CN102107468A - 大型混炼挤压造粒机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大型混炼挤压造粒机组，主要包括盘车装置（1）、主电机装置（2）、主减速器（3）、加料装置（4）、混炼挤压系统（5）、开车阀装置（6）、齿轮泵装置（7）、换网装置（8）、机头装置（9）、水下切粒装置（10）、离心干燥装置（11）、振动分筛装置（12）、电气控制系统，盘车装置（1）通过联轴器连接主电机装置（2），主电机装置（2）通过联轴器连接主减速器（3），主减速器（3）通过花键轴连接混炼挤压系统（5），加料装置（4）连接在混炼挤压系统（5）的机筒入口处。本发明的大型混炼挤压造粒机组，可实现20万吨/年的产量，在突出大型高产量的前提下，机构搭配紧凑、布局合理、工艺流程的要求。

Description

大型混炼挤压造粒机组
技术领域
 本发明涉及一种用于乙烯工程的聚乙烯、聚丙烯粉料与添加剂的混炼、挤压造粒的设备，尤其涉及一种大型混炼挤压造粒机组。
背景技术
目前，国内生产的塑料双螺杆挤出机组生产能力（规格）不超过2万吨/年，大型双螺杆挤压造粒机组，从机组的工作原理、参数性能、生产能力、物料的挤压工艺、技术复杂程度、上下游配套、制造难度、可靠性要求、电气控制与保护等，都与小型机组有很大的区别。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可实现年产量20万吨，控制系统界面清晰、操作直观简单、人性化、安全化的大型混炼挤压造粒机组。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种大型混炼挤压造粒机组，主要包括盘车装置（1）、主电机装置（2）、主减速器（3）、加料装置（4）、混炼挤压系统（5）、开车阀装置（6）、齿轮泵装置（7）、换网装置（8）、机头装置（9）、水下切粒装置（10）、离心干燥装置（11）、振动分筛装置（12）、电气控制系统，盘车装置（1）通过联轴器连接主电机装置（2），主电机装置（2）通过联轴器连接主减速器（3），主减速器（3）通过花键轴连接混炼挤压系统（5），加料装置（4）连接在混炼挤压系统（5）的机筒入口处，开车阀装置（6）连接在混炼挤压系统（5）的机筒出口处，齿轮泵装置（7）连接在开车阀装置（6）的出口处，换网装置（8）连接在齿轮泵装置（7）的出口处，机头装置（9）连接在换网装置（8）上，水下切粒装置（10）连接在机头装置（9）上，离心干燥装置（11）的入口通过管道与下切粒装置（10）的出口连接，离心干燥装置（11）的粒子出口通过管道与振动分筛装置（12）的入口连接。
所述盘车装置（1）包括小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器。
所述主减速器（3）的输入端是单轴输入，输出端为双轴输出。
所述加料装置（4）主要由计量喂料系统和加料斗组成，计量喂料系统包括主料加料装置、辅料固体加料装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置，加料斗包括过滤分筛装置、料位计装置、氮气处理装置。
所述混炼挤压系统（5）主要由齿轮箱、机筒和螺杆组成，所述齿轮箱连接在机筒的一端，螺杆设置在机筒中。
所述换网装置（8）主要由换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸和液压系统组成。
所述水下切粒装置（10）包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、台车、液压装置、气液转换装置和冷却水管路装置。
所述离心干燥装置（11）包括电机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装置和输送管路装置。
所述盘车装置（1）通过联轴器连接主电机装置（2）的联轴器为超越式联轴器。
所述主电机装置（2）通过联轴器连接主减速器（3）的联轴器为摩擦联轴器。
本发明的大型混炼挤压造粒机组，可实现20万吨/年的产量，在突出大型高产量的前提下，机构搭配紧凑、布局合理、工艺流程的要求；占地面积节省，上下水电气油料配套合理、便于安装起吊、便于维修保养、控制系统界面清晰、操作直观简单、人性化、安全化，是一个技术复杂的机电一体化产品，本机组总体结构设计改变了传统的挤出工艺过程，通过配备特殊混炼段机筒、螺杆、开车阀装置、混炼度调节阀装置、融体齿轮泵装置等关键部件，使挤出系统的设计更加符合物料加工工艺要求，保证了大型挤压造粒机组的性能。
附图说明
图1是本发明大型混炼挤压造粒机组主视图。
图2是本发明大型混炼挤压造粒机组俯视图。
图3是本发明大型混炼挤压造粒机组左视图。
