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COMPEO--新一代的BUSS混炼机

COMPEO--新一代的BUSS混炼机 链塑网
2020-04-20
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导读:内容整理自链塑云课堂高荣宝直播《COMPEO--新一代的BUSS混炼机》,点击文末阅读原文,关注链塑云课堂查






内容整理自链塑云课堂高荣宝直播《COMPEO--新一代的BUSS混炼机》,点击文末阅读原文,关注链塑云课堂查看更多课程信息。


各位朋友:大家晚上好!我看到有很多BUSS的铁粉、用户以及上下游的合作伙伴早早进入了直播间,BUSS的新老朋友们欢迎你们的到来,感谢各位放弃休息时间相聚在链塑云课堂第一季BUSS第二讲的直播间。上一讲,已经对COMPEO-新一代的BUSS混炼机做了初步的介绍,有朋友提出希望能更详细地介绍一下。所以今天布斯第二讲的主题就是COMPEO-新一代的BUSS混炼机。


在配混生产中, 大家会经常遇到一些“头痛”的“困难”, 即“痛点”和“难点“。



比如说,主喂料口湿气往上冒影响下料;侧向喂料不稳定,喂料量受限;真空排气口经常冒料;熔体温度太高;产品分散分布混合不佳;机筒内磨损检测不易;机筒内衬套更换麻烦;加工元件种类多,通用性受限;液体添加剂注入点受限;有的配料混合效果要求很高,但剪切又不能太强等等难点和痛点。这些痛点和难点有些与设备的设计有关,有些与混炼的工艺有关,有些则与两者都有关系。今天我将重点介绍设备的设计方面,工艺方面的问题在下次有机会再和大家交流。


首先,COMPEO系列是BUSS 70年来不断的技术创新推陈出新的结果。BUSS混炼机的发明人List先生早在上个世纪40年代曾说过:“我总是说,有一个更好的聚合物加工方法”, 这一信念,使他最终在二战结束不久,在同向旋转双螺杆发明的同期发明了往复式连续混炼机,并将此专利售予了BUSS公司。从此,BUSS人便开始了往复式混炼机的设计和制造,而List先生的信念一直激励着几代BUSS人在发展中创新,在创新中发展。



请大家看左边这张图,上面横坐标,我们选取了混炼机7个应用领域,即粉末涂料和墨粉、热固性塑料、PVC造粒、PVC压延喂料、电缆料、母粒和工程塑料(热塑性塑料改性)。纵坐标是时间轴,我们选取的是从1960年到2020年的60年间,BUSS的混炼机从最初的PR系列,到70年代中期的专用系列,再到1995年的模块化设计理念的PCS和MKS系列,这些系列都是3螺片的混炼技术。那什么是3螺片呢?我们是指BUSS混炼机它的螺纹元件每一圈的螺线分成3个螺片。进入21世纪之后,BUSS开发出了4螺片混炼机,quantec和MX机型分别用于PVC和基本上以聚烯烃为基料的电缆料和母粒配混。那我们如何把之前的众多的系列整合到一个模块化的设计平台上面,将模块化的功能进行科学的组合,满足不同产品的应用要求?2018年一款节能高效灵活的COMPEO系列应运而生,它继承了前几代BUSS混炼机的优良基因。比如说独特的工作原理(螺杆转动同时还前后的往复运动,销钉和螺片似正弦曲线的相对运动),准确的温控,受控的剪切率,坚固耐用等优点和性能不一而足,可谓“博采众长”!同时,又有诸多的创新。



让我们一起先看看COMPEO的颜值。想必各位和我有同感,它的颜值确实比前几代的设备更靓丽了。而那些老设备,当年也是台台靓丽。现在虽然看上去历经沧桑,有些还几经搬迁,但并未伤筋动骨,还继续默默地运行着,为用户创利。BUSS混炼机经久耐用,的确不是浪得虚名!


