缠绕薄膜吹塑设备的构成

缠绕膜吹塑设备

缠绕薄膜吹塑设备的构成缠绕薄膜吹塑设备主要由加 料、挤出机、热流道、熔体过滤器（又称换网器）、熔体压力和温 度传感器、机头、加热器、膜泡内冷、风环、稳泡器、人字夹板、 旋转牵引、导辊、薄膜纠偏、薄膜剖边分切、薄膜展平、薄膜收 卷、机架（即塔架）、温度控制、薄膜测厚、电气控制（或计算机 系统）等系统构成。如果采用液体增黏剂，在挤出机上还需配备液 体增黏剂的输送系统。
缠绕薄膜吹塑设备主要部件
①加料系统加料系统用于供人塑料树脂、固体增黏剂、色 母料等原辅材料。加料系统包括料斗、自动加料器及自动称重加料 装置等。
料斗由料斗座、料斗体、料斗仓和料斗盖等组成。自动加料机 安装在料斗上面，可通过真空泵实现自动加料，减轻工人的劳动强 度。自动称重加料装置由料斗、自动加料机、自动称重系统和自动 控制系统等组成，可实现多种组分的原料按设定比例自动而均勻地 供料与混合，对节省贵重原料有明显的效果。
②挤出机挤出机主要由电机、减速器、机筒、螺杆、加热 器、机座、电气控制回路组成。电机是挤出机驱动的动力装置，减 速器用来连接电机、传递扭矩、驱动螺杆运转。
机筒（料筒）和螺杆组成挤出 副，是挤出机的关键构件。机筒有光 滑机筒和开槽的IKV机筒（图9-3)。 IKV机筒在挤出材料的入口处设计有 一定形状、深度和长度的若干条强制 进料槽，槽的外部有水冷装置。采用 图9_3 IKV机筒 开槽的IKV机筒，可提高挤出机的产量，这种挤出机电机的驱动功率较大，但由于产量大大提高，反 而可降低薄膜的能量耗费（单耗）。
普通螺杆由加料段、压缩段和计量段组成，由于LLDPE是拉 伸薄膜的主要原料，生产线采用分离、屏障、销钉混炼等结构组合 的新型螺杆结构，这种新型螺杆的组合和尺寸设计得好，能够提髙 塑化效果并提高薄膜的产量，同时减少能耗。目前国际上优秀的能 耗指标是lkW • h生产3kg薄膜的水平，金明公司的这种缠绕膜 吹塑设备已经达到这个指标，采用的加热器，由电阻加热、散热片和冷却风机构成，用来提 供物料塑化的外部加热效果，散热片和冷却风机用来遏制和降低物 料塑化过程产生的剪切热引起的升温。常用加热器有铸铝加热器和 陶瓷加热器。
当螺杆在机筒内旋转时，物料通过挤出机的加料口进人机筒和 螺杆的螺槽之间，在此物料受到机筒外部的加热器加热，物料粒子 的表层受热熔化，同时在螺杆螺槽的轴向上受高压（40〜60MPa) 的作用而向前推移，物料产生极大的内摩擦力，从而产生很髙的剪 切热（内摩擦热）。挤出物料的熔融塑化过程，就是依靠加热器的 外部加热和剪切热的作用而实现的。采用分离、屏障、销钉混炼结 构组合的新型螺杆，螺杆的分离段通过主、副螺棱形成液相槽和固相槽，挤出物料在熔融塑化过程中，已经熔融的液相熔 体经主、副螺棱之间的分离间隙进入液相槽，固相的部分继续沿固 相槽前移，由于液相和固相分离，固体的物料能够快速受热，快速 熔融。为进一步提高熔体的塑化效果，熔体通过螺杆的屏障段，屏 障段根据螺杆直径的大小，设计有等分的若干屏障槽，屏障槽由人 料槽和出料槽组成，有直槽和螺旋槽（螺旋槽用得比较多），在人 料槽和出料槽之间形成一个小小的出料间隙，称为屏障间隙。熔体 从人料槽流经出料槽，必须通过屏障间隙，这时熔体受屏障作用提 高了塑化效果，同时对于残余的固相小颗粒，进一步进行强化塑 化。经历了上述过程之后，熔体进人销钉混炼段，这时熔体在销钉 强烈的搅拌、混合作用下，熔体的温度得到匀化，熔体强度等性能 得到进一步的提高，形成了髙弹态的熔体，使薄膜的透明度得到 保障。 .
