Ποιες είναι οι μέθοδοι σφαιροποίησης για τις γραμμές παραγωγής κοκκοποίησης;

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά γραμμή σφαιροποίησης σχέδια στην αγορά, αλλά όλες οι γραμμές σφαιροποίησης εμπίπτουν σε δύο κύριες κατηγορίες: συστήματα σφαιροποίησης εν ψυχρώ και συστήματα σφαιροποίησης εν θερμώ με μέτωπο. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι ο χρόνος της διαδικασίας σφαιροποίησης. Κάθε ένα από αυτά τα δύο συστήματα σφαιροποίησης έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα!

Σύστημα ψυχρής κοπής

Ένα σύστημα ψυχρής σφαιροποίησης αποτελείται από μια μήτρα, μια ζώνη ψύξης (αερόψυκτη ή υδρόψυκτη), μια ζώνη ξήρανσης (εάν ψύχεται υδρόψυκτη) και έναν θάλαμο σφαιροποίησης. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι συστημάτων ψυχρής σφαιροποίησης, δηλαδή οι σφαιροποιητές νιφάδων και οι σφαιροποιητές λωρίδων.

α: Το τηγμένο πολυμερές του κοκκοποιητή νιφάδων ρέει από τον εξοπλισμό ανάμειξης μέσω ενός ιμάντα ή ενός κυλίνδρου καθαρισμού για να υποστεί καλανδράρισμα σε νιφάδες πολυμερούς συγκεκριμένου πάχους. Οι νιφάδες στερεοποιούνται και ψύχονται σε μια απόσταση κατά τη μεταφορά και στη συνέχεια κόβονται σε στρογγυλά ή τετράγωνα σφαιρίδια με έναν σφαιροποιητή σε κάδο.

Η κοκκοποίηση σε τσιπ είναι μια ιδιαίτερα παλιά μέθοδος παραγωγής κόκκων για ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών πολυμερών, από νάιλον έως PVCΠλεονεκτήματα: Υψηλή απόδοση. Αναφέρεται ότι η ακρίβεια είναι αρκετά καλή, με ικανότητα κοκκοποίησης έως και 1,843.69 kg/h. Πρόκειται για μια μέθοδο κοκκοποίησης ψυχρής κοπής και η εκπομπή θορύβου είναι υψηλότερη από τη μέθοδο κοπής κόκκων από τηγμένα πολυμερή. Τα στερεοποιημένα πολυμερή κοπής έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής κοπής και η παραγωγή σκόνης αποτελεί συχνά πρόβλημα. Για ορισμένα πολυμερή μπορούν να παρατηρηθούν ορισμένα φαινόμενα «αλυσίδας κόκκων».

β: Οι σφαιροποιητές ταινιών χρησιμοποιούνται σχεδόν όσο καιρό όσο και οι σφαιροποιητές νιφάδων. Αποτελούνται από μια μήτρα, ένα τμήμα ψύξης (λουτρό νερού ή φυσητήρα), ένα τμήμα ξήρανσης (εάν ψύχεται με νερό) και ένα μαχαίρι κοπής. Οι ταινίες σχηματίζονται περνώντας το τηγμένο πολυμερές μέσα από ένα οριζόντια τοποθετημένο στόμιο χρησιμοποιώντας μια μηχανή ή μια γραναζωτή αντλία (τα σύγχρονα στόμια κατεργάζονται με ακρίβεια και θερμαίνονται ομοιόμορφα για να παράγουν ταινίες σταθερής ποιότητας). Μόλις οι ταινίες εξέλθουν από το καλούπι, ψύχονται με φυσητήρα ή εγκατάσταση αέρα/κενού ή με λουτρό νερού. Εάν χρησιμοποιείται ψύξη με νερό, οι ταινίες περνούν από ένα τμήμα ξήρανσης με εξαναγκασμένο αερισμό για την απομάκρυνση της υγρασίας και στη συνέχεια οι ταινίες αποστέλλονται στον θάλαμο σφαιροποίησης. Οι ταινίες κόβονται με ακρίβεια στο απαιτούμενο μήκος χρησιμοποιώντας τη λειτουργία διάτμησης ενός ζεύγους σταθερών και περιστρεφόμενων μαχαιριών. Οι κόκκοι έχουν διάμετρο 3.175 mm και μήκος 3.175 mm με καλά καθορισμένες γωνίες.

