В конкурентном мире производства пластмасс производительность оборудования и стабильность продукта имеют первостепенное значение.одношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкиКонфигурация,-где один шнек экструдера подается одновременно в две отдельные фильерные головки-, стабильно развивается на производственных площадках по всему миру. Компаниям, стремящимся увеличить свою производительность без удвоения занимаемой площади или затрат на электроэнергию, стоит понять, что на самом деле предлагает эта архитектура.
Что такое одно-винтовой двухрежимный диафрагменный вентилятор?
Традиционные мембранные воздуходувки соединяют один экструдер с одной кольцевой фильерной головкой. Шнек плавит и создает давление на смолу, которая затем вытесняется через круглую форму, образуя мембранный пузырь.
одношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкиподдерживает тот же цилиндр экструдера и узел шнека, но поток расплавленной смолы разделяется на две отдельные фильерные головки с помощью разделительного блока. Каждая форма производит отдельный пузырек пленки, который охлаждается, сгибается и наматывается на два параллельных рулона пленки. Винт не меняется, а только расширяет последующее распределение и расположение пресс-формы.
Это означает двигатель, систему нагрева и винтовой привод,-но с двумя выходами для пленки.
Объяснение основного повышения эффективности
1. Двойной выход без второго экструдера.
Самым непосредственным преимуществом является чистая пропускная способность. Стандартные шнековые экструдеры диаметром 55 мм перерабатывают полиэтилен низкой плотности в оптимизированных условиях с производительностью расплава 80–120 кг/ч. Используя форму, из смолы получается рулон пленки. Установите двухрежимную конструкцию на один и тот же шнек с одинаковой производительностью 80–120 кг/ч, заполняя два цилиндра одновременно.
Вы не добавили второй двигатель, вторую коробку передач, второй комплект лент обогревателя или вторую панель управления. Вы добавили делитель потока и вторую матрицу-, что составляет часть капитальных затрат на всю вторую машину. Доля капитальных расходов резко возросла.
Для рулонов шириной 300–800 мм, обычно встречающихся в упаковочной и сельскохозяйственной пленке, одновременная прокатка снижает затраты на обработку отдельных рулонов на 30–45 % по сравнению с работой двух отдельных однорулонных машин в тех же условиях. Хорошо-настроенныйодношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкипревращает это преимущество капитала в повседневную производственную реальность.
2. Сбалансированная винтовая нагрузка и стабильность расплава.
Противоречивое преимущество двух-режимной настройки заключается в том, что винты обычно работают в более стабильном рабочем окне. Одна матрица на шнеке с высокой-выходной мощностью подталкивает систему к верхнему пределу диапазона давления расплава, увеличивая риск разрыва расплава (дефект поверхности из-за чрезмерного напряжения сдвига в матрице).
В двух-модовой структуре общий расход разлагается, поэтому давление расплава на матрицу составляет примерно половину давления пресс-формы на том же выходном конце. Этот:
Уменьшите напряжение сдвига каждой матрицы, чтобы снизить риск разрушения расплава.
Позвольте шнеку работать на средней скорости, а не на максимальной скорости, тем самым продлевая срок службы шнека и цилиндра.
Обеспечивается более стабильная температура плавления, поскольку горячий профиль шнека не доводится до крайностей.
На практике операторы сообщают, чтоодношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкиустановки, как правило, производят меньше гелевых включений и более гладкую поверхность пленки, чем однорежимные машины, которые обеспечивают ту же общую производительность.
3. Энергоэффективность на килограмм пленки
Энергопотребление мембранного воздуходувного устройства в основном состоит из приводного двигателя экструдера, лент нагревателя цилиндра и охлаждающего вентилятора. В машине с двумя кристаллами все три основных потребителя энергии обеспечивают не один, а два выхода пленки.
