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塑料薄膜吹塑过程膜泡的冷却

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塑料薄膜吹塑过程膜泡的冷却

发布日期:2020-06-17 作者: 点击:

       在塑料薄膜吹塑过程中,风环、膜泡内冷系统是膜泡成型、冷却的重要构件,膜泡的冷却依靠风环、膜泡内冷系统及吹塑设备周围的环境温度(室温)。风环是吹塑工艺膜泡成型和冷却的必不可少的基础部件,膜泡周围柔和的气流和合适的环境温度是膜泡后冷却的基本条件,膜泡内冷是一种先进的膜泡辅助成型和加速膜泡冷却的新技术。

  吹塑薄膜的冷却原理:塑料薄膜吹塑过程采用以空气作为冷却介质的风环对膜泡的吹胀区(即口模到冷凝线之间)进行外冷却,当冷却空气通过风机经风环以一定的角度和速度吹向刚从机头挤出的塑料膜管时,高温的膜泡与冷却空气相接触,膜泡的大量热量传递给空气并被带走,从而使膜泡(这时已成型为圆柱管状薄膜)受冷却、固化、温度明显下降。以往风机气量的采用薄壁钢板制作的阀门进行调节,存在噪声大等问题,现在不少风机通过变频器调节气量,达到气量控制量化、噪声小的目的。由于薄膜从成型到收卷存在一定的残余热量,要靠环境温度的空气进一步进行冷却。为更快地冷却膜泡,可采用膜泡内冷装置对膜泡吹进低温空气、排出热空气。

  风环通常采用铝合金铸,经机械加工而成。风环的安装必须与机头同心,与水平面水平,使冷却空气能均匀地喷射在膜泡的圆周上,保证膜泡均匀地得到冷却,以得到厚薄均匀的薄膜。风环与机头必须保持一定的安装间隙或有减少热传递的措施,减少风环的受热量,使空气的工作温度不受影响。

  在塑料薄膜生产过程中常用的风环有单风口和双风口两种形式。风环体主要有迷宫式和多孔过流式等结构。入口气室的容积应比出口气室的容积大,应有一定的气体压缩比,风环出风口大小可调,风口间隙为1~20mm,大小应根据机头口模大小而定,才能确保风环射出的空气均匀、气量及压力充足,达到理想的工作状态。风环出风口的角度即从风环出风口吹出气流的方向与膜泡牵引方向所形成一定的角度称为吹出角。吹出角的大小及位置与膜泡直径大小及薄膜厚度、塑料熔融状态等因素有关,吹出角的大小及位置设计不好会影响冷却及膜泡托扶效果,引进膜泡飘动,导致薄膜误差大,甚至无法达到预定的最大薄膜吹塑宽度,出现膜泡卡断等不良后果。国内外制造的有些大型的三层共挤塑料薄膜吹塑生产线无法达到预定的最大薄膜吹塑宽度,一部分问题就出现在风环设计上。

  单风口风环的成型与冷却的技术性能不如双风口风环,除HDPE薄膜吹塑成型及冷却具有独特的优点外,已经很少再设计应用。而双风口风环已经越来越广泛地应用于各种塑料包装薄以及农用地膜、土工膜的生产,尤其对于LLDPE、mLL-DPE、EVA等黏性较大的塑料薄膜吹塑用双风口风环更加理想。

  在膜泡成型过程中,双风口风环的内风口可以对刚挤出口模的管坯预冷却,同时消除口模的真空度,形成膜泡不粘贴风环内壁,确保膜泡正常成型的气垫层,使熔融管坯初始吹胀及初始拉伸时得到冷却;外(主)风口气体流量大,起着快速冷却膜泡的作用,上吹去吹塑设备的外风口同时有托扶膜泡的作用。大型风环的两个风口都能设计成大小可调的形式,小型风环由于空间的限制,内风口一般是固定不可调的,只有外风口的大小可调。风环的气流应具有合适的流量、压力及均匀度,才能保证薄膜厚度均匀。有的小型风环设计有调心装置,是为克服和减少环境气流差别等不利因素,矫正膜泡,减少薄膜厚薄均匀误差。

  为快速冷却膜泡及降低膜泡内部的环境温度,提高薄膜产量和薄膜的力学性能,排除膜泡内的雾气以及带异味的气体,应不断地排出膜泡内部的热空气,同时补充新的冷空气,最有效的方法是配置技术性能良好的膜泡内冷系统。为提高薄膜力学性能及产量,可采用制冷的方法为风环和膜泡内冷系统提供冷冻空气,遗憾的问题是制冷设备造价昂贵,用户难以接受。

  膜泡内冷系统(专利技术),由空气交换装置、内冷却风环、进排气风机和信号检测、控制电路等构成。由于低温空气进入膜泡时遇热膨胀,而排出膜泡的是热空气,必须实行精确的智能控制,确保进、排空气的过程膜泡大小不变。

  除了上述自动智能型的膜泡内冷系统以外,国内目前有另外两种简易型的膜泡内冷系统投入应用:

  第一种简易型的膜泡内冷系统由进排气风机、变频器、空气交换及空气溢流旁路阀等构成。这种技术是早期落后的膜泡内冷技术,反应速度慢,灵敏度差,膜泡大小无法准确控制,薄膜宽度误差极大。  

       第二种简易型的膜泡内冷系统由进排气风机、变频器、空气交换等构成,构造简单,造价低,误差大,容易失控影响制品质量。

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