混料计量注入式比例混合器系统称重传感器不稳定?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-06-14 19:27 标签： 计量注入式比例混合器
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塑料挤出机中应用的称重技术
作为一项新兴的称重技术，称重计量控制技术能够精确有效地完成物料的称重计量，保证各物料组分充分混合，在生产中保持高度的灵活性，并显著降低生产成本，使塑料挤出机能够生产出高质量的塑料制品，从容地应对市场竞争，这对塑料加工行业的发展具有广泛的现实意义。
塑料制品米重随挤出机生产量的波动
在塑料挤出成型过程中，塑料挤出机的原料供给通常分为3个步骤：首先是对挤出机所需的每个组分进行称重，其次是将每台塑料挤出机共需的组分进行混合，最后是将混合均匀的物料供给挤出机料斗，通过螺杆塑化熔融挤出。常规的做法是离线进行配重，即主料多少包（25kg装）配比辅料多少包，再通过人工搅拌装入挤出机料斗。这样会导致诸如称重不准确、混料不均匀，特别是多组分配料中添加剂分散不充分等问题，有时还会由于人工配料过多造成原料的浪费和人工成本的增加，从而导致无法提供挤出机实时挤出生产量，对品质缺乏监控。
另一方面，常规的挤出控制都需要操作人员设定塑料挤出机的转速并进行手动调节，而这并不能保证挤出产量的恒定，并且随着时间的推移，由于温度和压力的波动、过滤网的状况及其他相关工艺的变化，挤出生产量往往会发生周期性的变化，同时由于螺杆和牵引机的速度相对恒定，导致生产的制品在米重上即产品的纵向发生厚薄偏差，严重影响产品的质量。图1所示为制品米重随挤出生产量的波动而变化的情况。
随着塑料工业的迅猛发展，塑料挤出过程中的原料供给单纯靠人工称重、混合加料这种方式很难保证其工作质量和工作效率，尤其是多层共挤技术的快速发展，塑料挤出过程的原料供给已经逐步演变为集原料的干燥、储存、输送、称重、混料和挤出控制于一体的自动化系统工程。面对塑料加工行业日趋激烈的竞争和持续不断的市场变化，如何在生产中保持高度的灵活性并不断降低产品的成本对确保产品的品质和市场的竞争地位具有十分重要的意义。称重计量控制技术正是为满足人们在塑料挤出行业日益增长的需求而迅速发展起来的一项新技术，尤其是在线连续称重混料机工艺，能有效确保各组分按预定的重量百分比计量称重，达到混合均一的目的，具有十分广泛的应用前景。
轮转式计量称重
自动称重计量装置在塑料挤出过程中的应用
引起产量变化的因素非常多，如挤出电机的波动、塑料物料的特性、机筒螺杆的结构和挤出过程中的工艺变化等。就物料的特性方面而言，在生产过程中，除了其他工艺参数外，若物料的流量不能够保持稳定的话，其结果必然对产品的质量产生很大的影响。一般加入到塑料挤出机中的物料按照其尺寸与形状分为：粉料、粒料、边角料和回收料等。根据尺寸的不同，粉料（＜0.1mm）分为粉料、细粉料（10～100&m）、精粉料（1～10&m）和超细粉料（0.1～1&m）；粒料（0.5～5mm）分为颗粒（0.1～1mm）和丸粒（1～5mm）；边角料和回收料（＞5mm）的形状有片状、丝状或形状不规则的颗粒等。这些物料由于密度和松散度各不相同，当加入到塑料挤出机中其流动性和加工性也不一样，这样在共挤出时往往会造成挤出不稳定而导致产品质量下降。因此，如何有效控制物料流量（即生产量）的稳定性、精确记录和检测产品的物料流量并做好相应的措施以控制产品的米重，即采用自动称重计量控制来确保生产线的经济效益和产品质量在挤出过程中非常重要。
称重计量喂料系统按其用途主要分为两个方面，即计量混合与挤出控制（米重控制）。计量混合的目的是确保各组分按正确的重量百分比计量，以达到混合均一的目的。挤出控制则是维持塑料挤出机的速率一致，从而确保产品的厚度或每层的比例稳定不变。
塑料挤出机的螺杆式计量
评估称重计量喂料系统的因素有计量的准确性、混合的均匀性以及挤出控制的精确性。计量的准确性是指每种原料成分的重量百分比的实际值与设定值的差异程度；混合均匀性是指各种成分是否完全分散到混合物中；控制的精确性是指米重和共挤层间比例的控制精度。
1、计量混合设备
计量混合系统分为体积式和重力式两种计量形式。体积式计量常用的方法为轮转式和螺杆式两种（如图2、图3所示）。采用体积式计量时，必须依靠时间来调整计量精度，设备数据需要专业人员进行设置，所需的配方和加工数据也需要进行转换和矫正，而且对原料颗粒的体积和密度的均匀度要求较高。由于这种方式对工艺过程的控制要求相当高，因此目前在塑料挤出过程中应用较为少见。
