熔体增压计量泵在挤出生产线上的应用

仅供个人参考熔体增压计在挤出生产线上用很有可能你经听说过或读到过一些有关在挤出生产线上应用熔体增压计量齿轮的介绍和文章而有关装这种泵的优点，确实也有许多报道。但是对于一个具体工艺，齿轮泵有哪些价值？实际的效益和成本如何？怎才能知道？这些问题都是人们所关心的。对于在挤出上应用齿轮泵，这种兴趣在过去十几年来一直在不断增长，别是在薄膜及片材等相似的挤出应用中。当然，引起这种兴趣的真正因是齿轮泵能够提高产品质量、增加产量、降低耗材，特别是当熔体密度或产品变化的时候。但是应如何得这些益处？这种益处对任何一种应用又有多大？你如何能在产线上见到这些益处？你能得到什么样的回报？在本文中，们将探讨这些问题及其他有关问题，并试图来解释这种齿轮对一条挤出生产线有什么影响们将主要讨论生产线的改造即原出上加台计量泵的效果如何。在这篇文章，我们将以美国Zenith厂的PEP-II轮泵为例，说明齿泵的应用原理及效果。ZenithPEP－型轮是为合的生产，特别是挤出生产工艺而计的其优异的性能可用于多种工艺条件PEP-II泵有与目前市场任何泵型相比的最高泵效制造材料为最新研制的工具钢，并采用体淬硬工艺，以期获得更长的寿命以及更佳的承压能力。不得用于商业用途

仅供个人参考工处高度料的工艺与其他泵制造商相比，在尺寸误差方面为精密。齿轮泵的工原理齿轮泵的概是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在个紧密配合的壳体内相互啮合旋转个体的部类似“8字形，两个齿轮装里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出的物料在吸入口进入两个齿轮中间并满这一空间，随着齿的旋转壳体运动，最后在两齿啮合时排出。在术语上讲泵也叫正排量装置一个缸筒内的活塞，当一个齿进另一个齿的流体空间时液就机性地挤排来。因为液体是不压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体被排除了。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在的出口提供了一个连续排除量泵每转一转，排的量是一样的。随驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与的转速有关。实际上，在内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙合，故不能使流体％从出口排，所以少量的流体损失是必然。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93～％的效率。对于粘度或度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。如果一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，不得用于商业用途

仅供个人参考泵则会推动体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化即果网变脏、堵了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装中最弱的部件的机械极(常装有一个扭矩限制)对于一台泵转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体，如果传送的是油，泵则能以很高的速度转动，但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时这种限制就会大幅度降低。推动高粘流进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的，如果这一空间没填充满，则泵就不能排出准确的流量，所PV值压×流速也另一限因，而且是个工艺变量。由于这些限制，齿轮泵制造将提供一系列产品，即不同的规格及排(每一所排出的量。这泵将与具体的应用工艺相配合，以使系统能力及价格达到最优。PEPII泵的齿轮与轴共为一体，采用通体淬硬工艺，可获得更长的工作寿命。“D型轴承结了强制润滑机理，使聚合物经轴承表面，并返回到泵的口侧以保转轴的有效润滑。这一特性减少了聚合物滞留并降解可能性。精密加工的泵体可使“D型轴承与齿轮轴精确配合，确保轮轴不偏心，以防齿轮磨损Parkool密结构聚四氟唇型密封共构成水冷密封这种密实际上并不接触轴的表面它密封原理是聚合物冷却到半熔融状态而形成自密封。也可以采用Rheoseal密它轴内表上加工有反向螺旋槽使合被反压回到进口。便于安装，制造商设计了一个环形螺栓安装面，以使与其它设备的法安装相配合，这使得筒形法兰的制造更容易。不得用于商业用途

