预热料的吸料口与所述第二吸料泵连接；在所述加热器内设有温度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器分别与控制单元中的信号输入端连接，所述控制单元中的信号输出端与所述加热部件连接。
本发明的技术方案之二是提供一种将加入挤出机的原料进行预热的方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：
S1：用塑料挤出机上的第一吸料泵将原料仓和/或原料袋内的原料吸入到第一套加热器的预热仓室内；
S2：通过塑料挤出机上的控制单元启动第一套加热器内的加热器件及热风循环系统，由加热器件及热风循环系统将原料由常温加热到第一设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
S3：用塑料挤出机上的第二吸料泵将第一套加热器内达到第一设定温度的原料吸入第二套加热器或第一套加热器之外的其余若干套加热器的预热仓室内；
S4：通过塑料挤出机上的控制单元启动第一套加热器之外的其余若干套加热器内的加热器件及热风循环系统，由加热器件及热风循环系统将原料由第一设定温度加热到第二设定温度，所述第二设定温度为某一设定温度或若干个设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
S5：将塑料挤出机上的第一套加热器之外的其余若干套加热器内达到第二设定温度的原料加入到若干台挤出机内。
其中，所述控制单元依据设定程序控制加热器件的加热时间和加热温度和加热速度。
其中，所述控制单元依据设定程序控制热风循环系统，调节预热仓室内的湿度。
其中，所述设定程序包括自动控制程序和/或人工操作程序。
本发明的优点和有益效果在于：由于塑料原料在进入挤出机之前可以达到且保持在稳定的温度与湿度状态，该预热装置及预热方法能够持续不断的向塑料挤出机体供应达到设定温度与湿度的塑料。由于本发明对原料塑料采用了两步或两步以上加热、保温的过程，既将原料塑料颗粒子进行预热，每一步预热过程都将原料加热到预设的温度，并可保持相应的湿度，最终使得原料颗粒在进入挤出机之前达到并保持为最佳的加工温度，塑料粒子可以以最适应加工的温度进入挤出机，如此来控制粒子直接以合适的温度进入到挤出机中，并通过调节挤出机的工艺参数来控制对材料的剪切条件。
附图说明
图1是本发明塑料挤出机上的原料预热装置的结构示意图之一；
图2是本发明塑料挤出机上的原料预热装置的结构示意图之二。
图中：1、加热器；2、预热仓室；3、料斗；4、进料口；5、吸料口；6、出料口；7、原料仓和/或原料袋；8、第一吸料泵；9、第二吸料泵；10、挤出机；11、热风循环系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明是一种塑料挤出机上的原料预热装置，该预热装置包括至少两套加热器1，在所述加热器1内设有原料预热仓室2，在所述预热仓室2和挤出机的上端设有料斗3，在所述料斗3上设有进料口4及预热料的吸料口5或再次预热料的吸料口，在所述预热仓室2的预热仓室4的下端设有出料口6，所述进料口4通过管路与原料仓和/或原料袋7连接，或通过管路与上一级加热器1的出料口6连接，所述预热料的吸料口5通过管路与第一吸料泵8连接，所述再次预热料的吸料口5与第二吸料泵9连接，所述出料口6经管路与下一级加热器的进料口4连接，或直接与挤出机10上的进料口连接。
在本实用新型中，较佳的技术方案有，所述加热器1的结构可以是类似于反应釜的形状与构造，其上部为筒状下部为锥状，该加热器1在其筒状部分的下段设有加热器件，所述加热器在其锥状部分与筒状部分的上段之间设有热风循环系统11。所述加热器件可以是电阻丝加热器或选用油加热器。
在本实用新型中，较佳的技术方案还有，采用两套加热器预热原料，在所述两套加热器1中，第一套加热器1的所述进料口4经管路与所述原料仓或原料袋7连接，所述第一套加热器1的出料口6经管路与第二套加热器1的所述进料口4连接，所述第二套加热器1的出料口6经管路与若干台挤出机10上的进料口连接；所述若干台挤出机上的再次预热料的吸料口5与所述第二吸料泵9连接。
在本实用新型中，较佳的技术方案还有，选用若干套加热器1，在所述若干套加热器1中，第一套加热器1的进料口4经管路与所述原料仓或原料袋7连接，所述第一套加热器1上的出料口6经管路与第一套加热器之外的其余若干套加热器1上的进料口4连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器1上的出料口6直接与若干台挤出机10上的进料口连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器1上的再次预热料的吸料口5与第二吸料泵9连接。
在本实用新型中，较佳的技术方案还有，在所述加热器1内设有温度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器分别与控制单元中的信号输入端连接，所述控制单元中的信号输出端与所述加热部件连接。
本发明的技术方案之二是提供一种将加入挤出机的原料进行预热的方法，所述方法包括如下工艺步骤：
第一步：用塑料挤出机上的第一吸料泵8将原料仓和/或原料袋7内的原料吸入到第一套加热器1的预热仓室2内；
第二步：通过塑料挤出机上的控制单元启动第一套加热器1内的加热器件及热风循环系统11，由加热器件及热风循环系统11将原料由常温加热到第一设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
第三步：用塑料挤出机上的第二吸料泵9将第一套加热器1内达到第一设定温度的原料吸入第二套加热器1或第一套加热器之外的其余若干套加热器1的预热仓室2内；
第四步：通过塑料挤出机上的控制单元启动第一套加热器之外的其余若干套加热器1内的加热器件及热风循环系统11，由加热器件及热风循环系统11将原料由第一设定温度加热到第二设定温度，所述第二设定温度为某一设定温度或若干个设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
