本发明涉及塑料挤出机,具体为一种全自动塑料挤出平膜拉丝机。
背景技术:
1、塑料编织袋广泛应用于日常生活用品的方方面面,生产材料主要以聚丙烯为主。塑料编织袋的主要生产工艺是使塑料原料经挤出薄膜、切割、单向拉伸为扁丝(即拉丝),再经过经纬编织得到产品。由于全自动塑料挤出平膜拉丝机可依次完成挤出薄膜、切割和单向拉伸为扁丝等多道生产工序,因此在塑料编织袋生产中得到广泛应用。
2、全自动塑料挤出平膜拉丝机生产塑料扁丝可细分为以下步骤:原料混合搅拌—加热熔融—成膜—冷却—分切—牵伸—定型—收卷,在这8个步骤中的质量控制要点可归纳为:①原料混合比控制;②工艺温度控制;③牵伸比控制。其中工艺温度控制包括冷却水箱温度、牵伸温度、定型温度。
3、当熔融状的聚丙烯扁丝从模头中挤出时,温度在200℃以上,通过自然沿垂进入冷却水箱中进行冷却。冷却水箱中水温过低会造成膜片脆化易断膜,而水温过高会造成膜片在未充分冷却情况下进行分切,出现切不断或粘连的情况。为保证聚丙烯扁丝冷却质量以及后续分切质量,常规手段利用制冷设备将水温控制在40-70℃(±10℃)之间,例如中国专利申请号为cn201520047189.x的塑料拉丝机的制冷装置,通过制冷装置和控制模块实现冷却水箱的自动控温,由此保证聚丙烯扁丝冷却质量以及冷却速度。然而在聚丙烯扁丝冷却、分切后进行牵伸时,需要将牵伸温度控制在100-110℃,温度过低会造成聚丙烯扁丝牵伸出现“竹节状”。由于牵伸温度与冷却温度存在30℃以上的温度差。在塑料挤出平膜拉丝机批量生产不同厚度的聚丙烯扁丝时,因聚丙烯挤出量固定,扁丝进行由厚而薄的生产切换时,扁丝牵伸速度变化加快,因此扁丝穿过电热板及冷却水箱的时间缩短,导致聚丙烯扁丝冷却效果降低,牵伸前无法加热至100-110℃之间,造成聚丙烯扁丝后续分切出现粘连以及牵伸时粗细不一,所以需要人工调节冷却温度以及牵伸温度参数。然而人工需要调节多个模头出料速度、控制温度等多个参数,调节时出现参数误差会导致牵伸温度和冷却温度无法适配牵伸速度,进而造成聚丙烯扁丝生产质量不佳。
4、为在聚丙烯扁丝生产厚度改变导致牵伸速度变化时,无需人工调节生产参数,保证聚丙烯扁丝的冷却效果以及牵伸质量,提出一种全自动塑料挤出平膜拉丝机。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种全自动塑料挤出平膜拉丝机,解决了聚丙烯扁丝生产厚度改变,因人工调节参数出现误差,致使聚丙烯扁丝牵伸速度变化而引起生产质量无法保证的问题,通过自动根据牵伸速度变化对应调节电热板加热间距以及冷却水输送速度,避免因牵伸速度提升导致聚丙烯扁丝冷却质量和牵伸质量得不到保障,由此充分保证聚丙烯扁丝的生产质量。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种全自动塑料挤出平膜拉丝机,包括螺旋挤出机、分切机和牵伸底座,还包括水冷组件、调节筒、调节组件、预热组件和牵伸定型组件,所述调节筒安装在水冷组件内侧,且调节筒的两端分别构造有供塑料丝穿过的进出口,所述调节筒靠近螺旋挤出机一侧构造有落水孔,所述调节组件安装在牵伸底座外壁,所述预热组件和牵伸定型组件均安装在牵伸底座的内壁之间,且预热组件设置在牵伸定型组件靠近分切机一侧,所述调节组件两端分别与水冷组件和预热组件连接,所述预热组件根据牵伸定型组件转速变化自动调节加热间距,且预热组件加热间距改变通过调节组件自动调节水冷组件抽水速度。
4、全自动塑料挤出平膜拉丝机广泛应用于塑料包装行业,生产各种用途的塑料薄膜,其生产的薄膜可以具有不同的特性,如防水、耐热、耐撕裂等,根据具体需要进行定制生产。由于按照聚丙烯的流动特性塑化段的温度控制在200-250℃之间,而螺旋挤出机中的螺杆长度固定,若想要提高聚丙烯扁丝的挤出速度,需要提升螺杆加热段的加热温度,然而聚丙烯颗粒原料在与超过聚丙烯融化温度范围的螺杆加热段接触时,会造成原料熔融结焦和成水状而无法成膜,因此,螺旋挤出机的聚丙烯扁丝基础速度存在上限,当以最高效率进行生产时,聚丙烯扁丝以定温、定压状态从螺旋挤出机中定量挤出,膜片较为均匀。
5、当螺旋挤出机以最大工作效率进行聚丙烯扁丝挤出作业,所挤出的扁丝厚度变薄时,由于聚丙烯材料挤出量固定,因此扁丝挤出速度较快,为避免扁丝堆积在冷却水箱中,需要提高扁丝牵伸及定型速度,当扁丝牵伸速度提高时,意味着穿过电热板的时间缩短,同时厚度越小的扁丝与电热板的间距越大,进一步导致扁丝定型前无法加热至100-110℃,极易出现“竹节状”现象,常规方式可以通过增大电热板功率将扁丝加热至100-110℃,然而电热板功率增大,意味着聚丙烯扁丝生产中能源消耗更大,因此本技术方案选用调节电热板间距的方式对牵伸速度提升后的扁丝进行加热,可有效节约电能。
6、优选的,所述牵伸定型组件包括安装座、牵伸电机、挤压辊、加热棒、限位辊、转速传感器和plc,所述安装座对称安装在牵伸底座顶部,所述挤压辊和限位辊平行转动设置在安装座侧壁之间,所述加热棒安装在牵伸底座侧壁之间,且加热棒设置于限位辊内侧,所述牵伸电机安装在一侧安装座侧壁,且牵伸电机输出轴与挤压辊端部传动连接,所述转速传感器与plc安装在另一侧安装座侧壁,且plc分别与转速传感器和电动滑轨电连接。
7、在聚丙烯扁丝牵伸速度提升时,牵伸电机的转速根据螺旋挤出机上安装的控制主机自适应调节,当牵伸速度变化后,转速传感器和plc识别确定牵伸速度,随后通过控制主机自动控制预热组件启动,将电热板间距调节至合适间距。
8、优选的,所述预热组件包括电动滑轨、半圆条和电热板,所述电动滑轨对称嵌装在牵伸底座一侧内壁,所述半圆条一端与电动滑轨的导轨滑块安装连接,位于上方的半圆条端部通过连接杆与第一齿条连接,位于下方的半圆条端部通过连接杆与第二齿条连接,所述电热板贴合安装在半圆条的平面上。
9、电热板的辐射传热效果随着距离的增加而减弱。电热板与聚丙烯扁丝间距较大时,加热板辐射的热量能量较为分散,传递到聚丙烯扁丝表面的热量密度会减小,影响加热速率。较小的间距则可以增强辐射传热效果,使加热速率更快。此外,在加热过程中,间距较大时会导致更多的热量损失到周围环境中,而较小的间距则可以减少这种损失,提高能量利用效率。
10、在聚丙烯扁丝牵伸速度提升时,及时缩小电热板的间距,由此,一方面可以通过提升电热板的辐射传热效果提高聚丙烯扁丝的加热效率,另一方面聚丙烯扁丝厚度减小,热辐射穿透效果更好,通过将电热板间距缩小,可充分保证聚丙烯扁丝在牵伸前将温度提升至100-110℃之间,保证后续牵伸质量。缩小电热板间距后无需增大电热板功率,由此可有效节约电能。
11、在聚丙烯扁丝牵伸速度提升时,意味着聚丙烯扁丝穿过冷却水箱的时间也随之缩短,为保证聚丙烯扁丝以更短时间穿过冷却水箱的过程中得到充分冷却,常规方式可以通过降低水温的方式保证聚丙烯扁丝的冷却效果,这意味着需要耗费更多电能,同时还容易因水温过低造成聚丙烯扁丝与低温冷却水换热冷却而出现脆化现象,为此,本技术方案采用提升冷却水流速的方式对聚丙烯扁丝进行降温,使得单位时间内与聚丙烯扁丝换热的冷却水体积更大。
12、优选的,所述水冷组件包括冷却水箱、变频水泵、输水管、分流管、出水管、密封导线、变频控制器和齿环,所述变频水泵安装在冷却水箱内侧底面,所述变频控制器贴合安装在冷却水箱外壁,所述密封导线电连接在变频水泵和变频控制器之间,所述输水管一端与变频水泵出水口连接,所述输水管另一端连接有分流管,所述出水管呈对称设置连接在分流管两端,且出水管贴合调节筒表面设置,所述出水管底部连接有延伸至调节筒内侧的出水头,所述齿环套设在变频控制器的旋钮外周,所述冷却水箱的侧壁构造有散热槽,所述冷却水箱内壁安装有并排设置的搭放杆。所述调节组件包括第一齿轮、转动杆、轴承座、第二齿轮、第一齿条、第二齿条和连接杆,所述轴承座并排贴合安装在牵伸底座外壁,所述转动杆转动安装在轴承座内周之间,所述第一齿轮和第二齿轮分别套设在转动杆两端,所述第一齿轮与齿环啮合,所述第一齿条和第二齿条分别对称啮合在第二齿轮两侧,所述连接杆分别安装在第一齿条与预热组件之间以及第二齿条与预热组件之间。
13、在牵伸速度变化时,电热板的间距自动缩小至合适大小,在电热板通过电动滑轨改变间距时,半圆条通过调节组件自适应拨动变频控制器上的齿环,由此增大变频水泵的抽水速度,使得单位时间内穿过调节筒内的冷却水体积增大,进而保证聚丙烯扁丝的冷却效果,同时利于维持冷却水以40-70℃中贴近70℃的温度,对聚丙烯扁丝进行换热冷却,由此缩小聚丙烯扁丝冷却后与牵伸温度的差值,进而在保证聚丙烯扁丝牵伸质量的前提下可降低电热板的功率。
14、由于聚丙烯扁丝刚进入调节筒内时温度最高,此时最容易发生脆化现象,为此,本技术方案中选用抽动冷却水从远离螺旋挤出机一端向靠近螺旋挤出机一端沿调节筒内侧流动,在流至落水孔处与刚进入调节筒内的聚丙烯扁丝接触的冷却水温度高于从出水头中喷出的温度,由此可充分避免聚丙烯扁丝在冷却时出现脆化现象而造成冷却后聚丙烯扁丝质量不佳。
15、优选的,所述调节筒内周贴合有等距的弧形条,且调节筒内周构造有等距的弧形导槽,所述弧形导槽与弧形条交错分布,通过弧形条和弧形导槽方便引导冷却水从调节筒一端向落水孔一侧流动。
16、在聚丙烯扁丝冷却后表面会附着有少许水分,在聚丙烯扁丝移动至电热板处时,水分会凝聚后滴落。
17、优选的,所述牵伸底座的表面构造有集水槽,且集水槽与冷却水箱之间连接有回流管。
18、通过集水槽和回流管方便接取滴落的水珠,防止水珠溅落在电热板上影响电热板对聚丙烯扁丝的烘干加热效果。
19、为方便将抽取的冷却水分成两股,对称沿调节筒内侧同向流动,需要对抽取的冷却水进行分流引导。
20、优选的,所述分流管内部中间位置安装有分隔片,所述分隔片边缘与输水管的端部轴心线重合,所述分隔片的两侧均构造有弧形面,且分隔片远离输水管一侧向两侧偏移。
21、从输水管端部泵出的冷却水在分隔片的作用下,均匀分成两股水流向分流管两端流动,并对应进入出水管中。
22、优选的,两排所述出水头底部相贴近,且出水头底部均向螺旋挤出机一侧倾斜。
23、通过出水头底部向螺旋挤出机一侧倾斜设置,在增大抽水速度时,可有效增大冷却水沿调节筒内的流动速度,进而充分保证聚丙烯扁丝的冷却效果。
24、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
25、1、本发明通过设置的预热组件和牵伸定型组件,在挤出的聚丙烯扁丝厚度减小造成牵伸组件转动速度提升时,可根据转动速度变化自动适应调节缩小电热板间距,无需增大电热板的功率,可有效节约电能,在聚丙烯扁丝牵伸前将其加热至100-110℃之间,充分保证后续聚丙烯扁丝的牵伸及生产质量。
26、2、本发明通过设置的预热组件和调节组件,在电热板间距改变时,电热板间距变化动作可作为调节组件的动力输入,自动控制调节组件转动一定角度,对应改变水冷组件的抽水冷却速度,在牵伸速度提升时,通过提升冷却水流动速度保证聚丙烯扁丝的冷却质量,由此防止聚丙烯扁丝过度冷却出现脆化现象或者未完全冷却导致分切时出现粘连现象,充分保证聚丙烯扁丝的冷却及生产质量。
27、3、本发明通过设置的预热组件和水冷组件,在聚丙烯扁丝生产厚度变薄导致牵伸速度提升时,一方面自动根据牵伸速度缩小电热板间距,另一方面自动根据电热板间距调节冷却水抽送速度保证冷却效果,可实现自动化调节,同步保证聚丙烯扁丝的冷却效果和牵伸效果,在生产厚度变化后,充分保证聚丙烯扁丝的生产质量。