CN114311591B - 用于薄膜挤出机的恒温控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统，薄膜挤出机包括用于出料的出料筒，恒温控制系统包括：水箱；隔板，设置于水箱内并将水箱的内部空间分隔成左右相邻的混合腔与出水腔，隔板限定有一上部连通口，混合腔与出水腔通过上部连通口流体连通；筒体冷却水路，设置于出料筒内，筒体冷却水路的水路出口与混合腔流体连通；出水水泵，设置于出水腔与出料筒冷却水路之间，出水水泵的入水口与出水腔流体连通，出水水泵的出水口与筒体冷却水路的水路入口流体连通；热交换器，具有供被冷却介质流动的热侧通路，热侧通路的通路出口与混合腔流体连通；以及混合水泵，混合水泵的入水口与出水口分别流体连通混合腔与热侧通路的通路入口。

Description

用于薄膜挤出机的恒温控制系统

技术领域

本发明涉及薄膜挤出机技术领域，尤其是一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统。

背景技术

薄膜挤出机一般通过将物料加热成熔融状态后，从出料筒挤压而出，出料筒的温度对挤出后物料的塑化效果有着关键性的作用。现有技术中的薄膜挤出机一般采用冷却水对出料筒进行冷却降温，由于冷却水温度，流量等时常变化，出料筒的温度时常波动，从而无法维持挤出物料的塑化效果，降低了薄膜的成品率。

发明内容

为了解决上述薄膜挤出机出料筒的温度时常波动的相关技术问题，本发明的目的是提供一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统，该恒温控制系统能够稳定出料筒的温度。

为了达到上述的目的，本发明提供以下技术方案：一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统，所述的薄膜挤出机包括用于出料的出料筒，所述的恒温控制系统包括：水箱，集成于所述薄膜挤出机的内部；隔板，设置于所述的水箱内并将所述水箱的内部空间分隔成左右相邻的混合腔与出水腔，所述的隔板限定有一上部连通口，所述的混合腔与所述的出水腔通过所述的上部连通口流体连通；筒体冷却水路，设置于所述的出料筒内，所述筒体冷却水路的水路出口与所述的混合腔流体连通；出水水泵，设置于所述的出水腔与所述的出料筒冷却水路之间，所述出水水泵的入水口与所述的出水腔流体连通，所述出水水泵的出水口与所述筒体冷却水路的水路入口流体连通；热交换器，具有供被冷却介质流动的热侧通路，所述热侧通路的通路出口与所述的混合腔流体连通；以及混合水泵，所述混合水泵的入水口与出水口分别流体连通所述的混合腔与所述热侧通路的通路入口。

在上述的技术方案中，优选地，所述的混合腔内开设有与所述的筒体冷却水路流体连通的冷却水路回水口以及与所述的热交换器流体连通的热交换器回水口，所述的上部连通口位于所述热交换器回水口的上侧，所述的热交换器回水口位于所述冷却水路回水口的上侧。

在上述的技术方案中，优选地，所述的恒温控制系统还包括一控制器，所述的混合水泵与所述的出水水泵均为变频泵并信号连接所述的控制器，所述的控制器能够调节所述混合水泵与所述出水水泵的出力。

在上述的优选方案中，进一步优选地，所述的恒温控制系统还包括设置于所述出水腔处的出水温度计与设置于所述筒体冷却水路的水路出口处的回水温度计，所述的出水温度计与所述的回水温度计均信号连接所述的控制器。

在上述的优选方案中，进一步优选地，所述的恒温控制系统还包括与所述的控制器信号连接的压差计，所述压差计的两个端部分别流体连通所述筒体冷却水路的水路入口与水路出口，以测量所述筒体冷却水路的压差。还可以进一步优选地，所述的筒体冷却水路与所述的混合腔之间设置有一回水过滤器，所述压差计的连个端部分别接通所述筒体冷却水路的水路入口与所述回水过滤器的出水口。

在上述的技术方案中，优选地，所述的水箱还包括水箱入水口与设置于所述水箱入水口处的浮球阀，当所述水箱的水位达到一设定高度时，所述的浮球阀关闭所述的水箱入水口。

在上述的技术方案中，优选地，所述的箱体开设有与所述混合水泵流体连通的混合腔出口以及与所述出水水泵流体连通的出水腔出口，所述的混合腔出口与所述的出水腔出口处均设置有滤网。

在上述的技术方案中，所述的箱体固定连接有一对调压阀，当所述的调压阀开启时，所述的出水腔通过一对所述的调压阀与所述水箱的外侧流体连通。

相较于现有技术，本发明所提供的恒温控制系统利用混合传热与水的储热特性，对一部分混合腔内的水进行冷却后将其回流至混合腔内，即带走了从出料筒带来的热量，又使得混合腔内的水温能够在热交换达到平衡时维持在一恒温，保证了出水腔水温的稳定。其后在用出水腔的水对出料筒进行冷却，从而保证了出料筒温度稳定。

