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淺談熔噴布溫控,小作坊熔噴布設(shè)備與正規(guī)設(shè)備的對(duì)比

??2020-05-18 閱讀:477
 熔噴法是依靠高溫、高速的氣流噴吹聚合物熔體,使其得到迅速拉伸而制備纖維的一種方法。
 
筆者調(diào)試過十幾臺(tái)熔噴布設(shè)備,有小作坊的產(chǎn)品,也有120的大型設(shè)備。最便宜的40多萬(wàn),貴的400多萬(wàn)。
 
我們?cè)谡{(diào)試中主要調(diào)的三個(gè)方面,溫度,擠出速度,氣壓。
 
其中麻煩的是溫度的調(diào)節(jié)。各個(gè)廠家的溫控方式不同,精度不同,往往十分耽誤調(diào)試周期和時(shí)間。
 
一般看下設(shè)備的溫控箱基本上可以大體知道,這個(gè)設(shè)備能不能調(diào)出90以上的布了。
 
 
溫控設(shè)備只要打開控制箱就可以一目了然的知道這個(gè)設(shè)備的品質(zhì)和等級(jí)。
 
熔噴布對(duì)溫度的穩(wěn)定性要求特別高,溫差幅度不能過大。那么現(xiàn)有的實(shí)際情況呢?
 
 
  
熔噴布的需要電加熱的有兩個(gè)部分,擠出機(jī)螺桿機(jī)加熱,空氣加熱器加熱,先談下部分小型工廠的加熱設(shè)備。
 
擠出機(jī)螺桿機(jī)加熱
 
 
(熔噴布擠出機(jī)設(shè)備)
 
 
紅色部分為上料桶,旁邊的部分為溫控箱。
 
我們打開內(nèi)部可以看到,變頻器主要用于控制擠出機(jī)的擠出,速度固態(tài)繼電器控制加熱設(shè)備的開關(guān)(部分廠家為接觸器),溫控表為簡(jiǎn)易的PID儀表,部分廠家會(huì)用接觸器來(lái)壓縮成本。
 
按工藝要求,擠出機(jī)的各區(qū)溫控,溫度浮動(dòng)不能超過兩度,我們看下圖的溫控箱,成本在2000元左右。
 
 
(2000元左右的擠出機(jī)控制箱)
 
我們看下這種溫控設(shè)備的實(shí)際溫度誤差,和我設(shè)定的溫度基本有8℃—10℃浮動(dòng),上下波動(dòng)差不多13℃。
 
主要原因在于固態(tài)繼電器屬于開關(guān)量,無(wú)法做到對(duì)輸出功率的精準(zhǔn)控制,不是0%輸出,就是100%。
 
哪怕選擇PID儀表,也無(wú)法把溫度波動(dòng)控制在3℃以內(nèi),開關(guān)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)溫度的超調(diào)。
 
 
(紅色為實(shí)際溫度,綠色為設(shè)定溫度)
 
 
空氣加熱器
 
空氣加熱器,熔噴設(shè)備對(duì)溫度要求最高的地方,熱空氣的穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有直接的影響。
 
 熱風(fēng)溫度對(duì)熔噴的纖維直徑有很大影響,每1℃的波動(dòng)都有很大的影響,不同溫度會(huì)直接影響纖維直徑的變化,直接影響了過濾的效果。
 
 
 
這里的溫差,要求1℃以內(nèi),溫度會(huì)極大影響布的結(jié)構(gòu)與性能。
 
 
(熔噴布空氣加熱器整體)
 
 
 
(加熱器內(nèi)部的MTC模塊)
 
 
 
(運(yùn)行中的空氣加熱器)
 
我們可以看到左邊的儀表是宇電的溫控表,控制加熱棒的溫度,右邊的儀表顯示噴氣口的溫度。
 
這種設(shè)備,控制溫效果,在2℃-3℃左右,好的設(shè)備會(huì)在噴頭模具部分加上溫控,以此來(lái)達(dá)到最穩(wěn)定的效果。控制箱內(nèi)的成本在1000元左右。 
 
這種設(shè)備出的布,用最好的中石化的料,加上最好的配料比,80以上應(yīng)該沒問題,勉強(qiáng)可以做到90的布,布的質(zhì)量不穩(wěn)定,做到95基本是不可能的。
 
 
再談下大廠擠出機(jī)和空氣加熱器的溫度控制
 
核心溫控表
溫控表作為溫控大腦,會(huì)選擇宇電的PID儀表,或者國(guó)外的PID儀表,一塊可能要300—500元,宇電的表的PID算法是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)性價(jià)比最高的,算法也相對(duì)成熟。
 
 
(宇電PID溫控表)
 
核心執(zhí)行元器件
執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會(huì)選擇固態(tài)繼電器或者接觸器這種開關(guān)量執(zhí)行機(jī)構(gòu),而是選擇模擬量輸出的電力調(diào)整器。
 
可以達(dá)到對(duì)加熱功率的百分比精準(zhǔn)控制,同時(shí),避免了電網(wǎng)電壓不穩(wěn)導(dǎo)致的功率不穩(wěn),造成溫度的偏差。對(duì)設(shè)備的保護(hù)也更全面,缺相,穩(wěn)壓。
 
 
(圖為智能電力調(diào)整器)
 
通過這種方式的控溫,一般最高溫和最低溫相差不超過1℃,溫度的穩(wěn)定性非常好。
 
部分廠家為了提高設(shè)備的穩(wěn)定性會(huì)加入觸摸屏,PLC,通過算法對(duì)溫度進(jìn)行進(jìn)一步控制,做的好的可以做到零點(diǎn)幾度的誤差。
 
 
(實(shí)際工作中溫度基本穩(wěn)定在設(shè)定溫度,偏差在0.1-0.5之間)

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