图4是本发明大型混炼挤压造粒机组右视图。
图中：1、盘车装置；2、主电机装置；3、主减速器；4、加料装置；5、混炼挤压系统；6、开车阀装置；7、齿轮泵装置；8、换网装置；9、机头装置；10、水下切粒装置；11、离心干燥装置；12、振动分筛装置。
具体实施方式
如图1、图2所示，大型混炼挤压造粒机组，主要包括盘车装置1、主电机装置2、主减速器3、加料装置4、混炼挤压系统5、开车阀装置6、齿轮泵装置7、换网装置8、机头装置9、水下切粒装置10、离心干燥装置11、振动分筛装置12、电气控制系统，盘车装置1通过超越式联轴器连接主电机装置2，主电机装置2通过摩擦联轴器连接主减速器3，主减速器3通过花键轴连接混炼挤压系统5，加料装置4连接在混炼挤压系统5的机筒入口处，开车阀装置6连接在混炼挤压系统5的机筒出口处，齿轮泵装置7连接在开车阀装置6的出口处，换网装置8连接在齿轮泵装置7的出口处，机头装置9连接在换网装置8上，水下切粒装置10连接在机头装置9上，离心干燥装置11的入口通过管道与下切粒装置10的出口连接，离心干燥装置11的粒子出口通过管道与振动分筛装置12的入口连接。
盘车装置1通过超越式联轴器连接主电机装置2，主电机装置2通过摩擦联轴器连接主减速器3，主减速器3通过花键轴连接混炼挤压系统5的螺杆，由加料装置4为混炼挤压系统5供应树脂物料，当螺杆旋转时，物料进入混炼挤压系统，使之进行混炼、挤压、塑化、均化等过程，达到工艺需要的状态，盘车装置1为机器盘车启动工作的，当20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机组从0转速启动的时候，会产生较大的启动电流，因为启动负载较大，会给机器和公共电网带来非常大负面影响，每次停车后启动开车，都面临此问题，本发明设计了盘车装置后，机组启动发生了变化，盘车启动装置使机组在较低的转速下启动，盘车装置包括较小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器等，让机组慢慢地转动起来，机器的启动惯性矩逐渐发生了变化，这时再启动主电机，达到一定转速后，由于超越离合器的作用，机器就可正常的运行了，而盘车装置会自动停下来，这个过程很好的解决了机器启动负载大启动电流大的矛盾，而更重要的作用是，盘车装置在慢慢转动中，可将机组中存的废料慢慢地排掉，防止机组在高速运转中由于废料而堵塞。
主电机装置是机组重要的组成部分，为机组提供动力，特点是启动转矩大，启动电流大，属于高电压、大功率电机，由于需要盘车启动，所以该电机为双输出轴电机，冷却装置比较特殊，由循环水冷却循环风，由冷却的循环风去冷却电机转子及定子绕组。
主减速器的作用是为机组提供需要的扭矩和转速，输入端是由电机单轴输入，输出端是双轴输出，同向转动，由于螺杆在工作时产生非常大的扭矩和轴向力，配有高承载能力的径向轴承和止推轴承，并且在齿轮挡上配备了换挡机构，可以根据工况的需求，换挡提速或降速，以适应不同的加工工艺过程，润滑系统为主减速器提供良好的润滑条件，保证齿轮和轴承正常的工作。
加料装置包括计量喂料系统和加料斗等，计量喂料系统中包括了主料加料装置、辅料固体加料装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置等，加料斗包括过滤分筛装置、料位计装置、氮气处理装置等组成，加料装置为20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机组原料输送提供了保证，当需要改变物料的配比、提高或降低产量、停车或开车，都需要加料装置紧密的配合，而且所有的调整过程都是通过PLC及专用控制器来完成的，使加料装置的工作与整机的动作结合一体，完成机组的正常运行。
混炼挤压系统5是机组生产的心脏，聚稀烃物料是通过螺杆的剪切、塑化、输送和建压、挤出的，首先机筒提供稳定的工艺温度，此过程是PLC自动控制完成的，温度高了自动降温，温度低了自动升温，使混炼挤压系统始终控制在设定的温度范围内，完成机组稳定的塑化、输送过程，机筒是组合式的，每一个机筒单元自成一体，机筒的每一个单元都可以独立控制，以完成复杂的工艺过程，另外，组合式机筒为机器的机械加工提供了非常方便的条件，为机器的安装、调试、维修、拆换都提供了方便的条件，螺杆是组合式的，每一个螺杆元件代表一种独特的设计参数，根据树脂工艺的要求排列组合成独特的螺杆，当树脂工艺的要求变化时，螺杆可完成新的排列组合，这些排列组合的拆装以及螺杆的拆装都比较方便，当螺杆旋转时，物料进入混炼挤压系统，使之进行混炼、挤压、塑化、均化等过程，达到工艺需要的状态。
开车阀装置6是机组的重要组成部分，在开车的初始阶段，开车阀可打开旁路，将机器中的杂质排除机外，以免杂质堵塞机器其它部位，当排除的废料正常后，切断旁路机组正常运行，还有一个重要的作用是物料开度的大小可以设定调节，解决了生产不同种物料机器开度的大小对机器的特殊要求。