目前,COMPEO系列有5款机型,按螺杆直径分别是55、88、110、137和176。其中55、88和110已投放市场和实际应用。


COMPEO是BUSS推陈出新的结果,是博采众长的结晶。它具有以下主要这些特点:


1.除了以前的3螺片、4螺片螺纹元件外,COMPEO系列又新增了2螺片和6螺片螺纹元件,因此它有非常灵活先进的螺杆结构

2.较低速度下的高性能

3.高耐磨材料降低维护成本

4.人机工程学设计,操作简便,减少差错和停机时间

5.高稳固性和运行安全性



现在,让我们从设备基本设计开始由表及里的一探究竟。首先,COMPEO基本设计理念是模块化设计。根据不同的配混应用要求经模块组合来制造出一款量身定制的混炼系统。模块化设计适用于任何特定的配混应用;创新的双螺杆出料单元用于稳定建压;整个机筒长度上对混炼螺杆支撑,减少磨损;螺杆芯轴设计优化,大幅度提高扭矩;加工段隔热设计,提高能效。


混炼机驱动部分,除55机型是风冷交流电机,皮带传动外,其余的混炼机都是交流水冷电机,减速摆动齿轮箱通过联轴器传动与电机链接。加工工艺段机筒由主加料机筒,6个长径比的熔融混合段,7个长径比的侧喂料混合段以及5个长径比的真空排气排料机筒组成。根据不同产品混炼的工艺要求,混炼机的加工长度有11L/D、13L/D、18L/D、20L/D和25L/D。



现在,让我们来具体看一下喂料部分的设计。BUSS混炼机具有高填充的加工能力,在COMPEO设计方面,BUSS给予了极大的重视。从喂料来讲,我们这个机器一共可以设置三个喂料口。作为标配,第一个主喂料口是上部喂料,然后可以配置一到两个侧向喂料。再有一个,因为设计充填度得到优化产能更高。


大家可能还记得,前面我提到的痛点中第一点主加料湿气往上冒影响落料的有效性、稳定性,那么COMPEO在设计上是怎么考虑的呢?首先,我们的加料斗有多个加料口和排气口、料斗壁比较陡峭,很重要的一点的是料斗里面有一个夹套。


从第三张图我们可以看出主加料口比原来那个口要大很多,排气的面积增加了很多,料斗里面有一个夹套有一个单独的腔体,可以让气体通过腔体单独的逃逸出去,避免了气体往上冒,对从上往下落的物料特别是粉料喂料的影响。


当添加大量的粉料和玻纤时,我们选用侧向喂料机。侧向喂料机大家都比较熟了,我让大家看下我们侧向喂料机的截面图。大家可以看到料斗除了进料口还有排气口,重要的是料斗里面也有一个夹套,气体可以通过单独的腔体逃逸出去。再有一个特点,侧向喂料机和混炼机侧向喂料口连接处的适配法兰可以通水进行冷却,再者我们料斗里面有一个料位计,如果物料在料斗里面有堆积,通过料位计的检测会报警,提醒操作人员及时检查。



液体的加料方式也是BUSS混炼机的一个亮点,通过那么多的混炼销钉,我们在适当的位置,可以选择用一个空心的销钉里面设置注射枪,液体经过精确的计量之后,直接把液体打入进去。BUSS混炼机液体注入有几个独特的优点:


1、液体在适当的位置直接注入熔体内;

2、注入点不受限

3、因为销钉是被里面的熔体所包覆,所以液体添加剂注入之后,可以马上和熔融体进行混合,在机筒内壁金属表面没有附着,无挥发带来的损耗。

4、工艺过程准确、安全和无害。


接下来就是COMPEO加工段,这是BUSS混炼机的核心部分,BUSS的混炼机机筒可以沿着轴线打开,打开的角度是120°。机筒的内壁上面我们装有半圆形的内衬,这个内衬可以通过我们提供的工具进行方便更换,内衬的每一侧装有3排的销钉,所以机筒内壁上沿着轴向一共装有6排的销钉,空心销钉里面可以选择内置热电偶或者液体的注射针。


我们的螺杆是一根积木式螺杆,而且螺杆每转一圈,螺杆各朝前朝后摆动一次。另外我们可以看到,因为机筒可以打开,我们可以很方便的检测螺纹元件、销钉、内衬的磨损,特别是对做一些磨蚀性的、磨损比较严重的配方,这个设计提供了便利。



