熔体泵在平行同向双螺杆机组中的技术研发

1、企业研究开发项目计划书及经费预算项目名称 熔体泵在同向平行双螺杆挤出机组中的技术研发 企业名称 南京杰亚挤出装备有限公司 企业法人（签名） 项目负责人 电话 项目起止时间 2015 年 10 月 至 2017 年 3 月填报日期 年 月 日江苏省科技厅2006年制一、立项依据1项目开发的目的、意义；当前，我国塑料制品行业仍随国家宏观经济稳定增长而快速增长。但是国内塑料制品的发展同发达国家相比还是有着一定的差距。生产和销售的一些方面都不是很完善，因此，加快塑料制品业的发展是我国社会经济发展的迫切要求。随着我国经济的飞速发展，这种要求更为显著，又因为塑料制品具有特殊的生产工艺，对塑料挤出工艺的技术

2、要求，则成为塑料制品行业中至关重要的问题。但是由于挤出机的出口压力受各种因素的影响存在着较大波动，必能会影响制品的尺寸精度以及废品率，尤其是对于一些成本较昂贵的原料，使用熔体泵更为必要，更有价值。这将是今后十几年的发展方向，有着广阔的发展前景。 由于塑料挤出工艺的性质，决定了物料必须保证在高压状态下输送到挤出机头。随着机械工业的日益发展，熔体泵在国内市场逐渐地被行业人士所采纳应用。本项目将针对熔体泵对于平行同向双螺杆机组在化纤、造粒、塑料薄膜、片材、板材、型材、管材、电线电缆、拉丝、复合挤出等生产线上的具体的作用，深入了解熔体泵对于平行同向双螺杆设备的生产能力、生产精度、对于机组设备的损耗程度

3、以及实际使用能耗的表现。2. 国内外现状、水平和发展趋势；上世纪80年代至90年代，熔体泵挤出技术在工业发达国家取得了高速发展，它在塑料挤出加工业的应用已涉及造粒、挤板（片、膜）、挤管、吹膜、挤出涂敷、型材挤出、连续吹塑等领域，加工的材料几乎涉及所有的热塑性树脂、热塑性弹性体及其它聚合物。广泛采用熔体泵挤出技术已成为塑料挤出加工业的主流。近年来，国内引进的熔体泵挤出设备明显增多国内开始注意应用熔体泵挤出技术，熔体泵挤出设备的国产化现已起步，相关技术方面的科研开发工作也在进行。但总体来看，无论是用量还是技术水准，与发达国家相比都有很大差距。尽快缩短这方面的差距，还需国内同行做相当的努力。将螺杆挤

4、出机与熔体泵串联到一起使用,是应用熔体泵挤出技术的一个主要领域。目前在我国销售的熔体齿轮泵主要有瑞士Maag、日本岛津、德国Barmag3家公司。其中Maag公司是专门生产熔体齿轮泵和熔体过滤器的厂家,其产品规格最全,技术力量最为雄厚,为市场上的领导者,其熔体泵的最大产量能够达到114t/h,在中国市场的份额约为40%。岛津主要从事化工测试仪器分析、医疗设备、环保设备的研制,熔体齿轮泵只是其机械产品部下面的一个分支,在中国大陆市场的份额约为30%。Barmag主要从事纺织、设备的研制,在中国大陆市场的份额约为10%,另20%为其他公司占有。目前国内能够生产熔体齿轮泵的厂家有苏州工业园区华西泵业

5、有限公司、南京科亚公司等厂家。苏州工业园区华西泵业有限公司专门从事纺丝计量泵的研制,目前生产的熔体齿轮泵的最大产能为3t/h左右,不带联苯保温夹套,电机和泵轴间的传动轴不是万向轴,受热膨胀时,影响泵和电机的固定。南京科亚公司是由原化工部化工机械研究院及外商组建的,主要从事双螺杆挤出机整套装置的研制。生产的高温熔体齿轮泵是为其螺杆挤出机配套的,主要应用在塑料加工领域。该公司目前也只能生产产量在2t/h左右的熔体齿轮泵,配有保温夹套,是增压计量齿轮泵,安装在挤出机和机头之间 3本项目达到的技术水平及市场前景。进入20世纪90年代中期,我国聚酯工业发展迅速,截止到2002年底,我国的聚酯年生产能力已

6、经达到1052万t。与此同时,我国聚酯技术装备的国产化率不断提高,已从零部件“嫁接”到逐步向全部替代进口设备技术迈进。据有关资料显示,如果聚酯装置全部采用引进技术和设备,建设投资要比国产化投资高3.5倍。由于我国在设备及技术引进上的关税及增值税较高,与亚洲其他国家和地区比,我国建设同规模企业投资要比国外高出20%,再加上外商对设备、材料承包以及收取专利及设计费等,与采用国产化技术,国内承包设计采购方式比,总投资至少高出50%。从国外引进设备技术,使企业投资成本大大增加,造成企业竞争力薄弱。所以,聚酯设备的国产化已经刻不容缓。但也应该承认,在聚酯设备的关键部件方面,我们与国际水平尚有一定差距,尚