齿轮泵装置7是机组重要组成部分，齿轮泵在机组中可提高生产能力，扩大机组生产范围，减少主传动负荷，降低生产单耗，齿轮泵可以进一步提高物料的塑化程度，稳定齿轮泵出口压力，使机组的下游设备得到温度均匀、工作压力稳定的树脂。
换网装置8是机器的重要的组成部分，机器运行中，稀烃树脂必须经过换网装置进行过滤，过滤出其中杂质，才能保证机头能正常的工作，否则将会堵塞机头，网装置包括换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸、液压系统等，滑柱保证换网装置的双通道工作，一个通道工作，另一个通道可进行换网，使机组在运行中进行换网清除杂质，而不用停机清除。
机头装置9机器的重要组成部分，稀烃树脂在机头模板的特殊作用下，均匀的形成数个条形树脂，既树脂“面条”，机头装置9配有熔融指数测量仪，可随时监控机器中树脂的工艺参数，保证机器按工艺要求正常运行，即机器中树脂的粘稠度是随时可监控的，这样可提高与其配套的其他机器的操作性。
水下切粒装置10是机器的重要组成部分，其功能是将机头装置形成的树脂“面条”入水室冷却，并同时通过数把切刀将“面条”切成圆柱状的粒子，由冷却水将粒子输送到下游设备中，水下切粒装置包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、台车、液压装置、气液转换装置、冷却水管路装置等，模板和切刀是特殊合金钢制作的，有很强的耐磨性和耐腐蚀性，在连续恶劣的工作环境下完成切粒功能。
离心干燥装置11是机器的重要组成部分，冷却水和粒子的混合体进入离心干燥装置，通过高速旋转，冷却水脱离，粒子在旋转中完成干燥过程。离心干燥装置11包括电机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装置、输送管路装置等。
振动分筛装置12是机器的重要组成部分，干燥的粒子进入到振动分筛装置，在振动电机的作用下，粒子进一步冷却，通过分筛装置的特殊功能，将粒子分成偏小尺寸的、正常尺寸的、和偏大尺寸的，振动分筛装置12有大孔、中型孔、小孔三层筛板，在振动电机的作用下，使粒子完成分筛的过程，进入下游设备。
电气控制系统是机组的重要组成部分，包括每个单元的电气控制、总体电气控制，通过人机界面完成调整、控制及监测，控制点的控制通过PLC及其他控制器来完成，这些控制点包括了大量的机电一体的保护点、连锁点、报警点等，保证20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机组在严格的监控下进行运转，保证运行万无一失，电气控制系统是将以上这些动作控制起来，如盘车电机的启动停止，主电机的启动，加料量的控制，减速器润滑油的供给，混炼挤压装置的温度控制，换网装置工位的控制，模板温度的控制，水下切粒机的控制等。
大型混炼挤压造粒机组的工作原理为：加料装置4进行配混料、自动称量加料，其中包括主料及辅料，盘车装置1进行低速启动，主减速器3低速运转，螺杆低速运转，将机筒中的残留废旧料通过开车阀装置6排出，确定无残留废旧料后，主电机装置2启动，盘车装置1被超越脱离，主减速器正常运转，同时开始加料，物料在机筒螺杆的作用下，熔融、塑化、剪切、建压、输送至开车阀装置6及融体调节阀形成稳定融体流，进入到齿轮泵装置7，融体进一步塑化、稳定、提高融体压力，进入到机头装置9，形成稳定的融体“面条”，进入到循环水室中，在水室循环水的作用下，瞬间降低温度，同时，受到水下切粒刀的作用，在硬化和软化温度之间，切成圆柱状的小颗粒，融体“面条”继续生长，水流继续循环，切刀继续旋转，小颗粒不断的被切下，这样周而复始的完成着切粒的工作，这些被切下的小颗粒在循环水的作用下，沿着水流向下游移动，进入到离心干燥装置11，小颗粒被离心出来，进入到振动分筛装置12，分筛成，大、中、小不同尺寸规格的颗粒，再进入到成品料仓，而循环水被分离后，进入到储备水箱，进行冷却后，准备参加新的水循环，塑化好的树脂在压力的作用下，进入连接的换网装置8，通过换网器的的过滤单元，完成过滤作用，使树脂中杂质等过滤掉，达到优质树脂的要求，压力的作用下继续进入连接的模板和水下切粒装置10，在这个部件中，完成切粒的过程，当熟热的树脂进入模板时，会被分成数千个树脂条，在进入水下切粒机的瞬间，树脂条表面会被温的工艺水冷却处理降温，表面微微发硬，在旋转切刀的作用下，切成了数以百万千万的小颗粒，由于是在密闭的水下装置中进行这些工作的，切下来的粒子不会粘接，并随着水流冲刷的下道工序，即离心干燥装置11，水下切粒装置10与离心干燥装置11是用一根长长的粗管道连接的，离心干燥装置11的功能是将工艺水和粒子的的混流体分离开，即工艺水要继续回到水