附图说明

图1示出了本发明所提供的恒温控制系统的系统流程图；其中，图中的观察视角为俯视视角；

图2示出了本发明所提供的水箱的侧视图；

图3示出了图1所述恒温控制系统的部件信号连接示意图。

图中标记：

100、恒温控制系统；

1、水箱；11、混合腔；111、混合腔滤网；12、出水腔；121、出水腔滤网；13、上部连通口；14、水箱入水口；15、冷却水路回水口；16、热交换器回水口；17、浮球阀；18、排污口；

2、隔板；3、出水水泵；4、筒体冷却水路；41、回水过滤器；

5、混合水泵；6、热交换器；61、热侧通道；

7、控制器；71、出水温度计；72、回水温度计；73、压差计；8、调压阀。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而，各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。

此外，本申请中，诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、 “下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的关系。空间相对术语意图包括设备在使用、操作和/或制造中除了附图中描绘的方位之外的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被 定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应 地解释在此使用的空间相对描述语。

图1示出了本发明所提供的用于薄膜挤出机的恒温控制系统100，该恒温控制系统100能够向相应的薄膜挤出机提供定量恒温的冷却水，以对薄膜挤出机的出料筒进行冷却并将出料筒维持在一恒定温度，从而稳定该薄膜挤出机出料的塑化效果。

结合图2，该恒温控制系统100包括水箱1、设置于水箱1内的隔板2、集成于薄膜挤出机出料筒内的筒体冷却水路4、与水箱1流体连通的热交换器6以及作为恒温冷却系统100控制中枢的控制器7（见图3）。

如图2所述，水箱1集成于薄膜挤出机内并被隔板2分隔成左右相邻的混合腔11与出水腔12，隔板2限定有一上部连通口13，混合腔11与出水腔12通过上部连通口13流体连通。

水箱1内开设有水箱入水口14、与筒体冷却水路4流体连通的冷却水路回水口15以及与热交换器6流体连通的热交换器回水口16。其中，水箱入口14、热交换器回水口16以及冷却水路回水口15均位于混合腔11处，上部连通口13位于热交换器回水口16的上侧，热交换器回水口16位于冷却水路回水口15的上侧。

水箱1还设置于水箱入水口14处的一浮球阀17，该浮球阀17能够随混合腔11内的液位浮动并被配置成当混合腔11内的液位到达一设定高度时关闭水箱入水口14，以防止水箱1向外溢水。出水腔12设置有位于底部的排污口18与位于腔壁上的一对调压阀8，排污口18用于恒温控制系统100反冲洗（详见下文）时排出污水。调压阀8用于调节水箱1内的压力，当调压阀8开启时，出水腔12通过一对调压阀8与水箱1的外部流体连通并向外部泄压。

结合图1，恒温控制系统100还包括与出水腔12流体连通的出水水泵3以及与混合腔11流体连通的混合水泵5。筒体冷却水路4的水路入口与出水水泵3的出水口流体连通，热交换器6内部具有一供被冷却介质流通的热侧通道61，该热侧通道61的通道出口与通道入口分别流体连通混合腔11与混合水泵5。其中，混合腔11与出水腔12分别开设有与混合水泵5流体连通的混合腔出口（图中未标示出）以及与出水水泵3流体连通的出水腔出口（图中未标示出），混合腔出口与出水腔出口处分别设置有混合腔滤网111与出水腔滤网121。

结合图3，筒体冷却水路4通过一回水过滤器41与混合腔11流体连通，恒温控制系统100还包括设置于出水腔11处的出水温度计71、设置于筒体冷却水路4的水路出口处的回水温度计72以及压差计73，压差计73的两个端部分别流体连通筒体冷却水路4的水路入口与回水过滤器41的出水口，以监测冷却水经过筒体冷却水路4与回水过滤器41的压差。

控制器7同时信号连接出水温度计71、回水温度计72、压差计73、出水水泵3以及混合水泵5，出水水泵3与回水水泵5均为变频泵。控制器7被配置成：能够基于出水温度计71所测得的温度调节混合水泵5的出力，以将出水腔11内的冷却水温度在一设定值；能够基于回水温度计72所测得的温度调节出水水泵3的出力，以将筒体冷却水路4内冷却水的平均温度（即出水温度计71测得温度与回水温度72测得温度的平均值）维持在一设定值；以及在压差计73所测得的压差大于一设定压差阈值时，控制出水水泵3反冲洗回水过滤器41与筒体冷却水路4，反冲洗后的污液从出水腔12的排污口18排出。其中，通过测得温度控制变频泵的出力以及反冲洗的技术均为本领域技术人员所熟知，在此不作一一赘述。

以下说明恒温控制系统100的工作原：出水腔12内的水在出水水泵3抽吸作用下，依次经过出水腔过滤网121、出水水泵3到达筒体冷却水路4处并对相应的出料筒进行冷却。其后，冷却水经过回水过滤器41后从冷却水路回水口15进入混合腔11内。