第五步：将塑料挤出机上的第一套加热器之外的其余若干套加热器1内达到第二设定温度的原料加入到若干台挤出机10内。
在本实用新型中，较佳的技术方案还有，所述控制单元依据设定程序控制加热器件的加热时间、加热温度、加热速度。所述控制单元依据设定程序控制热风循环系统11，调节预热仓室内的湿度。所述设定程序包括自动控制程序和/或人工操作程序。
实施例1
例如为了进行一种尼龙和弹性体的合金塑料材料的加工，这种合金材料容易吸湿，且最佳的挤出温度是105-120℃，在高剪切下又很容易发生分解变质。本发明采用了两步加热法进行加工，第一步加热温度设定为70℃，预热仓室的容量为600Kg，第二步加热的温度设定为110℃，预热仓室容积为25Kg，第二步的加热速度设定到2℃/min，这样110℃温度下的材料保持的时间不超过10分钟，而且能保证塑料原料颗粒进入挤出机时的温度是110℃，既使材料以最佳的温度进入挤出机，又可使得材料不会经受强烈的剪切而分解。经实践证明，本发明完全达到了改善这种材料难以挤出成型的难点。
实施例2
再如为了进行一种尼龙和弹性体的合金塑料材料的多层共挤吹膜，由于这种合金材料容易吸湿，且只能在105-140℃的温度范围内进行挤出，在高剪切条件下又很容易发生分解。本发明采用了两步加热法进行加工，第一步加热温度设定为70℃，预热仓室容积为600Kg，将材料加入到预热料仓内，经过4小时左右加热使全部材料的温度达到预设温度，在第二步加热的温度设定为110℃，直接在挤出机上安装第二步的加热器，预热仓室容积为5Kg，用于多层共挤吹膜产品，第一步加热后的材料需要同时供应3台挤出机，而且每台挤出机所需粒子的温度不完全相同，三个挤出机的加热器温度分别设为100℃，110℃和120℃，本实施例按照多层共挤吹膜的工艺和设备特点实现了加工温度设定的多样性。实践证明，该发明完全达到的预定效果。
实施例3
例如为了进行聚偏二氯乙烯(PVDC)的挤出加工，这种聚合物材料易发生分解，而且其熔融温度与分解温度非常接近。本发明采用了两步加热法进行加工，第一步加热温度设定为65℃，相对湿度控制为30％，预热仓室的容量为500Kg，第二步加热的温度设定为185℃，预热仓室容积为25Kg，第二步的加热速度设定到2℃/min，这样185℃温度下的材料保持的时间不超过10分钟，而且能保证原料颗粒进入挤出机时的温度是185℃，既使材料以最佳的温度进入挤出机。经实践证明，本发明完全达到了改善这种材料温度不易控制的难点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种塑料挤出机上的原料预热装置，其特征在于，所述预热装置包括至少两套加热器，所述加热器其上部为筒状下部为锥状，所述加热器在其筒状部分的下段设有加热器件，所述加热器在其锥状部分与筒状部分的上段之间设有热风循环系统；在所述加热器内设有原料预热仓室，在所述预热仓室和挤出机的上端设有料斗，在所述预热仓室的料斗上设有进料口及预热料的吸料口或再次预热料的吸料口，在所述预热仓室的下端设有出料口，所述进料口通过管路与原料仓和/或原料袋连接，或通过管路与上一级加热器的出料口连接，所述预热料的吸料口通过管路与第一吸料泵连接，所述再次预热料的吸料口与第二吸料泵连接，所述出料口经管路与下一级加热器的进料口连接，或直接与挤出机上的进料口连接；所述加热器有若干套，在所述若干套加热器中，第一套加热器的进料口经管路与所述原料仓或原料袋连接，所述第一套加热器上的出料口经管路与第一套加热器之外的其余若干套加热器上的进料口连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器上的出料口直接与若干台挤出机上的进料口连接，所述第一套加热器之外的其余若干套加热器上的再次预热料的吸料口与第二吸料泵连接。
2.如权利要求1所述的塑料挤出机上的原料预热装置，其特征在于，所述加热器件为电阻丝加热器或油加热器；在所述加热器内设有温度传感器、湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器分别与控制单元中的信号输入端连接，所述控制单元中的信号输出端与所述加热部件连接。
3.一种将权利要求1塑料挤出机上的原料预热装置内的原料进行预热的方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤：
S1：用权利要求1中的第一吸料泵将原料仓和/或原料袋内的原料吸入到第一套加热器的预热仓室内；
S2：通过控制单元启动第一套加热器内的加热器件及热风循环系统，由加热器件及热风循环系统将原料由常温加热到第一设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
S3：用权利要求1中的第二吸料泵将第一套加热器内达到第一设定温度的原料吸入第一套加热器之外的其余若干套加热器的预热仓室内；
S4：通过控制单元启动第一套加热器之外的其余若干套加热器内的加热器件及热风循环系统，由加热器件及热风循环系统将原料由第一设定温度加热到第二设定温度，所述第二设定温度为某一设定温度或若干个设定温度，并同时通过控制单元测控原料的湿度；
S5：将第一套加热器之外的其余若干套加热器内达到第二设定温度的原料加入到若干台挤出机内。
4.如权利要求3所述的将权利要求1塑料挤出机上的原料预热装置内的原料进行预热的方法，其特征在于，所述控制单元依据设定程序控制加热器件的加热时间和加热温度和加热速度。
5.如权利要求4所述的将权利要求1塑料挤出机上的原料预热装置内的原料进行预热的方法将加入挤出机的原料进行预热的方法，其特征在于，所述控制单元依据设定程序控制热风循环系统，调节预热仓室内的湿度。
6.如权利要求4或5所述的将权利要求1塑料挤出机上的原料预热装置内的原料进行预热的方法，其特征在于，所述设定程序包括自动控制程序和/或人工操作程序。
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