下切粒装置进行新的切粒工作，工艺水一个往复循环的过程，一刻也不会停，而被离心干燥装置11的分离出来的粒子会由管道输送到振动筛装置12中去，这些粒子在振动筛的作用下，通过振动、分筛及空气的继续干燥，分解成大、中、小三种不同规格的颗粒，以满足颗粒产品标准的要求，这些颗粒会由压缩空气管道输送的成品料仓，然后进入到下一步流程，是通过生产线装袋码垛入库，就完成了整个混炼挤压造粒的过程，整个运转过程，都是在高温、高压、高转速、高扭矩、高产量、高流量、高磨损、高腐蚀、高电压、高电流环境中进行的，大量的应用了特殊材料、特殊的电气控制系统，保证20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机组能够安全稳定生产。
本申请保护的设备与工艺节点包括：高转速、高扭矩、高温度、高压力、精位置、精流量、精粘度、精振动等，这些节点元素缺一不可，互相制约互相连锁，保证机组的工作会象我们在家里开关电视机一样简单，即一键式开车、工作、停机。

Claims (10)

1.一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：主要包括盘车装置（1）、主电机装置（2）、主减速器（3）、加料装置（4）、混炼挤压系统（5）、开车阀装置（6）、齿轮泵装置（7）、换网装置（8）、机头装置（9）、水下切粒装置（10）、离心干燥装置（11）、振动分筛装置（12）、电气控制系统，盘车装置（1）通过联轴器连接主电机装置（2），主电机装置（2）通过联轴器连接主减速器（3），主减速器（3）通过花键轴连接混炼挤压系统（5），加料装置（4）连接在混炼挤压系统（5）的机筒入口处，开车阀装置（6）连接在混炼挤压系统（5）的机筒出口处，齿轮泵装置（7）连接在开车阀装置（6）的出口处，换网装置（8）连接在齿轮泵装置（7）的出口处，机头装置（9）连接在换网装置（8）上，水下切粒装置（10）连接在机头装置（9）上，离心干燥装置（11）的入口通过管道与下切粒装置（10）的出口连接，离心干燥装置（11）的粒子出口通过管道与振动分筛装置（12）的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述盘车装置（1）包括小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器。
3.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述主减速器（3）的输入端是单轴输入，输出端为双轴输出。
4.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述所述加料装置（4）主要由计量喂料系统和加料斗组成，计量喂料系统包括主料加料装置、辅料固体加料装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置，加料斗包括过滤分筛装置、料位计装置、氮气处理装置。
5.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述混炼挤压系统（5）主要由齿轮箱、机筒和螺杆组成，所述齿轮箱连接在机筒的一端，螺杆设置在机筒中。
6.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述换网装置（8）主要由换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸和液压系统组成。
7.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述水下切粒装置（10）包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、台车、液压装置、气液转换装置和冷却水管路装置。
8.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述离心干燥装置（11）包括电机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装置和输送管路装置。
9.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述盘车装置（1）通过联轴器连接主电机装置（2）的联轴器为超越式联轴器。
10.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于：所述主电机装置（2）通过联轴器连接主减速器（3）的联轴器为摩擦联轴器。
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