③增黏剂的输送固体增黏剂能够直接从挤出机的加料口进 入挤出机，如果采用液体增黏剂，则在特种挤出副（机筒、螺杆） 的特定部位连接上液体输送装置，将液体增黏剂强制送入挤出机并 与LLDPE混合。
④熔体过滤器熔体过滤器用于过滤熔体，保证熔体洁净度， 防止杂质和可能存在的熔化不良物进入模头。熔体过滤器有手动式 和液压传动式、连续自动换网式、双通道式等形式。对于大型的挤 出机（螺杆直径大于邦Omm)，多配用液压双工位自动熔体过滤 器；小型的挤出机（螺杆直径小于灼0mm)，大多数场合则配用双 工位手动式熔体过滤器。双工位手动熔体过滤器主要由主体、密封 圈、换网板、多孔板、过滤网、手把等构成，这种结构密封良好、 操作维护方便、经济实用。
⑤熔体压力和温度传感器熔体压力和温度传感器制造成为 一体，由传感器、压力和温度显示仪表、报警装置等构成，通常安 装在熔体过滤器的前端（过滤网前），要求高时可以同时安装在熔 体过滤器的进、出口端（过滤网的前、后），用于监测熔体压力和 温度，当熔体过滤器前端的熔体压力增大到一定的限度时，进行过滤网的更换。
⑥连接器连接器又称为热流 道，是熔体过滤器和机头的连接构 件，承担熔体的通道任务。
⑦机头及薄膜内冷系统机头 又称模头，如图9-6所示，是一个带 内冷装置的三层共挤机头。机头主要 由熔体分配器、机头体、螺旋套、机 头外壳、模芯、模环、IBC膜管内冷器和机头加热器等构成。
挤出的熔体在机头内部完成环形图9-6内冷三层共挤机头均化分布、模内复合并经口模挤出，形成薄膜的管状毛坯。该三层 共挤出模头，可适应生产1〜3层缠绕包装薄膜的需要。三层共挤 的缠绕薄膜，原料组合机动性强，具有更好的强度，力学性能好， 因而可以适当地减小薄膜的厚度；少量的增黏剂加在薄膜中层，增 黏剂主要加在薄膜的缠绕层，增黏剂的用量少，节省原料，成本 低，且物品经缠绕包装后，薄膜外表面不黏附灰尘（外层不含增黏 剂），不影响包装外观和清洁卫生。
IBC膜管内冷系统由进排风风机、进排气管道、进气风环、回 气主管、超声波传感器以及电气控制回路等构成。冷却气体经过系 统的循环，排出的气体在一些场合温度高达80°C。膜管内冷系统 不仅能提高膜管的冷却速度、提高薄膜的产量、提高薄膜的透明 度、同时能够及时排除膜管内部的异味气体。IBC膜泡内冷系统可. 自动调节膜管直径大小，运作稳定。如果在系统的进气口装上气体 制冷系统，将进人膜管的气体强制冷却到15〜18X：范围内，对提 高膜管的冷却速度、增加薄膜的产量和改善薄膜的透明度更为 有利。
IBC薄膜内冷系统安装4个超声波传感器，位于略高出膜管的 冷却线处，呈90°均布。在整个薄膜吹塑过程中，膜管内部的气体 都在不停、快速地交换，当膜泡直径有变化趋势时，超声波传感器能精确地反馈回信号，经计算机运算，指令风机进行微量的调节， 使气量到达平衡，满足膜管直径尺寸稳定的需要。
⑧双风口风环风环有不少结构形式，而双风口风环是目前LLDPE等黏性较大的原料比较合适的风环。