Рассмотрим типичное энергетическое распределение экструдера диаметром 55 мм:
| Компонент | Приблизительная потребляемая мощность | Подачи (одиночный режим) | Подает (двойной кубик) |
|---|---|---|---|
| Приводной двигатель | 22–37 кВт | 1 рулон | 2 рулона |
| Нагреватели для бочек | 8-15 кВт | 1 рулон | 2 рулона |
| Охлаждающий вентилятор | 3-5 киловатт на человека | 1 рулон | 2 рулона (2 воздуходувки) |
| Намоточные приводы | 1-2 кВт | 1 намотчик | 2 намотки |
Мощность приводного двигателя и нагревателя ствола распределяется между двумя роликами. Хотя требуются два охлаждающих вентилятора и две намоточные машины, их совокупная тяга все равно значительно меньше, чем при работе двух полных экструдеров. В целом затраты энергии на килограмм готовой пленки обычно снижаются на 20–30 % при использовании оптимизированных двухрежимных устройств и на 20–30 % при использовании двух отдельных машин с одинаковой общей производительностью.
4. Меньшая занимаемая площадь на единицу продукции.
Заводская площадь — это фиксированная стоимость. Двухрежимные машины обрабатывают на 20–30 процентов больше площади, чем однорежимные-машины. - немного более широкая рама позволяет разместить вторую пузырьковую башню, вторую складывающуюся раму и вторую намоточную машину. Напротив, две совершенно отдельные машины занимают примерно вдвое большую площадь, чем одна машина.
Для операций, ограниченных размером здания или стоимостью аренды, эффективность использования машин с двумя кристаллами является значительным эксплуатационным преимуществом. Каждыйодношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкина полу обеспечивает большую производительность на квадратный метр, чем его аналог с одной-матрицей.
5. Одновременное производство различных спецификаций роликов.
В некоторых двух-моделях две фильерные головки могут быть настроены с разными настройками зазора, что позволяет выдувать два пузырька из одной и той же партии смолы к разным целевым толщинам стенок. Это особенно полезно в следующих ситуациях:
Для преобразователей требуются обе спецификации SKU (например, рулоны толщиной 25 микрон и 40 микрон).
Краткосрочное-производство одной спецификации должно сопровождаться массовым производством другой спецификации.
В портфель заказов клиентов входят легкие и сверхпрочные-упаковочные пленки.
Хотя обе формы должны обрабатывать один и тот же тип смолы (поскольку они используют один экструдер), гибкость, позволяющая производить изделия двух толщин или двух ширин за одно производство, сокращает время переналадки и усложняет планирование машины.
Ключевые компоненты дизайна, которые помогут ему работать
Блок делителя потока
Делитель потока (также известный как сепаратор расплава) является ключевым компонентом между выходом экструдера и двумя головками. Хорошо спроектированный разделительный блок-обеспечивает одинаковое распределение расплава.-Каждая форма получает одинаковый массовый поток, одинаковую температуру плавления и эквивалентное время пребывания, чтобы предотвратить утолщение или термическое разложение одного пузырька относительно другого.
Неправильная конструкция делителя является основной причиной несбалансированного выхода двух кристаллов. Асимметричные пути потока, несовпадающие диаметры каналов или неадекватный нагрев блока могут привести к тому, что производительность одной формы будет на 10–15% выше, чем у другой, что приведет к несоответствию веса рулонов и проблемам с натяжением рулонов.
Качествоодношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкиВ конструкциях используется зеркально-симметричная геометрия каналов потока с независимо управляемыми зонами нагрева на разделителях.-стандартная практика для известных-известных производителей, но ее стоит проверить при выборе машины.
Независимый контроль температуры головки
Каждая матрица должна иметь свои зоны нагрева и датчики термопары. Совместное управление температурой между двумя головками создает риск того, что тепловые требования одной матрицы повлияют на стабильность заданной точки другой. Независимый ПИД-регулятор вязкости расплава каждой формы для поддержания однородности между кромками каждой формы, поддерживая измерение двух пленок с равномерным выходом.
Конфигурация с двойным охлаждающим кольцом
Для каждого пузыря требуется собственное кольцо охлаждающего воздуха и вентилятор. Два воздушных кольца должны регулироваться индивидуально, чтобы операторы могли точно-настраивать стабильность пузырьков и толщину пленки с каждой стороны, не ставя под угрозу другие. Машина, которая соединяет два охлаждающих кольца с нагнетателем и регулятором воздушного потока, теряет эту гибкость, что затрудняет устранение нестабильности пузырьков.
