专利名称：大型混炼挤压造粒机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于乙烯工程的聚乙烯、聚丙烯粉料与添加剂的混炼、挤压造粒 的设备，尤其涉及一种大型混炼挤压造粒机组。
背景技术：
目前，国内生产的塑料双螺杆挤出机组生产能力(规格)不超过2万吨/年，大型双 螺杆挤压造粒机组，从机组的工作原理、参数性能、生产能力、物料的挤压工艺、技术复杂程 度、上下游配套、制造难度、可靠性要求、电气控制与保护等，都与小型机组有很大的区别。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可实现年产量20万吨， 控制系统界面清晰、操作直观简单、人性化、安全化的大型混炼挤压造粒机组。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是一种大型混炼挤压造粒机组，主要 包括盘车装置(1)、主电机装置(2)、主减速器(3)、加料装置(4)、混炼挤压系统(5)、开车阀 装置(6)、齿轮泵装置(7)、换网装置(8)、机头装置(9)、水下切粒装置(10)、离心干燥装置 (11)、振动分筛装置(12)、电气控制系统，盘车装置(1)通过联轴器连接主电机装置(2)，主 电机装置(2)通过联轴器连接主减速器(3)，主减速器(3)通过花键轴连接混炼挤压系统 (5 )，加料装置(4)连接在混炼挤压系统(5 )的机筒入口处，开车阀装置(6 )连接在混炼挤压 系统(5)的机筒出口处，齿轮泵装置(7)连接在开车阀装置(6)的出口处，换网装置(8)连 接在齿轮泵装置(7 )的出口处，机头装置(9 )连接在换网装置(8 )上，水下切粒装置(10 )连 接在机头装置(9 )上，离心干燥装置(11)的入口通过管道与下切粒装置(10 )的出口连接， 离心干燥装置(11)的粒子出口通过管道与振动分筛装置(12)的入口连接。所述盘车装置(1)包括小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器。所述主减速器(3)的输入端是单轴输入，输出端为双轴输出。所述加料装置(4)主要由计量喂料系统和加料斗组成，计量喂料系统包括主料加 料装置、辅料固体加料装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置，加料斗包括过 滤分筛装置、料位计装置、氮气处理装置。所述混炼挤压系统(5)主要由齿轮箱、机筒和螺杆组成，所述齿轮箱连接在机筒的 一端，螺杆设置在机筒中。所述换网装置(8)主要由换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸和液压系统组成。所述水下切粒装置(10)包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、 台车、液压装置、气液转换装置和冷却水管路装置。所述离心干燥装置(11)包括电机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装
置和输送管路装置。所述盘车装置(1)通过联轴器连接主电机装置(2)的联轴器为超越式联轴器。所述主电机装置(2)通过联轴器连接主减速器(3)的联轴器为摩擦联轴器。
本发明的大型混炼挤压造粒机组，可实现20万吨/年的产量，在突出大型高产量 的前提下，机构搭配紧凑、布局合理、工艺流程的要求；占地面积节省，上下水电气油料配套 合理、便于安装起吊、便于维修保养、控制系统界面清晰、操作直观简单、人性化、安全化，是 一个技术复杂的机电一体化产品，本机组总体结构设计改变了传统的挤出工艺过程，通过 配备特殊混炼段机筒、螺杆、开车阀装置、混炼度调节阀装置、融体齿轮泵装置等关键部件， 使挤出系统的设计更加符合物料加工工艺要求，保证了大型挤压造粒机组的性能。
图1是本发明大型混炼挤压造粒机组主视图。图2是本发明大型混炼挤压造粒机组俯视图。图3是本发明大型混炼挤压造粒机组左视图。图4是本发明大型混炼挤压造粒机组右视图。图中1、盘车装置；2、主电机装置；3、主减速器；4、加料装置；5、混炼挤压系统； 6、开车阀装置；7、齿轮泵装置；8、换网装置；9、机头装置；10、水下切粒装置；11、离心干燥 装置；12、振动分筛装置。
具体实施例方式如图1、图2所示，大型混炼挤压造粒机组，主要包括盘车装置1、主电机装置2、主 减速器3、加料装置4、混炼挤压系统5、开车阀装置6、齿轮泵装置7、换网装置8、机头装置 9、水下切粒装置10、离心干燥装置11、振动分筛装置12、电气控制系统，盘车装置1通过超 越式联轴器连接主电机装置2，主电机装置2通过摩擦联轴器连接主减速器3，主减速器3 通过花键轴连接混炼挤压系统5，加料装置4连接在混炼挤压系统5的机筒入口处，开车阀 装置6连接在混炼挤压系统5的机筒出口处，齿轮泵装置7连接在开车阀装置6的出口处， 换网装置8连接在齿轮泵装置7的出口处，机头装置9连接在换网装置8上，水下切粒装置 10连接在机头装置9上，离心干燥装置11的入口通过管道与下切粒装置10的出口连接，离 心干燥装置11的粒子出口通过管道与振动分筛装置12的入口连接。盘车装置1通过超越式联轴器连接主电机装置2，主电机装置2通过摩擦联轴器 连接主减速器3，主减速器3通过花键轴连接混炼挤压系统5的螺杆，由加料装置4为混炼 挤压系统5供应树脂物料，当螺杆旋转时，物料进入混炼挤压系统，使之进行混炼、挤压、塑 化、均化等过程，达到工艺需要的状态，盘车装置1为机器盘车启动工作的，当20万吨/年 以上大型混炼挤压造粒机组从0转速启动的时候，会产生较大的启动电流，因为启动负载 较大，会给机器和公共电网带来非常大负面影响，每次停车后启动开车，都面临此问题，本 发明设计了盘车装置后，机组启动发生了变化，盘车启动装置使机组在较低的转速下启动， 盘车装置包括较小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器等，让机组慢慢地转动起来， 机器的启动惯性矩逐渐发生了变化，这时再启动主电机，达到一定转速后，由于超越离合器 的作用，机器就可正常的运行了，而盘车装置会自动停下来，这个过程很好的解决了机器启 动负载大启动电流大的矛盾，而更重要的作用是，盘车装置在慢慢转动中，可将机组中存的 废料慢慢地排掉，防止机组在高速运转中由于废料而堵塞。主电机装置是机组重要的组成部分，为机组提供动力，特点是启动转矩大，启动电流大，属于高电压、大功率电机，由于需要盘车启动，所以该电机为双输出轴电机，冷却装置 比较特殊，由循环水冷却循环风，由冷却的循环风去冷却电机转子及定子绕组。主减速器的作用是为机组提供需要的扭矩和转速，输入端是由电机单轴输入，输 出端是双轴输出，同向转动，由于螺杆在工作时产生非常大的扭矩和轴向力，配有高承载能 力的径向轴承和止推轴承，并且在齿轮挡上配备了换挡机构，可以根据工况的需求，换挡提 速或降速，以适应不同的加工工艺过程，润滑系统为主减速器提供良好的润滑条件，保证齿 轮和轴承正常的工作。加料装置包括计量喂料系统和加料斗等，计量喂料系统中包括了主料加料装置、 辅料固体加料装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置等，加料斗包括过滤分筛 装置、料位计装置、氮气处理装置等组成，加料装置为20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机 组原料输送提供了保证，当需要改变物料的配比、提高或降低产量、停车或开车，都需要加 料装置紧密的配合，而且所有的调整过程都是通过PLC及专用控制器来完成的，使加料装 置的工作与整机的动作结合一体，完成机组的正常运行。混炼挤压系统5是机组生产的心脏，聚稀烃物料是通过螺杆的剪切、塑化、输送和 建压、挤出的，首先机筒提供稳定的工艺温度，此过程是PLC自动控制完成的，温度高了自 动降温，温度低了自动升温，使混炼挤压系统始终控制在设定的温度范围内，完成机组稳定 的塑化、输送过程，机筒是组合式的，每一个机筒单元自成一体，机筒的每一个单元都可以 独立控制，以完成复杂的工艺过程，另外，组合式机筒为机器的机械加工提供了非常方便的 条件，为机器的安装、调试、维修、拆换都提供了方便的条件，螺杆是组合式的，每一个螺杆 元件代表一种独特的设计参数，根据树脂工艺的要求排列组合成独特的螺杆，当树脂工艺 的要求变化时，螺杆可完成新的排列组合，这些排列组合的拆装以及螺杆的拆装都比较方 便，当螺杆旋转时，物料进入混炼挤压系统，使之进行混炼、挤压、塑化、均化等过程，达到工 艺需要的状态。开车阀装置6是机组的重要组成部分，在开车的初始阶段，开车阀可打开旁路，将 机器中的杂质排除机外，以免杂质堵塞机器其它部位，当排除的废料正常后，切断旁路机组 正常运行，还有一个重要的作用是物料开度的大小可以设定调节，解决了生产不同种物料 机器开度的大小对机器的特殊要求。齿轮泵装置7是机组重要组成部分，齿轮泵在机组中可提高生产能力，扩大机组 生产范围，减少主传动负荷，降低生产单耗，齿轮泵可以进一步提高物料的塑化程度，稳定 齿轮泵出口压力，使机组的下游设备得到温度均勻、工作压力稳定的树脂。换网装置8是机器的重要的组成部分，机器运行中，稀烃树脂必须经过换网装置 进行过滤，过滤出其中杂质，才能保证机头能正常的工作，否则将会堵塞机头，网装置包括 换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸、液压系统等，滑柱保证换网装置的双通道工作，一 个通道工作，另一个通道可进行换网，使机组在运行中进行换网清除杂质，而不用停机清 除。机头装置9机器的重要组成部分，稀烃树脂在机头模板的特殊作用下，均勻的形 成数个条形树脂，既树脂“面条”，机头装置9配有熔融指数测量仪，可随时监控机器中树脂 的工艺参数，保证机器按工艺要求正常运行，即机器中树脂的粘稠度是随时可监控的，这样 可提高与其配套的其他机器的操作性。
水下切粒装置10是机器的重要组成部分，其功能是将机头装置形成的树脂“面 条”入水室冷却，并同时通过数把切刀将“面条”切成圆柱状的粒子，由冷却水将粒子输送到 下游设备中，水下切粒装置包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、台车、 液压装置、气液转换装置、冷却水管路装置等，模板和切刀是特殊合金钢制作的，有很强的 耐磨性和耐腐蚀性，在连续恶劣的工作环境下完成切粒功能。离心干燥装置11是机器的重要组成部分，冷却水和粒子的混合体进入离心干燥 装置，通过高速旋转，冷却水脱离，粒子在旋转中完成干燥过程。离心干燥装置11包括电 机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装置、输送管路装置等。振动分筛装置12是机器的重要组成部分，干燥的粒子进入到振动分筛装置，在振 动电机的作用下，粒子进一步冷却，通过分筛装置的特殊功能，将粒子分成偏小尺寸的、正 常尺寸的、和偏大尺寸的，振动分筛装置12有大孔、中型孔、小孔三层筛板，在振动电机的 作用下，使粒子完成分筛的过程，进入下游设备。电气控制系统是机组的重要组成部分，包括每个单元的电气控制、总体电气控制， 通过人机界面完成调整、控制及监测，控制点的控制通过PLC及其他控制器来完成，这些控 制点包括了大量的机电一体的保护点、连锁点、报警点等，保证20万吨/年以上大型混炼挤 压造粒机组在严格的监控下进行运转，保证运行万无一失，电气控制系统是将以上这些动 作控制起来，如盘车电机的启动停止，主电机的启动，加料量的控制，减速器润滑油的供给， 混炼挤压装置的温度控制，换网装置工位的控制，模板温度的控制，水下切粒机的控制等。大型混炼挤压造粒机组的工作原理为加料装置4进行配混料、自动称量加料，其 中包括主料及辅料，盘车装置1进行低速启动，主减速器3低速运转，螺杆低速运转，将机 筒中的残留废旧料通过开车阀装置6排出，确定无残留废旧料后，主电机装置2启动，盘车 装置1被超越脱离，主减速器正常运转，同时开始加料，物料在机筒螺杆的作用下，熔融、塑 化、剪切、建压、输送至开车阀装置6及融体调节阀形成稳定融体流，进入到齿轮泵装置7， 融体进一步塑化、稳定、提高融体压力，进入到机头装置9，形成稳定的融体“面条”，进入到 循环水室中，在水室循环水的作用下，瞬间降低温度，同时，受到水下切粒刀的作用，在硬化 和软化温度之间，切成圆柱状的小颗粒，融体“面条”继续生长，水流继续循环，切刀继续旋 转，小颗粒不断的被切下，这样周而复始的完成着切粒的工作，这些被切下的小颗粒在循 环水的作用下，沿着水流向下游移动，进入到离心干燥装置11，小颗粒被离心出来，进入到 振动分筛装置12，分筛成，大、中、小不同尺寸规格的颗粒，再进入到成品料仓，而循环水被 分离后，进入到储备水箱，进行冷却后，准备参加新的水循环，塑化好的树脂在压力的作用 下，进入连接的换网装置8，通过换网器的的过滤单元，完成过滤作用，使树脂中杂质等过滤 掉，达到优质树脂的要求，压力的作用下继续进入连接的模板和水下切粒装置10，在这个 部件中，完成切粒的过程，当熟热的树脂进入模板时，会被分成数千个树脂条，在进入水下 切粒机的瞬间，树脂条表面会被温的工艺水冷却处理降温，表面微微发硬，在旋转切刀的作 用下，切成了数以百万千万的小颗粒，由于是在密闭的水下装置中进行这些工作的，切下来 的粒子不会粘接，并随着水流冲刷的下道工序，即离心干燥装置11，水下切粒装置10与离 心干燥装置11是用一根长长的粗管道连接的，离心干燥装置11的功能是将工艺水和粒子 的的混流体分离开，即工艺水要继续回到水下切粒装置进行新的切粒工作，工艺水一个往 复循环的过程，一刻也不会停，而被离心干燥装置11的分离出来的粒子会由管道输送到振动筛装置12中去，这些粒子在振动筛的作用下，通过振动、分筛及空气的继续干燥，分解成 大、中、小三种不同规格的颗粒，以满足颗粒产品标准的要求，这些颗粒会由压缩空气管道 输送的成品料仓，然后进入到下一步流程，是通过生产线装袋码垛入库，就完成了整个混炼 挤压造粒的过程，整个运转过程，都是在高温、高压、高转速、高扭矩、高产量、高流量、高磨 损、高腐蚀、高电压、高电流环境中进行的，大量的应用了特殊材料、特殊的电气控制系统， 保证20万吨/年以上大型混炼挤压造粒机组能够安全稳定生产。 本申请保护的设备与工艺节点包括高转速、高扭矩、高温度、高压力、精位置、精 流量、精粘度、精振动等，这些节点元素缺一不可，互相制约互相连锁，保证机组的工作会象 我们在家里开关电视机一样简单，即一键式开车、工作、停机。
权利要求
1.一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于主要包括盘车装置(1)、主电机装置(2)、 主减速器(3)、加料装置(4)、混炼挤压系统(5)、开车阀装置(6)、齿轮泵装置(7)、换网装置 (8)、机头装置(9)、水下切粒装置(10)、离心干燥装置(11)、振动分筛装置(12)、电气控制 系统，盘车装置(1)通过联轴器连接主电机装置(2)，主电机装置(2)通过联轴器连接主减 速器(3 )，主减速器(3 )通过花键轴连接混炼挤压系统(5 )，加料装置(4 )连接在混炼挤压系 统(5)的机筒入口处，开车阀装置(6)连接在混炼挤压系统(5)的机筒出口处，齿轮泵装置 (7)连接在开车阀装置(6)的出口处，换网装置(8)连接在齿轮泵装置(7)的出口处，机头 装置(9 )连接在换网装置(8 )上，水下切粒装置(10 )连接在机头装置(9 )上，离心干燥装置 (11)的入口通过管道与下切粒装置(10)的出口连接，离心干燥装置(11)的粒子出口通过 管道与振动分筛装置(12)的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述盘车装置(1) 包括小容量的盘车电机、盘车减速器和超越离合器。
3.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述主减速器(3) 的输入端是单轴输入，输出端为双轴输出。
4.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述所述加料装 置(4)主要由计量喂料系统和加料斗组成，计量喂料系统包括主料加料装置、辅料固体加料 装置、辅料液体加料装置、混合装置和计量喂料装置，加料斗包括过滤分筛装置、料位计装 置、氮气处理装置。
5.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述混炼挤压系 统(5)主要由齿轮箱、机筒和螺杆组成，所述齿轮箱连接在机筒的一端，螺杆设置在机筒中。
6.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述换网装置(8) 主要由换网壳体、双滑柱、杯式滤网、高压油缸和液压系统组成。
7.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述水下切粒装 置(10)包括水室、水室锁紧装置、切刀装置、切刀锁紧装置、电机、台车、液压装置、气液转换 装置和冷却水管路装置。
8.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述离心干燥装 置(11)包括电机、旋转器、机体、筛网、排湿风机、物料大块捕积装置和输送管路装置。
9.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述盘车装置(1) 通过联轴器连接主电机装置(2)的联轴器为超越式联轴器。
10.根据权利要求1所述的一种大型混炼挤压造粒机组，其特征在于所述主电机装置 (2)通过联轴器连接主减速器(3)的联轴器为摩擦联轴器。
全文摘要
本发明公开了一种大型混炼挤压造粒机组，主要包括盘车装置(1)、主电机装置(2)、主减速器(3)、加料装置(4)、混炼挤压系统(5)、开车阀装置(6)、齿轮泵装置(7)、换网装置(8)、机头装置(9)、水下切粒装置(10)、离心干燥装置(11)、振动分筛装置(12)、电气控制系统，盘车装置(1)通过联轴器连接主电机装置(2)，主电机装置(2)通过联轴器连接主减速器(3)，主减速器(3)通过花键轴连接混炼挤压系统(5)，加料装置(4)连接在混炼挤压系统(5)的机筒入口处。本发明的大型混炼挤压造粒机组，可实现20万吨/年的产量，在突出大型高产量的前提下，机构搭配紧凑、布局合理、工艺流程的要求。
文档编号B29C47/00GK102107468SQ201010593879
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者刘鑫传, 张炜, 张福国, 鲁敬 申请人:大连橡胶塑料机械股份有限公司