混合腔11内的部分冷却水在混合水泵5的抽吸作用下，先后经过混合腔滤网111、混合水泵3到达热交换器6的热侧通道61并在热侧通道61处被冷却。其后，该部分冷却水从热交换器回水口16进入混合腔11内。其中，位于下侧的冷却水路回水口15流入的冷却水温度较高，向上方流动，位于上侧的热交换器回水口16流入的冷却水温度较低，向下方流动，由此，混合腔11内两路冷却水能够充分地进行混合传热。可以理解地，从混合腔11通过上部连通口13流入出水腔12的水量与从冷却水路回水口15流入混合腔11的水量相同。

当恒温控制系统100达到热平衡后，即由热交换器6带走的热量与冷却水路回水口15带入的热量相等后，由于混合腔11内的水量远大于筒体冷却水路4与热交换器6内的水量，以及水具有比热容较大的物理特性，在热交换器6或筒体冷却水路4内的物理参数出现波动时，混合腔11内的冷却水水温的波动远小于前者，从而现实为出料端提供恒温的冷却水，以将出料端的温度维持在一恒定温度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种用于薄膜挤出机的恒温控制系统，所述的薄膜挤出机包括用于出料的出料筒，其特征在于，所述的恒温控制系统（100）包括：

水箱（1），集成于所述薄膜挤出机的内部；

隔板（2），设置于所述的水箱（1）内并将所述水箱（1）的内部空间分隔成左右相邻的混合腔（11）与出水腔（12），所述的隔板（2）限定有一上部连通口（13），所述的混合腔（11）与所述的出水腔（12）通过所述的上部连通口（13）流体连通；

筒体冷却水路（4），设置于所述的出料筒内，所述筒体冷却水路（4）的水路出口与所述的混合腔（11）流体连通，所述的筒体冷却水路（4）与所述的混合腔（11）之间设置有一回水过滤器（41）；

出水水泵（3），设置于所述的出水腔（12）与所述的筒体冷却水路（4）之间，所述出水水泵（3）的入水口与所述的出水腔（12）流体连通，所述出水水泵（3）的出水口与所述筒体冷却水路（4）的水路入口流体连通；

热交换器（6），具有供被冷却介质流动的热侧通路，所述热侧通路的通路出口与所述的混合腔（11）流体连通；以及

混合水泵（5），所述混合水泵（5）的入水口与出水口分别流体连通所述的混合腔（11）与所述热侧通路（61）的入水口；

控制器（7）、出水温度计（71）、回水温度计（72）以及压差计（73），所述的出水温度计（71）设置于所述出水腔（12）处，回水温度计（72）设置于所述筒体冷却水路（4）的水路出口处，所述的控制器（7）与所述的出水温度计（71）、回水温度计（72）以及压差计（73）均信号连接，所述压差计（73）的两个端部分别流体连通所述筒体冷却水路（4）的水路入口与水路出口，以测量所述筒体冷却水路（4）的压差；

所述控制器（7）被配置成：能够基于出水温度计（71）所测得的温度调节混合水泵（5）的出力，以将出水腔（12）内的冷却水温度在一设定值；能够基于回水温度计（72）所测得的温度调节出水水泵（3）的出力，以将筒体冷却水路（4）内冷却水的平均温度维持在一设定值；以及在压差计（73）所测得的压差大于一设定压差阈值时，控制出水水泵（3）反冲洗回水过滤器（41）与筒体冷却水路（4），反冲洗后的污液从出水腔（12）的排污口（18）排出。

2.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述的混合腔（11）内开设有与所述的筒体冷却水路（4）流体连通的冷却水路回水口（15）以及与所述的热交换器（6）流体连通的热交换器回水口（16），所述的上部连通口（13）位于所述热交换器回水口（16）的上侧，所述的热交换器回水口（16）位于所述冷却水路回水口（15）的上侧。

3.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述的混合水泵（5）与所述的出水水泵（3）均为变频泵并信号连接所述的控制器（7），所述的控制器（7）能够调节所述混合水泵（5）与所述出水水泵（3）的出力。

4.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述压差计（73）的两个端部分别接通所述筒体冷却水路（4）的水路入口与所述回水过滤器（41）的出水口。

5.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述的水箱（1）还包括水箱入水口（14）与设置于所述水箱入水口（14）处的浮球阀（17），当所述水箱的水位达到一设定高度时，所述的浮球阀（17）关闭所述的水箱入水口（14）。

6.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述的水箱（1）开设有与所述混合水泵（5）流体连通的混合腔出口以及与所述出水水泵（3）流体连通的出水腔出口，所述的混合腔出口与所述的出水腔出口处均设置有滤网（111，121）。

7.根据权利要求1所述的恒温控制系统，其特征在于，所述的水箱（1）固定连接有一对调压阀（8），当所述的调压阀（8）开启时，所述的出水腔（12）通过一对所述的调压阀（8）与所述水箱（1）的外侧流体连通。