Пределы и условия оптимальной производительности для машин SSDD
Двухрежимные структуры не являются универсальными. Его преимущества в эффективности наиболее выражены в этом контексте:
Массовое-производство отдельных смол--совместное использование шпилек означает, что вы не можете использовать две разные смолы одновременно; преобразователи, которым требуются разные материалы, должны использовать разные машины.
Стабильная структура продукта-Повышение эффективности наиболее очевидно при проведении долгосрочных-непрерывных производственных кампаний. Частая смена материала или цвета приводит к такому же простою, как и отдельные формы, но влияет на положение обеих форм.
Пленка средней и широкой ширины- применение с очень узкой щелью может оказаться не таким выгодным, поскольку сложность намотки на очень узкие катушки может свести на нет увеличение пропускной способности.
Смолы с постоянным индексом текучести расплава--материалы с широкими вариациями MFI от партии к партии требуют большего внимания оператора для поддержания сбалансированной производительности между двумя формами.
Для сельскохозяйственной пленки LDPE/LLDPE, пленки HDPE для покупок и стретч-пленки общего назначения-больших объемов со стабильными характеристиками- конструкция SSDD всегда обеспечивает заявленную эффективность.
Практическое сравнение: одномодовый-режим и двойной-матрица (размер винта 55 мм)
| Параметр | Одинарная-матрица (55 мм) | Двойная-матрица (55 мм) |
|---|---|---|
| Общий объем производства (ПЭВД) | 80–100 кг/ч | 80–100 кг/ч (тот же шнек) |
| Производство роллов | 1 | 2 |
| Мощность на килограмм пленки | Базовый уровень | −30% |
| Площадь на рулон | Базовый уровень | −45% |
| Капитальные затраты на рулон | Базовый уровень | −40% |
| Давление матрицы на матрицу | Выше | Нижний (разделенный поток) |
| Гибкость (2 спецификации одновременно) | Нет | Да (разные калибры) |
| Сложность настройки/перенастройки | Ниже | Немного выше |
Часто задаваемые вопросы
Требует ли двухрежимная машина более мощного двигателя, чем однорежимная-машина с тем же размером винта?Не обязательно. Общая потребность в расплаве для шнека такая же-нагрузка двигателя определяется вязкостью смолы и скоростью шнека, а не количеством форм на выходе. Номинальная мощность приводного двигателя обычно остается прежней; поток просто разделяется после выхода из экструдера.
Могут ли две фильерные головки машины SSDD одновременно производить пленку разной ширины?Да, в пределах конструктивного диапазона каждой матрицы. Различные диаметры головок или регулируемые зазоры между головками позволяют двум головкам выдувать изделия разной ширины или толщины в одном производственном процессе.
Насколько сложно сбалансировать выпуск продукции между двумя формами? In well-designed machines with symmetric flow dividers and independent temperature control, operators usually achieve a 3 to 5 percent balance by adjusting the setting of coolant air and die gaps. Serious imbalances (>10%) обычно указывают на проблемы с делителем потока или неравномерность температуры расплава.
Подходит ли двух-структура для совместной-пленки?Машины для совместной-экструзии с двумя-матрицами существуют, но они гораздо более сложны,-каждая матрица требует нескольких входов экструдера. Это профессиональные конфигурации для применения барьерных пленок, требующие больших капиталовложений. Логика эффективности аналогична, но требования к установке и техническому обслуживанию намного выше.
Какие смолы обычно используются в машинах SSDD?Полиэтилен низкой плотности, полиэтилен низкой плотности и полиэтилен высокой плотности являются наиболее распространенными. Смолы на основе полипропилена и металлоцена-перерабатываются на машинах SSDD, и их характеристики текучести расплава находятся в пределах диапазона конструкции шнека. Технические смолы с высокой-технической вязкостью не распространены в стандартных конфигурациях твердотельных накопителей.
Основная цель
Основная цель конструкции с одним-шнеком и двумя-режимами — извлечь больше готового продукта из тех же основных инвестиций в оборудование - того же двигателя, того же шнека, того же цилиндра -, используя при этом гораздо меньше энергопотребления и занимаемой площади на одно выходное устройство, чем требуется для двух отдельных машин. Для производителей, работающих в -чувствительных и ценовых-конкурентных секторах,одношнековая-двухшнековая-машина для выдувания пленкиявляется практическим инструментом повышения эффективности, а не новинкой.
