CN102173085B - 一种敏感材料挤出成型防爆泄压方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种敏感材料挤出成型防爆泄压方法及装置，属于挤出成型加工技术领域。该方法中螺杆挤出机机筒整体或部分采用开启式结构，通过液压驱动系统驱动开启式机筒的开合，通过与之相配套的在线测控系统，实现当压力、温度、扭矩或转速工艺参数达到预警值时，使机筒能够迅速开启，达到防爆泄压的目的；防爆泄压装置包括开启式机筒、液压驱动系统和在线测控系统，应用于螺杆挤出机。本发明能够在线实施检测螺杆挤出机运行过程中的多个工艺参数情况，检测的工艺参数超出设定的预警值时，实现螺杆挤出机机筒的迅速开启，防止爆炸等危险事故的发生，保证螺杆挤出机稳定安全运行；适用于热敏性塑料、火药、炸药等特殊的敏感材料的挤出成型加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种敏感材料挤出成型防爆泄压方法及装置，属于挤出成型加工技术领域。
背景技术
随着各种可视化技术、在线和离线检测技术的发展，挤出成型加工朝着自动化、连续化、安全性和高质量方向发展。在挤出成型加工规模工业化生产中，对于热敏性塑料、火药、炸药等这些特殊的敏感性材料的挤出成型加工，安全性非常重要。在这些特殊的敏感材料的挤出成型过程中，在挤出机机筒中，物料处于密闭状态，外界硬质杂质进入、加工温度、负荷或螺杆转速超过工艺规定上限等多方面因素的影响，都极有可能引发爆炸。有些爆炸是在瞬时完成的。由于物料热分解存在由慢到快逐步积累的过程，在挤出机停机后一定时间有些爆炸也会发生。
常规的挤出成型设备的加工对象是塑料，危险性不大，一般不会发生爆炸等事故，因此这些设备也往往不具备相应的防爆功能。为了安全挤出成型加工这些敏感材料，就需要开发专门的防爆泄压装置。以加强对加工过程的安全性预估，做到在事故前就及时检测或捕捉到某种危险信息，采取紧急措施使工艺状态恢复到正常，生产得以继续；即便已难避免发生事故，也可减小事故发生程度，保障岗位人员的人身安全，减少事故损失。
常用的泄爆方式是在机器壳体局部设置薄弱环节，当发生爆炸事故时该薄弱部位首先被冲破，起到泄爆作用。但是，在实际中很难把握这种方法。如果壳体设计过于薄弱，在生产过程中极易发生变形，主要是内腔直径变大而使壳体报废；如果壳体厚度过大，就起不到泄爆作用，造成危险的发生。因此，有必要研究敏感材料的挤出成型过程的防爆泄压方法和装置。
发明内容
本发明的目的是针对热敏性塑料、火药、炸药等特殊的敏感材料挤出成型过程的安全加工，防止爆炸等危险性事故的发生，提出一种敏感材料挤出成型防爆泄压方法及装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种敏感材料挤出成型防爆泄压方法，该方法中螺杆挤出机机筒整体或部分采用开启式结构，通过液压驱动系统驱动开启式机筒的开合，通过与之相配套的在线测控系统，实现当压力、温度、扭矩或转速工艺参数达到预警值时，使机筒能够迅速开启，达到防爆泄压的目的。
本发明的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，包括开启式机筒、液压驱动系统和在线测控系统，应用于螺杆挤出机；其中，液压驱动系统包括液压缸、推杆、支撑系统和油路系统，支撑系统包括支撑柱、支撑板和压紧螺母，开启式机筒包括开启式机筒下部分和开启式机筒上部分，在液压缸的底端有液压缸底端油口，在液压缸的侧端有液压缸侧端油口；在液压缸内有活塞，油路系统包括油泵、驱动电机和输油管道；支撑柱和支撑板通过压紧螺母固定连接；
液压缸通过支撑系统固定，推杆一端的活塞由油路系统驱动可在液压缸中上下移动，推杆另一端同开启式机筒相连接；在螺杆挤出机工作时，液压驱动系统驱动推杆以设定的压力将开启式机筒下部分和开启式机筒上部分两个部分压紧，防止物料泄漏，保证挤出成型加工的正常运行；开启式机筒下部分和开启式机筒上部分两个部分的接触平面要求足够光滑，避免物料泄漏；液压缸可以有一个或多个，都设置在开启式机筒的上方，推杆同开启式机筒上部分连接，开启式机筒下部分固定，推杆可以驱动开启式机筒上部分的上下移动，从而实现开启式机筒的开合；液压缸也可有偶数个，分别对称设置在开启式机筒的上下方，上边的液压缸和推杆驱动开启式机筒上部分的移动，下边的液压缸和推杆驱动开启式机筒下部分的移动，从而实现开启式机筒的开合；