在吹塑成型、冷却过程中，内风口对刚挤出口模的管坯进行预 冷却，同时消除口模附近的真空区，形成确保膜管正常成型的气垫 层，使膜管不黏附到内壁上，熔融管坯经初始吹胀及初始拉伸并得 到一定的冷却，有利于提高熔体强度和薄膜的物理力学性能。外风 口气体流量大，起着快速冷却膜管的作用，同时还起着托扶膜管的 作用。大型风环的两个风口容易设计成大小可调的型式，小型风环 由于受到有限的空间的限制，往往将内风口设计成固定的、不可调 整的，只有外风口的大小可调。小塑的风环也有内外风口都设计为 可调的结构，但是，当膜管成型后，只有外风口能够调整，而内风 口没有调整的位置，所以内风口的调整，需要在膜泡吹塑前，或者 暂时停止生产以后进行调节，将内风口调整好以后，再重新进行生 产。风环的气流具有合适的流量、压力及均匀度，以保证薄膜厚薄 均匀。有的小型风环还设计有调心装置，目的是克服和减小膜管环 境气流差异以及补充风环加工精度不足等不利的因素，通过调整矫 正膜管，减小薄膜厚薄误差。双风口风环内风口的出气量一般占吹 塑时总气量的10%-20%，外风口占80%-90%。一旦调整风口 时，气量的变化相当明显，因此要求较高的地方，单风口风环几乎 已不使用。当挤出量到达一定程度时，常规风环和风机在薄膜吹塑过程中会产生“堕膜”现象，因而无法适应大挤出量膜管冷却的要 求，从而限制薄膜产量的提高。为了在不增大风机功率和风量的前 提下，有效改善膜管的冷却效果和提高薄膜的产量，可以在双风口 风环上增加射流环，这种风环称为射流式双风口风环，如图9-7所 示。射流环安装在外风口的外唇上面，髙度可以通过螺纹副进行调 节。当膜管挨近射流环时，由于膜管吹塑过程中，气流在环内与膜 管之间运动，环内气流由风机产生，气压大、流速快，环外为环境 自然气流场，气压小、流速慢，造成环内气 流出现射流效应，环外的自然空气 通过射流环的进气孔强行吸入环内，从而增 大环内的气流量、提高风环的冷却能力并达 到一定的节能效果。
因为风环气流的温度对膜泡的冷却速度射流效应有极大的影响，如果风环所用的气体在系统的进气口装上气体制冷 系统，将气体强制冷到15-18°C范围内，对膜泡的冷却速度更快， 有助于薄膜的产量及透明度的提髙，尤其是炎热的夏天，对空气实 施制冷更有必要。
⑨稳泡器当膜管经过拉伸吹胀以后，经过在冷却线上方设 有的稳泡器以稳定膜管的运动轨迹，减少膜管受外界气流的影响而 产生的飘移，保障薄膜厚薄均匀。当膜管进人稳泡器时，由于这时 膜管尚处于未完全冷却的状态，因此稳泡器与膜管直接接触的元件 一定要圆滑，否则会划伤膜管，在薄膜表面上会出现一些划痕，影 响薄膜的质量。