7、不能完全国产化,如在聚合物熔体齿轮泵的开发上就是如此。在聚酯生产中,高温熔体齿轮泵是增压输送高温、高黏度聚酯熔体的关键设备,其性能的好坏直接影响到整条生产线的运行。一台完整的熔体齿轮泵包括电机、减速器、联轴器和泵头等几部分。泵头主要由泵壳、主动齿轮、从动齿轮、滑动轴承、前后端板、填料密封等组成。熔体泵的滑动轴承上开设有润滑槽,利用熔体自润滑,它在高温、高压下工作,具有良好的耐磨性。齿轮啮合旋转,将熔体从泵的入口吸入,将熔体加压后从泵的出口挤出。熔体齿轮泵主要用于熔体输送、增压和计量,具有结构紧凑、运转可靠、能耗低、容积效率高,对熔体剪切作用小等特点。在高黏高压时流量稳定,无出口压力波动。在一般

8、情况下,齿轮泵的工作环境是处于高温状态下,因此,大多数的齿轮泵还带有保温夹套,以符合被输送的熔体对温度的要求。熔体齿轮泵作为石化和化纤行业聚合物生产线上的关键设备,无故障、稳定、长周期地运行对整个生产线的连续稳定,提高生产效率和经济效益具有重要意义。二、开发内容和目标1、项目主要内容、目标；熔体泵主要功能是将来自挤出机的高温塑料熔体增压、稳压后流量稳定地送入挤出机头。其稳定熔料压力、流量的能力优于各种类型的挤出机。将它与同向双螺杆挤出机串联使用时，就使整条生产线的效益显著增加。我们研发的主要内容就是了解应用熔体泵的好处有哪些： (1)精度高： 能实现稳定挤出，提高挤出制品尺寸精度，降低废品率。

9、在挤出过程中，物料加料量的不均匀、机筒和机头温度的波动、螺杆转速的脉动等现象是难以避免的。使用熔体齿轮泵可消除加料系统的加料误差，可大幅度减弱上游工艺传递的波动，快速的进入稳定的工作状态，提高挤出制品尺寸精度，降低废品率。(2) 能耗低：将同向双螺杆挤出机与熔体泵组合成混炼挤出造粒生产线，其混炼质量和产量比单独的双螺杆造粒机组大幅提高。(3) 省工艺：在原来是单螺杆或同向双螺杆造粒挤出机上加装熔体泵和管、板、膜等挤出机头，可省掉造粒工序直接挤出制品。这种系统非常适合挤出制品的材料需要经过共混改性的场合。该熔体泵系统除具有上述第2条优点外，还通过简化挤出制品的生产工艺过程，缩短生产周期来实现节能

10、。(4) 寿命长：使用熔体泵后挤出机螺筒内压力降低，能大大降低螺杆和螺筒之间的磨损，减轻齿轮箱推力轴承的负荷，延长挤出机寿命。挤出机在生产工艺中需要排气的冒料问题也可迎刃而解。 (5) 易检测：具有线性挤出特性，便于上、下游设备协调工作。由于齿轮泵漏流量较少，泵的输送能力与转速基本成线性关系，齿轮泵转速改变后，其流量能确切地知道，由于可以确定上、下游设备与齿轮泵同步的工作速度，利用齿轮泵入口、出口处采集的压力、温度等信息资料，实现整个挤出过程全程在线监测与反馈控制。2、技术创新之处；利用国际认可的实验手段，直接性的模拟实际使用中的工况，使实验过程和结果都简洁明了的展示出来。3、主要技术指标或经

11、济指标。(1) 实验标准：参照JB/T 5420-2001标准；(2) 模拟工况：两台相同工况的挤出机，其一串联熔体泵；(3) 磨损介质：PA66物料 ；(4) 主机统一转速：500rpm/min；(5) 挤出成品精度：±0.05mm；(6) 测试时间：5个工作日。三、开发试验方法及技术路线1、采用试机模拟实际工况1号挤出机2号挤出机（串联熔体泵）废品率（%）3.21.2电流值（A）11288磨损率（%）9.75.92、测试结论(1) 在实验时间内，2号挤出机每100KG原料能节省2KG原料；(2) 2号挤出机在能耗方面比1号挤出机大约节省25%的电量；(3) 结束试机后，1号挤出机

12、的磨损也是大于2号挤出机；四、现有开发条件和工作基础1、承担单位开展本项目的优势南京杰亚挤出装备有限公司是由一批多年来在挤出机产业研发设计、生产技术、销售服务的坚强团队组建的高新技术公司。目前主要致力于高效单,双螺杆混炼挤出机组为主的成套设备制造及相关工艺，直到交钥匙工程。根据物料体系和工艺过程，实现配混装备结构设计优化,融机电、工艺系统为一体，是我们多年经验积累与综合技术的集中体现。南京杰亚挤出装备有限公司的产品系列涵盖单螺杆挤出机组、同向双螺杆配混机组及配套辅机设备等等。今天，随着科技的巨大发展，塑料和橡胶工业对于我们的生活越来越重要，保障我们的生活，提高我们的生活质量和改善环境。几乎每天

13、，通过研究、发展和改进，新的改良材料的应用范围变得更广阔，这些提供了越来越多的革新的终端产品。五、计划进度2015-10至2015-11：立项、调研。2015-12至2016-04：研发、设计。2016-05：确定设计方案。2016-06至2016-08：实验阶段。2016-09：试测阶段。2016-10至2017-01：调试。2017-03：定型。六、本项目研究开发人员名单姓名部门年龄学历专业职务本项目中承担的工作七、主要（大中型）仪器设备清单资产名称单位原值/元规定折旧年限台式电脑台电脑台复印机台空调批华硕笔记本电脑台操作台台手机部八、经费预算项目预计总经费 万元。项目经费支出预算表单位：万元经费支出预算科 目预