介绍了国内外挤出机用高分子熔体过滤器的种类、特性和应用。双通道双柱塞不停机换网过滤器适合于PE、PP 的挤出加工,旋转园盘式不停机换网过滤器适合于化纤拉丝,网带式全自动过滤器其特点是更新滤网无需人工操作。由安吉化工塑机厂生产的循环滤块式不停机换网过滤器,安装了料压传感器,可避免漏换和错换,并可降熔体压30 %以上。
关键词:过滤器 挤出机 聚合物熔体
过滤器的突出优点是可长时间工作不需换网或不停机更换滤网,增产、节能、无废料,经济效益显著〔1〕。
1 挤出机用新型高分子熔体过滤器的分类按照主要功能新型过滤器可分为三类:
(1) 长效过滤器:此类过滤器的滤网面积比旧式的扩大5～50 倍,每个网片的工作时间基本可增加相同的倍数,但换网仍需拆卸法兰。
(2) 快速换网过滤器:换网时,利用人工或机械、液气动装置将滤网快速更换,此类过滤器一般需停机操作。其优点是不需拆机,缩短停机时间。
(3) 不停机换网过滤器:此种过滤器可在不停机、不中断正常生产的情况下将滤网更换,增产、节能、无废料,配备于长流程、高效率生产线中效果尤为突出。
按滤网载体的形状可分为圆盘式、滑板式、柱塞式等。按动力来源新型过滤器可分为:手动、机械和液气动。除此之外,也可以按滤网种类、形状、流道数目等分类。下面将国内外应用的新型过滤器归类列表1 。
2 国内外发展与应用
2. 1 新型高分子熔体过滤器在国外的应用与发展
德国WILL - MAN ( 威曼) 聚合物过滤公司、SCHEER(舒尔) 公司和奥地利EREMA(埃立玛) 公司相继研制出单通道单柱塞快速换网过滤器和双通道双柱塞不停机换网过滤器(图1) ,前者最适合于热切造粒生产,后者适合于PE、PP 等原料的挤出加工。德国TRENDEL (全达) 公司、KREYENBOYG(克雷博格)公司开发的TSK 型双柱塞矩形网和带程序控制的过滤器,使不停机过滤器的效能提高1 倍左右,而且还可简化部分操作。
德国GENUB (格南依斯) 设备技术公司开发的RSF 型旋转园盘式过滤器(图2) ,滤网更换方便,料压波动较小。适合化纤拉丝和高质量产品的生产。
德国Barmag (巴马格) 公司、奥地利Lenzing (兰精) 公司开发的单通道网带式自动过滤器图3 ,其网带长达10m ,自动移位更新滤网,不需人工操作。
还有日本秋源公司开发的循环滤块式不停机过滤器,日本木村公司开发的双通道双滤网不停机换网过滤器,此两种过滤器均能在连续生产中不停机更换滤网,也是目前国际上性能良好,应用较多的两类。
2. 2 新型高分子熔体过滤器在国内的发展
郑州市安吉化工塑料机械厂1990 年研制出带料压传感报警系统和高压污料泄荷系统的循环滤块式不停机换网过滤器,可在最佳时机更换滤网,避免漏换和错换现象; 而且还能使主体总压力比同类产品降低30 %。在美、德、法、日、奥、韩等国进口的BOPP、GPE、EPE、EPS ,拉丝,彩印复膜生产线上安装使用,更换滤网不影响生产,性能稳定可靠。他们研制的另一种产品,刚性网带式过滤器,与国际同类设备相比,效能提高5 倍,造价仅为进口产品的1/8 。
南京科亚塑机公司开发的单柱塞大面积双网片快速换网过滤器,在双螺杆热切造粒生产中可比同类产品提高2 倍左右的效能。
兰州飞机控制仪器总厂也设计了可在多种产品生产中应用的快速换网过滤器。
除此之外还有一些厂家也进行了长效过滤器和快速换网过滤器的研究与生产,此不再赘述。
3 我国在研究和应用方面存在的差距
3. 1 研究生产方面存在的差距
这些差距主要表现在:对新型过滤器的重要作用和地位认识不够,生产研究投入少,开发的新型过滤器的种类远跟不上应用需要,其生产也没有形成一定的规模。而德国的专业过滤器生产厂就有6 家,其它非专业生产者更多。产品规格齐全,小的仅重33kg ,大的重4295kg。过滤面积从8～2000cm2 。
在技术水平上,我们基本是处于国际80 年代的水平,中小型过滤器可满足一般应用要求。但能和大型挤出机配套的过滤器还不能制造。其主要原因是密封技术不过关。德国GNEUB 公司生产的KSF 和RSF型熔体过滤器耐压800 ×105Pa 不漏料,据称是采用一种自调压力的偶合密封环技术,永不磨损,不需维修。
在技术上的其它差距还有自动化程度和料压稳定性问题,奥地利EREMAR 公司、德国Kreyenborg 公司和GNEUB 公司都生产有全自动或半自动的过滤器。其中GNEUB 公司的RSF 型过滤器还可在工作的全过程中把熔料压力差控制在1 ×105Pa 以内。目前我国还没有一家生产厂能达到此水平,这对于高质量产品的生产是极有作用的。
3. 2 在新型过滤器的推广应用方面我们存在的差距
以德、奥、意为代表的西方塑料工业大国中,塑料造粒中生产线新型过滤器的配套率达到100 % ,挤出制品生产线中新型过滤器的配套率也达到80 %以上,而我们的造粒生产配套率达到85 %左右,而且绝大部分是性能较差的快速换过滤器。挤出制品生产线的配套率不及10 % ,工艺流程短的吹膜,挤管等生产线基本没有配套。
4 对策与解决办法
(1) 首先行业领导给于一定的重视,在高性能过滤器研究开发上给予扶持、协调。建立一个行业上的小协作组(分会) ,定期不定期的进行中外学术交流。
(2) 在老式过滤器造成麻烦多,经济损失多的行业中(如双向拉伸、塑料拉丝、挤出发泡、复合生产等) 组织新型过滤器应用的观摩会和经济交流会,以增加对新型过滤器认识的广度和深度。
(3) 尽快制订新型过滤器的行业或国家标准,确保过滤器质量的稳步提高,不达标的产品禁止生产和销售,净化市场。
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