В процессе производства литьевых пленок, таких как CPP, CPE, TPU, полимерное сырье после нагрева, сдвига и пластификации в экструдере должно непрерывно проходить через фильтр, сменный фильтр и литьевую головку, а затем охлаждаться и принимать форму на охлаждающих валках. Весь производственный процесс предъявляет определенные требования к расходу расплава, давлению перед головкой и непрерывности подачи сырья.
Под влиянием таких факторов, как состояние подаваемого сырья, скорость вращения шнека, температура расплава, вязкость материала и изменения сопротивления фильтрации, при использовании только экструдера для транспортировки и создания давления могут возникать колебания расхода расплава и давления на выходе. Дозирующий насос для расплава обычно устанавливается между экструдером и системой фильтрации или литьевой головкой; он использует непрерывное зацепление шестерен для обеспечения объемной подачи, обеспечивая относительно стабильные условия расхода и давления для последующих технологических процессов.
I. Стабилизация расхода расплава
Дозирующий насос для расплава имеет четко определенный объемный расход на оборот; при относительно стабильных зазорах в корпусе насоса, вязкости материала и рабочем давлении фактический расход сохраняет определенную зависимость от скорости вращения насоса. Таким образом, регулируя скорость вращения дозирующего насоса, можно контролировать расход расплава, поступающего в форму для литья в полосу.
По сравнению с транспортировкой, осуществляемой исключительно шнеком экструдера, установка дозирующего насоса для расплава позволяет уменьшить влияние колебаний подачи, пульсаций шнека и изменений вязкости материала на расход на выходе, что обеспечивает более непрерывную подачу материала в форму и способствует стабильному производству пленки методом литья.
II. Стабилизация давления на входе в форму
Фильтры, сменные сетки, трубопроводы для расплава и форма для литья на линии по производству пленки методом литья создают определенное сопротивление потоку. По мере продолжительности производства на поверхности фильтрующей сетки постепенно накапливаются примеси, в результате чего сопротивление системы может изменяться, что, в свою очередь, влияет на давление перед головкой.
Дозирующий насос для расплава может создавать перепад давления между входной и выходной сторонами, непрерывно повышая давление расплава, поступающего из верхней части линии, перед подачей в головку. Перенос части задачи по созданию давления на дозирующий насос позволяет уменьшить влияние колебаний давления в верхней части линии на вход головки, обеспечивая относительно стабильное давление перед головкой.
Стабильное давление перед матрицей способствует равномерному распределению расплава в каналах матрицы, уменьшая неравномерность выхода продукта, колебания поверхности пленки и локальные изменения толщины, вызванные скачками давления.
III. Снижение нагрузки на экструдер при создании давления
В традиционных системах экструзии пленки методом литья экструдер должен не только обеспечить пластификацию сырья, но и преодолеть сопротивление, создаваемое фильтром, трубопроводами и матрицей. При значительном сопротивлении в нижележащих участках экструдеру необходимо создавать более высокое давление, что может повлиять на пластификацию шнека, стабильность производительности и нагрузку на оборудование.
После установки дозирующего насоса для расплава экструдер может в большей степени заниматься плавлением, смешиванием и непрерывной подачей сырья, в то время как дозирующий насос в основном отвечает за повышение давления в нижележащих участках и дозированную подачу. Регулируя давление перед насосом, можно обеспечить работу экструдера в относительно стабильном режиме и уменьшить влияние колебаний давления в нижележащих участках на объем экструзии шнека.
Для линий, оснащенных фильтрами тонкой очистки, широкоформатными головками для литья в развал или системами многослойной соэкструзии, такое распределение функций позволяет отдельно регулировать состояние пластификации в верхней части линии и подачу расплава в нижней части.
IV. Вспомогательное регулирование толщины литой пленки
Равномерность толщины литой пленки зависит от таких факторов, как конструкция матрицы, температура расплава, давление перед матрицей, скорость вытяжки, состояние охлаждающих валков и стабильность подачи сырья. При этом непрерывность потока расплава, поступающего в матрицу, является одним из важных факторов, влияющих на изменение толщины в продольном направлении.
Дозирующий насос для расплава, обеспечивая стабильную подачу, позволяет уменьшить колебания толщины пленки, вызванные перепадами объема экструзии в процессе производства. В сочетании с автоматической головкой, системой онлайн-измерения толщины, системой контроля температуры охлаждающих валиков и системой вытяжки дозирующий насос обеспечивает стабильные условия подачи материала, что позволяет контролировать толщину пленки, улучшать ровность ее поверхности и поддерживать качество намотки.
При производстве многослойной соэкструдированной пленки методом литья каждый экструзионный блок оснащается соответствующим дозирующим устройством, что позволяет дополнительно регулировать соотношение подачи материала для разных слоев, обеспечивая поступление материала в соэкструзионную головку в соответствии с технологическими требованиями.
V. Удобство регулировки производственных параметров и интегрированного управления
Дозирующие насосы для расплава обычно используются в комплекте с датчиками давления, частотно-регулируемыми двигателями, редукторами и системой управления производственной линией. Система управления может регулировать скорость вращения экструдера в зависимости от изменения давления перед насосом и контролировать расход расплава, поступающего в сопло, путем регулирования скорости вращения дозирующего насоса.
Такой способ управления способствует установлению согласованности между подачей сырья в экструдер, транспортировкой дозирующим насосом и формованием в матрице. При изменении марки сырья, структуры пленки, толщины изделия или скорости производства можно регулировать частоту вращения дозирующего насоса и соответствующие параметры с учетом вязкости расплава, целевой производительности, рабочего давления и технологической температуры.
Следует отметить, что дозирующий насос для расплава является одним из компонентов системы производства пленки методом литья, а качество формования пленки также зависит от многих факторов, таких как сырье, экструдер, система фильтрации, головка, охлаждение и вытяжка. Поэтому при выборе оборудования необходимо комплексно учитывать такие параметры, как тип материала, вязкость расплава, производственная мощность, рабочая температура, давление на входе, давление на выходе, способ монтажа и размеры соединений.
Компания «Тяньцзинь Руйчэн Помп» может, с учётом реальных условий эксплуатации линии по производству плёнок методом литья, предоставить рекомендации по дозирующим насосам для расплава, а также по системам привода и управления, которые послужат ориентиром при создании новых производственных линий, модернизации оборудования и подборе соответствующих компонентов.