重力式计量分为失重式和增重式两种计量方法。其中，失重式计量方式（如图4所示）适用于所有原料的称重，常用于连续生产过程中的重量计量。增重式计量方式（如图5所示）同样适用于所有原料的计量，并拥有自动校正功能，具有极高的准确率，可直接用拨轮设置或者直接在计算机上来设置各组分的百分比，具有机器操作简单的特点。不同于体积式计量，重力计量方式具有以下优点：
失重式计量系统
● 稳定的准确控制；
● 可使用各种不同的原料；
● 自动校准功能；
● 设置简单且仅需极短的时间；
● 采用重量计量，而不是用体积计量；
● 消除模糊作业；
● 快速的投资回报率。
增重式计量装置
2、挤出控制
挤出控制，即米重控制通常分为牵引米重控制方式、塑料挤出机米重控制方式和牵引挤出机同步米重控制3种。牵引米重控制方式可预先设定产品的米重，通过调整牵引机的速度来消除在自动模式中发生在设定数值与实际数值之间的偏离（如图6所示）。挤出机米重控制方式同样可预先设定产品的米重，但它是通过调整挤出机的螺杆速度来消除设定数值与实际数值之间的偏离的（如图7所示）。若塑料挤出机采用计量装置来喂料，该方法则是对该计量喂料装置的螺杆速度进行调整。牵引挤出机同步米重控制方式预先设定料挤出机从无米重控制到采用米重控制后制品精度的变化情况
塑料挤出机从无米重控制到采用米重控制后制品精度的变化情况
&几种典型的称重设备
德国塑控公司（PLAST-CONTROL）集成的连续称重定量给料系统为用户提供了使用Plast-control失重系统功能的高精度计量系统，如图9所示。该系统将原料通过真空传送装置输送到各个重力料斗，并采用Plast-control减重测量原理计算出由重力喂料到挤出机的主要原料的百分比，并由其自有的料斗测量出主要原料给料量的重量，确定各种原料组份的给料量。在自动模式下，系统通过比较给料量的测量值和工艺设定目标值来计算和控制挤出螺杆的转速。当挤出量由于生产目标或工艺改变时，系统会同步重新计算给料速度百分比，从而保证给料量。
3、Gravitrol挤出控制系统
Gravitrol挤出控制系统可通过实时监控塑料挤出机的生产量和调节挤出机的螺杆转速来保持挤出产量的恒定，并把操作人员从那些单考估算的工作中解脱出来。Gravitrol标准的挤出控制系统包括中央计算机及操作平台、每台挤出机上的称重料斗和用于每台挤出机的驱动控制模块。中央计算机可计算出实际的挤出机用料量，正确地调整挤出机螺杆转速，并保持每台挤出机的产量维持在&0.5之内。对于那些要求控制米重（每单位长度上产品的重量）的应用，则需要增加一个线速度驱动模块和一个脉冲生成器及编码器分别用以控制牵引机的牵引速度和精确地测量生产线速度从而实现闭环控制。在共挤生产线中，该系统可调节每台塑料挤出机的产量，从而对最终产品每层的比例实现高精度的控制。
该系统可维持产品的公差，减少物料的消耗量，并可缩短开机和产品更换时间，从而提高产品的品质和生产的重复性，减少废品率，并能够最终生成精确的物料管理报告，是塑料挤出行业最佳的原料节省方案之一，能同时满足客户对产品质量和原材料节省的双重需求，可广泛应用于吹膜、流涎、片材、管材、型材、电线/电缆、护套及挤出涂覆生产线中。
GBL(Graviblending L)-SS20是连续失重式计量混合系统，适用于球状、颗粒塑料粒子和再生原料的微量比例混合计量。每一款GBL-SS20都可以与其他计量系统任意组合，其计量精度可达&0.25%，该系统的产量范围为0.25～25kg/h。
Gravi L(Gravidosing L)是连续失重式定量给料系统，适用于各种粘度液体状原料的精确计量，可广泛应用于挤出成型工艺和造粒工艺中。GraviL系统通过选取正确类型的计量泵、精密的高动态响应称重装置以及精确的控制软件，确保计量在生产工艺中的精确性，其控制精度范围可达&0.25%，其产量范围为0.2～100kg/h。
4、Gravihopper挤出控制系统
Gravihopper挤出控制系统是基于智能称重技术原理而建立起来的一种先进的工艺质量控制标准，通过工艺参数（如产量、厚度和引取速度等）的设定，依靠电子称重传感器和测速传感器对参数的测量，通过智能的软件分析计算，对实际的工艺参数进行自动调整，从而达到控制工艺质量。该系统可预先设定产品每一层的产量（kg/h或g/min），在自动模式中通过监测马达的实际速度，并根据实际产量与设定产量的偏差，自动同步地调整每一层马达的挤出速度，从而保证每一层挤出产量比例的一致。Gravihopper系统采用紧凑组合式结构设计，可与Sonner公司的吸料装置及增重式计量混合装置配合使用，最多可同时控制8个挤出系统。该系统的精度可控制在&0.5%以内，最大产量可达800kg/h。产业带货源
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