⑩水平式薄膜旋转牵引装置薄膜旋转牵引系统有水平和立 式两大类，立式旋转牵引系统不适于黏性薄膜和厚度薄的薄膜的生 产，因此缠绕薄膜吹塑生产线采用水平式薄膜旋转牵引装置，水平 式薄膜旋转牵引系统有外驱动和中心驱动两种形式。外驱动的水平 式薄膜旋转牵引系统由于圆环齿轮直径庞大，齿轮容易变形，安装 维护困难，是国外淘汰的技术。中心驱动型水平式薄膜旋转牵引系 统，由人字夹板、薄膜第一牵引装置、薄膜摆动装置、传动装置及电气控制回路等构成。薄膜摆动装置采用小扇形齿轮运动副，具有 结构紧凑，精度完好，安装维护方便，对不同厚度的薄膜适应性好 的特点。系统相对于静止的机头及静止的膜管按360°缓慢匀速转 动，人字板周期性的左、右旋转，使膜管的各条母线相继导人人字 夹板夹成双层贴合的平膜，膜管上每条母线在平膜上呈等角度倾 斜，平膜在牵引力作用下，通过按一定角度摆动的辊系机构，在该 机构作用下，随辊系旋转、摆动、曲折运行，并在系统出口处转变 为固定向方向的直线运动，沿收卷方向前进。膜管所有的母线（纵 向线）在膜卷上呈等距的左右螺旋线，薄膜局部厚度不均匀处将被 均匀地分散到膜卷的各个部位，从而得到具有理想圆柱度和理想外 观质量的膜卷。
水平式薄膜旋转牵引系统所生产塑料薄膜，在厚薄均匀度、平 整度及膜卷圆柱度等方面，均明显地优于旋转机头生产的制品。
薄膜纠偏装置由于受旋转牵引系统的作用，薄膜离开旋 转牵引系统后，会出现左右偏摆的现象，因此必须通过薄膜纠偏系 统对薄膜的移动路线进行纠偏。薄膜纠偏系统有光电边位纠偏系统 和双超声波中心纠偏系统。光电边位纠偏系统价格便宜，用于薄膜 要求不太高的场合；双超声波中心纠偏系统由两个超声波传感器、 电机、纠偏辊、摆动机构、控制器等构成，两个超声波传感器同时 对薄膜的两个边缘位置进行跟踪，薄膜两端边缘的错位由两个超声 波传感器判断，经控制器的自动运算，给出薄膜中心的偏移量，通 过电机驱动摆动机构使薄膜回到正确的位置上，纠偏效果更好。
薄膜展平装置由于薄膜在运行过程中受张力的作用会产 生张力线，往往需要通过薄膜展平辊进行展平。展平采用左右螺纹 展平辊、展平弯辊或橡皮筋展平辊等。
薄膜剖边分切装置薄膜剖边分切装置可将筒状薄膜剖分 切为两片平膜。分切装置用于薄膜在线切边和在线分切。
薄膜收卷装置由于缠绕薄膜黏性高、厚度薄、收卷速度 快，对收卷装置的要求较高，采用具有中心、表面和间隙一体化的 自动收卷机，可以较好地满足缠绕薄膜收卷的要求。
收卷机具有薄膜长度计量、薄膜切断、换卷等自动化的功能， 自动切断薄膜和自动换卷，能使薄膜上卷时有效地保持收卷的平整 度，明显地减小薄膜初始收时，容易产生褶皱的缺陷，有利于提高 薄膜生产的成品率。
自动高速切断薄膜的“JM飞刀”速度达到4.5m/s，薄膜的切 口几乎与两薄膜的折边互相垂直，避免薄膜切口的斜边效应，使膜 卷得以充分的利用。
⑮计算机集中控制器计算机集中控制应用到该薄膜吹塑设 备，通过数字化通讯网络对整机的加工温度、螺杆转速、熔体压 力、熔体温度、IBC膜泡内冷系统、外冷却风环、电动稳泡装置、 人字板角度、薄膜旋转牵引系统、薄膜线速度、光电纠偏装置、收 卷、收卷长度等系统进行控制，同时显示并监控各电流、电压等参 数，还有自动报警和自诊断等功能。可实施现场智能化的精确控 制、监测以及远程参数化，还可以储存制品加工工艺参数，以方便 设备的操作，提高设备的技术档次和技术水平。