γ: Η παραδοσιακή μέθοδος τραβήγματος ταινιών περιλαμβάνει το τέντωμα των ταινιών μέσω ενός τμήματος ψύξης (συνήθως ενός υδατόλουτρου), το οποίο μερικές φορές έχει ως αποτέλεσμα την πτώση ή τις ασυνέπειες στις διαστάσεις των ταινιών. Αυτό είναι συνηθισμένο σε πολυμερή με χαμηλή αντοχή τήξης, όπως το πολυπροπυλένιο, ο πολυεστέρας και το νάιλον. Όταν μια ταινία πέφτει, το υλικό αποσυντίθεται, επομένως οι χειριστές πρέπει να δώσουν ιδιαίτερη προσοχή. Εάν οι ταινίες τραβήχτηκαν ασυνεπώς, τα κατάντη σφαιρίδια πρέπει να κοσκινιστούν.

Άλλοι τρόποι σχηματισμού ταινιών μπορούν να επιτευχθούν χωρίς στενή επίβλεψη από τον χειριστή, χρησιμοποιώντας έναν μηχανοκίνητο μεταφορικό ιμάντα τροφοδοσίας με σχισμές που στηρίζει και χωρίζει τις ταινίες από τη μήτρα στον σφαιροποιητή. Οι ταινίες που μεταφέρονται με αυτόν τον τύπο δύναμης περιστροφής είναι πιο ομοιόμορφες σε μέγεθος, δεν πέφτουν και επομένως είναι λιγότερο πιθανό να απορριφθούν. Ορισμένες από αυτές τις μεθόδους μπορούν να έχουν παραγωγική ικανότητα 6803.89 kg/h, σε σύγκριση με περίπου 1814.37 kg/h για τη μέθοδο τάνυσης, καθώς ο χειριστής μπορεί να επιβλέπει μόνο έναν περιορισμένο αριθμό ταινιών.

Οι γραμμές με λωρίδες είναι φθηνές, εύκολες στη λειτουργία και στον καθαρισμό. Αυτό έχει πλεονεκτήματα για την ανάμειξη χρωμάτων, καθώς η εναλλαγή δύο διαφορετικών παρτίδων χρώματος απαιτεί σχολαστικό καθαρισμό του εξοπλισμού. Ωστόσο, το μειονέκτημα της μεθόδου με λωρίδες είναι ο χώρος που απαιτείται για το τμήμα ψύξης, το μήκος του οποίου καθορίζεται από τις απαιτήσεις θερμοκρασίας του πολυμερούς.

Σύστημα θερμικής κοπής με κοπτική επιφάνεια

Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι συστημάτων θερμικής κοπής με επιφάνεια μήτρας, δηλαδή οι κοκκοποιητές ψεκασμού, οι κοκκοποιητές με πίδακα νερού (δακτύλιος νερού) και οι υποβρύχιοι κοκκοποιητές. Αν και τέτοια συστήματα μπορεί να έχουν διαφορετικά σχέδια, ένα τυπικό σύστημα αποτελείται από μια μήτρα με στόμιο, έναν θάλαμο κοπής, ένα μηχανοκίνητο περιστροφικό μαχαίρι λοβού, ένα ψυκτικό μέσο και μια μέθοδο ξήρανσης των κόκκων (εάν χρησιμοποιείται ψύξη με νερό).

Το καλούπι στομίου είναι ένα σημαντικό μέρος του συστήματος θερμικής σφαιροποίησης της επιφάνειας της μήτρας. Τοποθετείται κάθετα ή οριζόντια και συνήθως θερμαίνεται με λάδι, ατμό ή θερμαντήρα φυσιγγίου ή ταινίας. Η ηλεκτρική θερμότητα χρησιμοποιείται συνήθως για μικρότερες μήτρες. Ωστόσο, οι μεγαλύτερες μήτρες συνήθως θερμαίνονται με ατμό ή λάδι. Τα υλικά κατασκευής της μήτρας ποικίλλουν, αλλά ανεξάρτητα από το υλικό ή το θερμαντικό μέσο που χρησιμοποιείται, η διάμετρος του στομίου της μήτρας πρέπει να είναι ομοιόμορφη. πρέπει να υπάρχει αρκετή θερμότητα για να διατηρείται η θερμοκρασία του πολυμερούς καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας. και η περιστρεφόμενη επιφάνεια της μήτρας έναντι της οποίας περιστρέφεται το μαχαίρι σφαιροποίησης πρέπει να είναι σκληρή και λεία - όλα αυτά απαιτούνται για την παραγωγή ενός ομοιόμορφου σφαιριδίου.