仅供个人参考－齿轮泵带有与泵规格相匹配的加热元件用选配，这可保快速加温和热量控制。与泵体内加热方式不同，这些元件的损坏只限一个板子上，与整个泵无关。齿轮泵由一独立的电机驱动，可有效地阻断上游的压力脉动及流量波动齿泵口的压力脉动可以控制在1%内挤生产线上采用台齿轮泵可提高流量输出速度减少物料在出机内的剪切及驻时间低塑温度及力脉动以提高生产率及产品质量。齿轮泵效用验分析下面的分析主要论证齿轮泵在挤出生产工艺上的独特作用，这些分析是一台单螺杆挤出机上进行的。1.力均匀特性图1示了一个挤出机如何消除进口压力脉动的实例。此曲线的测绘过恒转运行一台排量为的齿泵，并改变一台口的单螺杆挤出机的喂料速度而获得的，原料为PETG侧曲线表示进口压力脉动(格为250PSI)侧曲线表示相应出口压力动值(每格为图表明对于进口压力脉动，齿轮泵的输不受影响在个测试中我还过动方式在泵的进口施加了一脉而相应的出口反应仅为10PSI确了一个工作中的轮泵可使模头处的压力脉动衰减的效果而以出论，齿轮泵有效地隔离由挤出机螺杆抖动、速度不稳、喂料不畅等引起的不规则动，使对最终成型装置的影响降至最低。进一步的研也证明了这点使一台CDPE单螺挤出机不不得用于商业用途

仅供个人参考连接齿轮泵其压力脉动均为1800PSI的4.3%;而用齿轮泵后，则降低至±1.2%图2示了一个“主动计量”的概念，在这里，齿轮泵保证了向模头输出个压力与速度均为稳定的物流在许多生产工艺进压力高而出压力低也是很普遍的挤机立背压的目是要强化混合与熔通过模头的流量则泵进行调节以达到最终的产品尺寸。此图是与图相的实验中测绘的。通常，Zenith泵进口力在较宽的范围内基本上不是很敏感(5001500PSI),这决聚合物本身与齿轮泵上的压降。根据这些测试的资料，轮泵可以降低在熔融过程中所产生的瞬间压力脉动于这些特点，模具顶端处的尺寸稳定性可得到改善，而产品的质量也得到了改善。2.加生产能力在有齿轮泵助的挤出线上于的口力持低(通500PSI即可)在挤机的螺杆齿轮泵之间的压力输送过程中，物料的回流被降低。从液压角度来讲轮泵是一种比挤出机更易有效建立压力装置因螺挤出机在给定的模头压力下其出可被大大改善。ZenithPEPII泵以容地建立起模头所需要的压力，这样就可以降挤出机的背压般律的压每降低，其在给定速下的输出量可增加大约％在LDPE的挤出实验中，靠使用一台齿轮泵，挤出机输出量比在同样的螺杆度及模头压力下(3400PSI参见图3)增了％这不得用于商业用途

仅供个人参考很容易理解，因为挤出机此时已不在3的力下输出料齿轮泵只需要出机提供一个很小的进口压(实验中为500PSI)。显而易见，用一台齿轮泵，挤出机在同样的速度下，其生产能力可大大高。3.度控制需要再次强的是，作为使用ZenithPEP－II齿的果挤出机背压的低将减少聚合物在机内的驻留时间并使塑化过程更为稳定当出机速度和压力一定时在轮泵挤出系统的泵入口的温度要比常规挤系统在挤出机出口处的温度降低许多使泵中还有一个温升但的温度比常规挤出机系还是要低图4表了在一个生产工艺中在速度下运行一台大排泵比在高转速下运行一台小排量泵所表现出好处。从图可，在量为80bt/h3台同排量的泵的条件下，温度结果如下：根据比热和传导性，对于其它聚合物也有类似的结果。泵的温升可计算:T(Π×TV×N/16800×Q×SH其中TV—粘性扭矩(lb-in)Q—量1b/min)N—转(SH—比热图5示了一个温升的实例。所用泵为，排为100cc/rev,本表出不同转速及不同压力下升的变化。不得用于商业用途

仅供个人参考4.低剪切能量ZenithPEP-II泵中的齿采用了冠状齿根形设计，与常规标准齿型相比降了剪切能量及功率消耗此低长径比齿形的用还减少了聚合物齿轮中部排出所须通过的距离些都大大降低了被传递给物料的能，保护了其机械性能，并在整个过程中维持了较低温度，同时，泵的命也得到了延长，驱动装置被减小，为大多数挤出系统提供了一个高、节能、稳定的装置。冠状齿根齿形在效果上可使输出量增长％～％图6表了有冠状齿根的齿轮与标准齿轮在一条PS产线上对比的结果此曲线显示其增长约为％不得用于商业用途

仅供个人参考仅供个用学习、究不得用商业用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;forcommercialuse.NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetlare