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造粒机电气控制系统的未来发展趋势同造粒技术

2020-11-16 23:11:45

其一、造粒机电气控制系统的未来发展趋势

造粒机的电气控制正向率、节能和高度自动化的方向发展。随着造粒机控制系统的进一步发展,在电气控制系统设计方面,为了对系统参数实现的控制,采用了控制手段和检测仪器,并且通过对主要目标质量控制参数实现闭环控制、复杂控制(如串级控制、前馈控制等)以及智能控制等(如神经网络控制、模糊控制等),实现对终生产目标的控制。采用工业控制计算机或可编程序控制器作为核心的控制系统,对采集到的数据进行分析处理,并通过控制系统分析和控制功能,对挤出造粒生产过程参数进行PID调节以及前馈、反馈等自动化控制。在现代造粒成型控制系统中,还采用神经网络系统、统计控制系统等,对造粒过程进行智能化控制,进一步提高挤出过程的控制精度。

从整个造粒机电气控制系统的组成结构来看,电气控制系统主要包括速度控制子系统、温度控制子系统、压力控制子系统等几部分。

速度控制子系统是造粒机的主要组成部分之一,其作用是使整个生产过程的速度能够正常的运行。速度控制子系统主要包括喂料过程的速度控制、挤出过程的速度控制。

造粒过程的速度控制。速度控制子系统由电动机、变速装置、减速装置及轴承系统组成。

造粒机的速度控制装置通常按电动机一变速装置一减速箱一螺杆这个顺序,彼此用皮带和齿轮连接起来。新型的传动系统中,变频器已广泛应用,直接控制生产转速。

造粒机温度的控制部位一般分为料筒温度控制与模头温度控制两大部分,模头温度直接影响产品的表面光亮度,料筒温度影响产品的内在塑化效果,两者原理一样起主要作用的是机筒温度控制。国内造粒机温度控制系统一般采用“温控仪表十接触器十电加热器”的控制方式。我们通过智能温度控制系统实现整个生产过程的温度控制。

造粒机系统的压力波动将直接影响挤出成品的产量波动,因此对于生产设备而言,控制好生产压力波动。压力控制主要存在于单螺杆造粒机的挤出塑料过程,在螺杆的推进作用下,高聚物沿着螺槽不断向前输送并建立一定的压力,高聚物熔体在压力的作用下流经膜头获得一定的形状。模头压力作为一个重要的加工工艺参数,对造粒机的产量有着决定性的影响。压力控制主要是先通过模拟量给定调整造粒机转速使出口压力维持在设定值附近,再通过调整给料器转速使出口压力恒定。

其二、造粒技术

可追溯至古代时期陶类生活器具的制造过程,随着时代发展与工业生产技术的进步,造粒技术也不断发生着变化。古代时期,造粒技术主要应用在生活生产方面,比如陶瓷业生产的胚胎成型过程、以及古代建筑的土质砖坯生产过程等。至19世纪初期,造粒技术开始在金属制品领域普及,主要应用在金属粉体物料的压坯及锻打等成型过程。至19世纪中期,石蜡造粒机造粒技术开始向化工、矿产、医药等领域发展和应用,主要包括混合肥料造粒,速溶颗粒食品的造粒,粉体物料制备成片、丸的过程,褐煤和泥煤的无粘结剂压制成型过程等。至20世纪初期,造粒技术在越来越多的工业生产领域普及和应用。

从广义上来讲,将小颗粒粉体物料聚集成大体积实体的工艺过程都可以称为造粒过程。而在各种造粒方法中,干法造粒技术作为一种操作简便和生产的生产工艺,广泛的应用,该技术是以粉体物料为主要原料,利用粉体物料自身凝聚粘附力,通过借助外力造成的挤压作用,逐步被压制成质密的薄片或粒的过程。其优点主要有以下几个方面:

1)干法造粒技术通过机械挤压对粉体物料进行压缩和成型,能够连续的对粉体物料进行造粒,可明显提高生产效率,无需添加任何添加剂,尤其是在食品和医药领域险,其产品性高;

2)相对于湿法造粒技术,干法造粒技术省略了加湿和干燥工序,尤其是沸腾床、烘箱等设备一次性投入成本较高,占地面积较大,导致加工成本高,能源消耗量大,操作人员多,设备维护成本高等问题,而干法造粒技术操作简便,可明显减少工人的劳动强度,加节能环保,可降低企业生产成本;

3)干法造粒技术通过将粉体物料制成理想的形式或形状,通过增加粉体物料单位体积的质量,以便于存储和运输方便,并且能够准确定量、分配和管理等,如制剂制片、食品工业中小体积食品的压制成型等;

4)干法造粒技术可以改进产品的外观形状,改变粉体物料的流动特性,减少粉料飞尘造成的污染,如陶瓷材料的造粒过程,可显著提高生产加工时给料的稳定性。

5)干法造粒技术的产品,可以方便控制某些产品的溶解速度,比如一些速溶食品,化肥的融解等。


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