Καθώς το τηγμένο πολυμερές εισάγεται στο καλούπι, το μαχαίρι σφαιροποίησης, το οποίο περιστρέφεται με πολύ υψηλή ταχύτητα, το κόβει σε σφαιρίδια. Συνήθως, το μαχαίρι βρίσκεται είτε σε επαφή με την επιφάνεια του καλουπιού είτε πολύ κοντά σε αυτήν. Μόλις κοπούν τα σφαιρίδια, εκτοξεύονται από το μαχαίρι με φυγοκεντρική δύναμη και μεταφέρονται στο ψυκτικό μέσο. Το μέγεθος, το σχήμα, το υλικό και η τοποθέτηση του μαχαιριού μπορεί να ποικίλλουν. Σε ορισμένα συστήματα, το μαχαίρι είναι ελατηριωτό για να ρυθμίζει αυτόματα την απόσταση μεταξύ του μαχαιριού και της μήτρας. Σε άλλα συστήματα, η απόσταση μεταξύ του μαχαιριού και της μήτρας ρυθμίζεται χειροκίνητα. Δεδομένου ότι η διάρκεια ζωής του μαχαιριού εξαρτάται από την ακρίβεια της ευθυγράμμισης μαχαιριού με μήτρα, την λειαντική ικανότητα του πολυμερούς και την επιθετικότητα του χειριστή, η κοπή σφαιριδίων πολυμερούς στην τηγμένη κατάσταση είναι επιθυμητή.

α: Οι κοκκοποιητές ψεκασμού συνιστώνται για πολυμερή που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα και σε μεγάλους χρόνους παραμονής, όπως PVC, TPR και διασταυρωμένο πολυαιθυλένιο. Απαιτούνται ρυθμοί κοκκοποίησης έως και 4989.52 kg/h για να διατηρείται η διαδρομή ροής του πολυμερούς από το μηχάνημα προς τον θάλαμο κοκκοποίησης όσο το δυνατόν μικρότερη και να χρησιμοποιείται μικρή ποσότητα θερμότητας. Καθώς το πολυμερές διέρχεται από τη μήτρα, η περιστροφική δύναμη της περιστρεφόμενης επιφάνειας της μήτρας το κόβει σε σφαιρίδια. Μόλις κοπούν τα σφαιρίδια, εκτοξεύονται μακριά από το περιστρεφόμενο μαχαίρι και συλλαμβάνονται από τον αέρα που αναγκάζεται να κυκλοφορήσει στον ειδικά σχεδιασμένο θάλαμο κοκκοποίησης. Το ρεύμα αέρα αρχικά σβήνει την επιφάνεια του σφαιριδίου και το μεταφέρει έξω από τον θάλαμο τεμαχισμού και στη ζώνη ψύξης.

Οι ξηραντήρες ρευστοποιημένης κλίνης χρησιμοποιούνται συχνά για την ψύξη των σφαιριδίων. Τα σφαιρίδια σύρονται προς τα κάτω σε μια ρυθμιζόμενη ράμπα και ένας ανεμιστήρας κυκλοφορίας διοχετεύει αέρα μέσα από τα σφαιρίδια. Η ρύθμιση της κλίσης της ράμπας μπορεί να επιμηκύνει ή να μειώσει τον χρόνο παραμονής των κόκκων στον ξηραντήρα. Μια άλλη συνηθισμένη μέθοδος ψύξης είναι η εκφόρτωση των σφαιριδίων από τον θάλαμο κοπής σε μια δεξαμενή νερού και η αφαίρεση του νερού σε έναν ξηραντήρα ρευστοποιημένης κλίνης ή σε έναν φυγοκεντρικό ξηραντήρα.
β: Κοκκοποιητές με υδροβολή, κατάλληλοι για τα περισσότερα πολυμερή εκτός από εκείνα με χαμηλό ιξώδες τήξης ή ιξώδες. Αυτές οι μηχανές, επίσης γνωστές ως σφαιροποιητές με δακτύλιο νερού, έχουν ρυθμό σφαιροποίησης 13,607.77 kg/h.

Το τηγμένο πολυμερές κόβεται σε κόκκους από μια θερμή οπή καλουπιού με ένα περιστρεφόμενο μαχαίρι που περιστρέφεται έναντι της επιφάνειας της μήτρας. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος σφαιροποίησης είναι ο ειδικά σχεδιασμένος θάλαμος σφαιροποίησης με πίδακα νερού. Το νερό ρέει σε μια έλικα μέχρι να εξέλθει από τον θάλαμο. Μόλις κοπούν τα σφαιρίδια, ρίχνονται στη ροή νερού για αρχική σβέση. Το υδαρές πολτό σφαιριδίων εκκενώνεται σε μια δεξαμενή πολτού σφαιριδίων για περαιτέρω ψύξη και στη συνέχεια τροφοδοτείται σε έναν φυγοκεντρικό ξηραντήρα για την απομάκρυνση του νερού.

γ: Ο υποβρύχιος σφαιροποιητής είναι παρόμοιος με τον σφαιροποιητή ψεκασμού και τον σφαιροποιητή με πίδακα νερού, εκτός από το ότι έχει μια ομαλή ροή νερού που ρέει πάνω από την επιφάνεια της μήτρας, η οποία βρίσκεται σε άμεση επαφή με την επιφάνεια της μήτρας. Το μέγεθος του θαλάμου σφαιροποίησης είναι αρκετά μεγάλο ώστε να επιτρέπει στο μαχαίρι σφαιροποίησης να περιστρέφεται ελεύθερα στην επιφάνεια της μήτρας χωρίς να περιορίζει τη ροή του νερού. Το τηγμένο πολυμερές διέρχεται από τη μήτρα, το περιστρεφόμενο μαχαίρι κόβει τα σφαιρίδια και τα σφαιρίδια μεταφέρονται από τον θάλαμο σφαιροποίησης με νερό που έχει υποστεί θερμική επεξεργασία σε έναν φυγοκεντρικό ξηραντήρα. Στον ξηραντήρα, το νερό εκκενώνεται πίσω στη δεξαμενή αποθήκευσης, ψύχεται και ανακυκλώνεται. Τα σφαιρίδια περνούν από τον φυγοκεντρικό ξηραντήρα για να αφαιρεθεί το νερό.

Ο υποβρύχιος κοκκοποιητής πρέπει να χρησιμοποιεί το καλούπι στομίου με ομοιόμορφη κατανομή θερμότητας και ειδικές εγκαταστάσεις θερμομόνωσης. Τα μικρά μαχαίρια κοκκοποίησης θερμαίνονται ηλεκτρικά. Τα μεγάλα μαχαίρια κοκκοποίησης απαιτούν στόμια που θερμαίνονται με λάδι ή ατμό. Το νερό διεργασίας θερμαίνεται συνήθως σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά όχι αρκετά ζεστό για να επηρεάσει αρνητικά την ελεύθερη ροή των σφαιριδίων. Οι υποβρύχιοι κοκκοποιητές χρησιμοποιούνται για τα περισσότερα πολυμερή και ορισμένα μοντέλα είναι ικανά να επιτύχουν ικανότητα κοκκοποίησης 22,679.62 kglh. Ο τρόπος με τον οποίο το νερό ρέει πάνω από την επιφάνεια της μήτρας του στομίου είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα όταν χρησιμοποιείται για την κοκκοποίηση πολυμερών χαμηλού ιξώδους ή συνεκτικών, αλλά για ορισμένα πολυμερή όπως το νάιλον και ορισμένες μάρκες πολυεστέρα, αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να προκαλέσει το πάγωμα του στομίου. Άλλα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν: χαμηλότερη εκπομπή θορύβου επειδή η κοκκοποίηση γίνεται σε τηγμένη κατάσταση και το νερό λειτουργεί ως ηχοφράγμα· και λιγότερες αλλαγές μαχαιριών κοκκοποίησης σε σύγκριση με τα συστήματα ψυχρής κοπής.