在线测控系统包括传感器、输入输出系统和控制器；传感器可以是压力传感器、温度传感器、扭矩传感器、速度传感器，压力传感器用于在线实时检测机筒中的压力信号，温度传感器用于在线实时检测物料或机筒的温度信号，扭矩传感器用于在线实时检测螺杆挤出机螺杆的扭矩大小，速度传感器用于在线实时检测螺杆挤出机螺杆的速度；控制器具有通过输入输出系统接收传感器的信号并给予液压驱动系统发出指令的功能，操作人员可以通过控制器分别设置压力、温度、扭矩、速度信号的预警值，当挤出成型过程中，某个检测信号的值超出预警值时，控制器发出指令，螺杆挤出机停机的同时，液压驱动系统工作，驱动推杆拉动开启式机筒，使开启式机筒下部分和开启式机筒上部分两个部分迅速分离，从而达到防爆泄压的目的，避免危险事故的发生；油路系统和在线测控系统通过隔离墙同螺杆挤出机隔离开，螺杆挤出机的加料都是通过自动加料系统完成，因此可以防止螺杆挤出机的爆炸引起油路系统再次发生连续爆炸事故，同时保障操作和监控人员的人身安全，输油管道采用防爆材料；
上述的敏感材料挤出成型防爆泄压方法及装置可以用于螺杆挤出机的整个机筒，也可用于分段机筒的部分段。
有益效果
本发明能够在线实施检测螺杆挤出机运行过程中的多个工艺参数情况，当所检测的工艺参数超出设定的预警值时，可实现螺杆挤出机机筒的迅速开启，防止爆炸等危险事故的发生，保证螺杆挤出机的稳定安全运行；尤其适用于热敏性塑料、火药、炸药等特殊的敏感材料的挤出成型加工。
附图说明
图1是本发明实施例的主视图；
图2是本发明实施例的侧视图；
其中，1-开启式机筒，1-1-开启式机筒下部分，1-2-开启式机筒上部分，2-压力温度双功能传感器，3-支撑柱，4-支撑板，5-压紧螺母，6-液压缸，7-液压缸底端油口，8-液压缸侧端油口，9-活塞，10-推杆，11-螺杆挤出机，12-隔离墙，13-在线测控系统，14-油路系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例
双螺杆挤出机的机筒防爆泄压方法，该方法中双螺杆挤出机机筒整体采用开启式结构，通过液压驱动系统驱动开启式机筒的开合，通过与之相配套的在线测控系统，实现当压力、温度、扭矩或转速工艺参数达到预警值时，使机筒能够迅速开启，达到防爆泄压的目的。
实现上述双螺杆挤出机的机筒防爆泄压方法的装置，包括开启式机筒1、液压驱动系统和在线测控系统13，用于双螺杆挤出机11的整个机筒；其中，液压驱动系统包括液压缸6、推杆10、支撑系统和油路系统14，支撑系统包括支撑柱3、支撑板4和压紧螺母5，开启式机筒1包括开启式机筒下部分1-1和开启式机筒上部分1-2，在液压缸6的底端有液压缸底端油口7，在液压缸6的侧端有液压缸侧端油口8；在液压缸6内有活塞9，油路系统14包括油泵、驱动电机和输油管道；支撑柱3和支撑板4通过压紧螺母5固定连接；
液压缸6通过支撑系统固定，推杆10一端的活塞9由油路系统驱动可在液压缸6中上下移动，推杆10另一端同开启式机筒1相连接；开启式机筒上部分1-2段与段之间通过螺栓紧密连接，开启是机筒下部分1-1段与段之间通过螺栓紧密连接；在双螺杆挤出机11工作时，液压驱动系统驱动推杆10以设定的压力将开启式机筒下部分1-1和开启式机筒上部分1-2两个部分压紧，防止物料泄漏，保证挤出成型加工的正常运行；开启式机筒下部分1-1和开启式机筒上部分1-2两个部分的接触平面要求足够光滑，避免物料泄漏；液压缸6设置在开启式机筒1的上方，推杆10同开启式机筒上部分1-2连接，开启式机筒下部分1-1固定，推杆10可以驱动开启式机筒上部分1-2的上下移动，从而实现开启式机筒的开合；液压缸6有四个，分别对称设置在开启式机筒1的上下方，上边的两个液压缸6和其推杆10驱动开启式机筒上部分1-2的移动，下边的两个液压缸6和其推杆10驱动开启式机筒下部分1-1的移动，从而实现开启式机筒1的开合；
在线测控系统13包括传感器、输入输出系统和控制器；传感器采用的是压力温度双功能传感器2，用于在线实时检测机筒中的压力和温度信号；还有扭矩传感器和速度传感器，分别设置在螺杆11驱动轴端，分别用于在线实时检测双螺杆挤出机螺杆11的扭矩和速度；控制器具有通过输入输出系统接收传感器的信号并给予液压驱动系统发出指令的功能，操作人员可以通过控制器分别设置压力、温度、扭矩、速度信号的预警值；当挤出成型过程中，某个检测信号的值超出预警值时，控制器发出指令，双螺杆挤出机停机的同时，液压驱动系统工作，控制油泵使液压油通过液压缸侧端油口8进入液压缸6，推动活塞9带动推杆10运动，从而拉动开启式机筒1，使开启式机筒下部分1-1和开启式机筒上部分1-2两个部分迅速分离，从而达到防爆泄压的目的，避免危险事故的发生；
油路系统14和在线测控系统13通过隔离墙12同双螺杆挤出机11隔离开，双螺杆挤出机11的加料都是通过自动加料系统完成，因此可以防止双螺杆挤出机11的爆炸引起油路系统14再次发生连续爆炸事故，同时保障操作和监控人员的人身安全，输油管道采用防爆材料。
Claims (10)
1.一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：包括开启式机筒（1）、液压驱动系统和在线测控系统（13），应用于螺杆挤出机（11）；其中，液压驱动系统包括液压缸（6）、推杆（10）、支撑系统和油路系统（14），支撑系统包括支撑柱（3）、支撑板（4）和压紧螺母（5），开启式机筒（1）包括开启式机筒下部分（1-1）和开启式机筒上部分（1-2），在液压缸（6）的底端有液压缸底端油口（7），在液压缸（6）的侧端有液压缸侧端油口（8）；在液压缸（6）内有活塞（9），油路系统（14）包括油泵、驱动电机和输油管道；支撑柱（3）和支撑板（4）通过压紧螺母（5）固定连接；
液压缸（6）通过支撑系统固定，推杆（10）一端的活塞（9）由油路系统驱动可在液压缸（6）中上下移动，推杆（10）另一端同开启式机筒（1）相连接；在螺杆挤出机（11）工作时，液压驱动系统驱动推杆（10）以设定的压力将开启式机筒下部分（1-1）和开启式机筒上部分（1-2）两个部分压紧；
在线测控系统（13）包括传感器、输入输出系统和控制器；控制器通过输入输出系统接收传感器的信号并给予液压驱动系统发出指令，挤出成型过程中，温度、压力、扭矩或速度的检测信号的值超出预警值时，控制器发出指令，螺杆挤出机（11）停机的同时，液压驱动系统工作，驱动推杆（10）拉动开启式机筒（1），使开启式机筒下部分（1-1）和开启式机筒上部分（1-2）两个部分迅速分离；
油路系统（14）和在线测控系统（13）通过隔离墙（12）同螺杆挤出机（11）隔离开。
2.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：开启式机筒下部分（1-1）和开启式机筒上部分（1-2）两个部分的接触平面是光滑的。
3.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：液压缸（6）设置在开启式机筒（1）的上方，推杆（10）同开启式机筒上部分（1-2）连接，开启式机筒下部分（1-1）固定，推杆（10）驱动开启式机筒上部分（1-2）的上下移动。
4.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：液压缸（6）为偶数个，分别对称设置在开启式机筒（1）的上下方，上边的液压缸（6）和推杆（10）驱动开启式机筒上部分（1-2）的移动，下边的液压缸（6）和推杆（10）驱动开启式机筒下部分（1-1）的移动。
5.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：传感器包括压力传感器、温度传感器、扭矩传感器、速度传感器中的一种或几种，压力传感器在线实时检测机筒中的压力信号，温度传感器在线实时检测物料或机筒的温度信号，扭矩传感器在线实时检测螺杆挤出机（11）螺杆的扭矩大小，速度传感器在线实时检测螺杆挤出机（11）螺杆的速度。
6.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：该装置用于螺杆挤出机（11）的整个机筒。
7.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：该装置用于螺杆挤出机（11）的分段机筒的部分段。
8.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：螺杆挤出机（11）的加料通过自动加料系统完成。
9.根据权利要求1所述的一种敏感材料挤出成型防爆泄压装置，其特征在于：该装置适用于热敏性塑料、火药或炸药的挤出成型加工。
10.一种利用权利要求1～9任一项所述的敏感材料挤出成型防爆泄压装置的防爆泄压方法，其特征在于：该方法中螺杆挤出机机筒整体或部分采用开启式结构，通过液压驱动系统驱动开启式机筒的开合，通过与之相配套的在线测控系统，实现当压力、温度、扭矩或转速工艺参数达到预警值时，使机筒能够迅速开启。
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