今天相聚在直播间的朋友中肯定有BUSS的用户,他们知道,原来的BUSS混炼机机筒和螺杆上有2个支撑点,支撑点的内衬直径与其它的内衬直径是不一样的,而现在COMPEO的设计取消了这2个支撑点,改为整个加工段长度对轴支撑,所以所有的内衬直径都相同,更耐磨。


内衬是对称设计,所以内衬的安装位置很灵活,可以左右两侧互换,也可以单侧端面互换,内衬备件的种类大大地减少了。


2/3/4/6螺片各自对剪切捏合、混合、输送效率、物料停留时间的影响不同,它们的多重组合极大地扩展了工艺调节的灵活性。


另外,温度的控制毫无疑问是对混炼设备来讲是特别重要的一个方面,我们采用电加热棒加热来对机筒进行调温,最高温度可以达到400℃,这个温度基本涵盖了塑料配混大多数品种,通过均匀密布的水槽来冷却机筒。


那如何来检测温度呢?通过在销钉里面设置热电偶,我们可以直接测得物料的实际温度,而且沿着轴向有很多的销钉,所以我们可以选择测温点的位置和数量。这个对我们掌握工艺,特别是对工艺要求比较苛刻的配方来说,意义是非常重大的。


电加热棒加热无疑是增加了能效,而隔热防护罩则减少了热辐射和热耗散。加上BUSS混炼机固有的比能耗低的优点,设备长期运行后,定能为用户节省大量的运行成本。


接下来我们来看下工艺部分,COMPEO的工艺灵活性极高。高产能和可控的能量输入可同时实现,产能比达到1:6。新款COMPEO如同被你驯服的良驹,或马力十足的SUV令你随意驾驭。



COMPEO模块化设计在加工元件的标准化设计上得到了充分的体现。正如我刚才所讲,COPMEO目前有4种不同的螺纹元件,所有的螺纹元件长度一致;螺纹元件外径一致;Do/Di比(槽深比)达到1.7。在配混行业的人都知道,槽深比越大意味着机器内部的自由容积越大,1.7这个比例是比较高的,高填充的配方当然需要很大的机器内部的自由容积。



另外,设备加工长度可以根据不同产品的应用要求进行定制,比如说13长径比用于PVC的造粒,比如说25长径比用于工程塑料、高性能的改性料,25长径比有三个加料口。


因为往复运动,所以在混炼机末端,熔体有个脉冲的现象,压力不稳定,BUSS的混炼机有一个建压的出料单元,来建立起稳定的压力,之后将熔体稳定的输出到后续的设备,比如说过滤器、水下造粒。COMPEO排料单元,我们采用的是上下排列的锥形异向双螺杆作为建压排料单元的,这个是COMPEO独有的创新。


COMPEO采用System control 4.0 系统控制


最后,在这里我举一个无卤阻燃料的例子。在生产无卤阻燃料方面,通常采用ATH和氢氧化镁,这样粉料的添加量比较高,有时达到60%或者60%以上,属于高填充的范围。以ATH为例,ATH的分解温度和聚合物基料的熔点相差不大,所以这个加工窗口很窄,在加工的时候一定要注意分散均匀,同时也要达到一定的产量,这样的生产要求就相当苛刻。BUSS新一代混炼机COMPEO配混和建压在两个单独的阶段优化,能保证均匀适度的剪切率的同时对温度实现精确的控制,同时拥有高填充加工能力,在低比能量输入下对物料进行均匀混合。通过COMPEO,在生产无卤阻燃材料时候既可以避免阻燃剂分解又可以达到较高的产能。



至此,对COMPEO的介绍基本就结束了。希望大家对它的颜值和品性有了初步的较全面的了解。如果我的介绍能使您对COMPEO产生浓厚的兴趣,那是您对我今天与大家交流的最大褒奖。我们欢迎您课后向我们垂询了解更多的细节。拜托各位,如果你的产品配混涉及到剪敏性、热敏性、磨蚀性和高填充方面,请与我们联系。


太阳每天会从东方升起,给我们带来新的希望和力量。目前新冠病情的疫情仍在全球蔓延,包括我们瑞士总部。山川异域,日月同天。只要我们同心同行,一定会最终战胜疫情。


所以,我也非常期待早日与各位重逢,相聚在链塑网搭建的线下共混智造的平台。




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