一种锦纶螺杆挤出机的电磁感应加热系统的制作方法_2

文档序号:9428837阅读:来源:国知局
料,同时质地保 证薄、轻和易于加工,本发明优选金属铝作为隔磁材料,即对磁力线有导向作用,又可以阻 隔绝大部分的磁力线外泄。
[0031] 其中所述的测温元件5,采用双支PT100铠装式型钼电阻,测温头部的外径比测温 孔内径小0. 2-0. 4mm为佳。
[0032] 其中所述的带计算机监控的温度控制系统6,作为优选,采用单回路仪表与计算机 系统通讯连接,以实现计算机的监控与操作,同时详细记录螺杆温度曲线,为24小时锦纶 长丝连续生产线提供强有力的人机对话功能,单回路仪表的PID参数选择要与不同直径的 螺杆套筒进行匹配,以实现升温和降温速率的平稳。
[0033] 其中所述的高频源发生器7,作为优选,采用全桥式大功率高频发生源,使用软开 关控制输出功率,配备短路、断路、过压、过流等安全保护措施,使锦纶螺杆高频加热系统安 全、可靠、稳定、连续运行,满足24小时连续生产的要求,使锦纶长丝生产达到优质、节能、 环保和低碳的要求。见附图5。
[0034] 其中所述的挤出机整体罩壳8,作为优选,采用耐高温树酯材质,并在其内部衬铝 箔保温板,以实现阻隔磁力线外泄的作用,进一步确保周围生产环境的辐射安全,同时挤出 机整体罩壳的外表面温度小于环境温度+20°C的要求,减少热量的损失。
[0035] 本发明的优点在于:
[0036] 在锦纶纺丝领域,本发明与几十年沿袭使用的工频电阻发热间接传导热量的技术 相比,其优点可以归纳为:热效率高,补热迅速,系统可靠,低碳节能。
[0037] 1)热效率高:
[0038] 由于高频电磁加热线圈产生的交变磁场,使套筒直接发热,产生热量直接传递给 锦纶切片和熔体,同时由于外层的保温材料阻隔作用,向外散发热量大幅减少。据有关数据 统计,本发明装置比工频电阻发热器热效率提高2-3倍,热效率由传统的30%左右提升到 95 %左右。同时在螺杆挤压机的加热功率匹配上,与常规电加热套形式相比,本发明的高频 电磁加热形式平均降低了 32%,见下表: CN 105150495 A 说明书 4/7 页
[0041] 2)补热迅速:
[0042] 由于高频感应加热系统交变磁场产生的无数涡流具有集肤效应,迅速加热铁质金 属,因此本发明装置补热迅速。
[0044] 3)系统可靠:
[0045] 本发明套筒加热装置由8个部件组成,除套筒保温材料会在200_350°C下工作外, 其余部件都在中低温环境下工作,经实验和长时间实际使用和考验,元件可靠,系统稳定性 好,故障率低。
[0046] 4)低碳节能:
[0047] 本发明利用电磁感应在中产生涡流,形成焦耳热加热导电体,本身显示出传统加 热方式无可比拟的优点,无需任何导热介质;电与热能转移效率高,加热对象升温速度快, 容易阻隔加热对象的散热,磁力线可穿透热阻大的非金属保温材料,方便单独控温,且控温 精度高,结构简单,维修方便,体现了低碳节能的方向,对耗电产生热能的利用达到了最大 化,从源头上堵住了能量的浪费。
[0048] 综合来看,本发明经过实验及实际使用验证,其热响应快,热效率高,比铸铝加热 器、铸铜加热器、陶瓷加热器等常规加热方式节电30 %以上,具有高效节能,升温迅速,温度 均匀的特点。本发明还能在不影响锦纶长丝生产线连续生产的生产状况下,迅速更换已有 故障的元器件,如测温元件等。这点比原有电加热套装置更为方便,也间接地减少锦纶废丝 的产生,而使生产的锦纶长丝产品更节能减排,优质高效。
[0049] 本发明经过实验发现,电磁感应加热方法中,频率范围为8~40kHZ,最佳范围为 12_25kHZ,不仅加热对象的温升迅速、热效率高,而且所有零部件寿命长维修量少,还能让 螺杆套筒控温准确、精确、温升均匀。
【附图说明】:
[0050] 图1 :配备电磁感应加热系统的锦纶螺杆挤压机示意图
[0051] 图2 :常规电加热套形式的锦纶螺杆温度控制曲线图(24小时)
[0052] 图3 :高频电磁加热形式的锦纶螺杆温度控制曲线图(24小时)
[0053] 图4 :高频线圈在锦纶螺杆套筒上的安装示意图
[0054] 图5 :高频电磁加热原理结构示意图
[0055] 说明:图2、图3是电加热套形式与本发明高频电磁加热形式的相同规格锦纶螺杆 工艺温度控制曲线比较。1)图2,在24小时温度曲线上可直观的看出,虽然可以满足锦纶 工艺温度要求,但控制温度偏差偏大;2)图3,在24小时温度曲线上可直观的看出,控制温 度偏差非常小,接近于一条直线,偏差幅度小于〇. 2°C,它可更稳定、更精确地满足高端产品 对工艺温度的控制要求。
【具体实施方式】:
[0056] 以下通过实施例进一步说明本发明,但不作为对本发明的限制。
[0057] 实施例1本发明的Φ60锦纶螺杆的电磁感应加热系统
[0058] 本发明所述的锦纶螺杆挤出机装置中的高频电磁感应加热系统,其螺杆直径为 Φ60mm,套筒长度1450mm,套筒按工艺要求划分为5区,每区加热功率2-3KW。
[0059] 本发明所述的高频源发生器,高频频率使用范围为10_25kHZ。
[0060] 其中所述的高频电磁感应加热装置由八部分组成,包括:挤出机套筒1,套筒隔热 层2,高频线圈3,非导磁金属铝外壳4,测温元件5,带计算机监控的温度控制系统6,高频源 发生器7,挤出机整体罩壳8。
[0061] 其中所述的挤出机套筒1,其内部为耐磨材料,套壁材质含镍低于6%,满足高频 电磁加热对材质的要求。根据工艺对螺杆分区要求,在套筒长度上划分为5区段,每区段的 中心设置一个温度传感器孔,为保证测温准确,该孔底部离套筒内壁5mm。
[0062] 其中所述的套筒隔热层2,其厚度为20mm,隔热层材料为玻璃纤维绷带和稀土硅 酸盐等材料组成,最外层采用玻璃纤维绷带缠紧,保证在套筒长度方向上各区隔热层厚度 一致。
[0063] 其中所述高频线圈3,其高频线圈3的导线采用多股镀银铜丝,外表温度彡80°C。 本发明可快速将锦纶挤出机螺杆套筒加热到工艺温度,升温时间仅〇. 5小时,热平衡时间 约1小时,锦纶螺杆各区温度稳定、精确,各区温度偏差幅度< ±0. 2°C。高频线圈3采用的 绕法为绕圈圆筒型,以便于构成完整磁场,最终电感范围值在90-150微亨。
[0064] 其中所述的非导磁金属外壳,采用非晶和非导磁材料的金属铝作为隔磁材料。
[0065] 其中所述的测温元件5,采用双支PT100铠装式型钼电阻,测温头部的外径比测温 孔内径小〇· 25mm。
[0066] 其中所述的带计算机监控的温度控制系统6,采用单回路仪表与计算机系统通讯 连接,实现计算机的监控与操作,同时详细记录锦纶螺杆各区温度曲线,为24小时连续生 产的锦纶长丝生产线提供强有力的人机对话功能,单回路仪表的PID参数选择要与不同直 径的螺杆套筒进行匹配,以实现升温和降温速率的平稳。
[0067] 其中所述的高频源发生器7,采用全桥式大功率高频发生源,使用软开关控制输出 功率,配备短路、断路、过压、过流等安全保护措施,使锦纶螺杆高频加热系统安全、可靠、稳 定、连续运行,满足24小时连续生产的要求。
[0068] 其中所述的挤出机整体罩壳8,作为优选,采用耐高温树酯材质,并在其内部衬铝 箔保温板,以实现阻隔磁力线外泄的作用,进一步确保周围生产环境的辐射安全,同时挤出 机整体罩壳的外表面温度小于环境温度+20°C的要求,减少热量的损失。
[0069] 实施例2本发明的Φ 120锦纶螺杆的电磁感应加热
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