标题：PVC自动配料混料系统设备

图1 分批次累加称重配料系统原理
随着PVC挤出加工向规模化方向发展，*的物料预处理系统已，它是确保实现高产量、高质量和低价格的首要条件。本文详细介绍了PVC自动配料混料处理技术及其特点。
在PVC挤出加工行业中，传统的配混料方法是：热混、冷混加人工配料和输送。随着企业生产规模的不断扩大，这种方法已不能满足大批量生产的需要。

目前，一种较好的解决方案是：以电脑控制的自动配料系统为核心，辅以气力输送，再与热、冷混合机相结合，从而构成一套完整的PVC配料、混料生产线。与传统方法相比，新的方案具有很多明显优势，包括：
1. 由电脑控制的自动配料系统提高了配料精度，解决了人工配料的繁杂、物料的损失以及对操作者的化学危害等问题。
2. 高效的气力输送系统替代了大批物料搬运过程的繁重劳动，提高了生产效率。
3. 物料处理过程*在封闭的管道中进行，避免了粉尘对车间环境的污染和对工人的危害。
4. 物料准备和处理过程更集中、更高效，产出量更高，*可以满足大批量生产的需要。

图2 正压气力输送系统

PVC自动配料混料系统设备的配料过程
根据*终制品的不同，通常需要向PVC树脂中加入各种固体或液体助剂，如热稳定剂、润滑剂、增塑剂和着色剂等,并在一定的温度下使各组分与树脂充分混合、吸收,以获得配比准确、混合均匀且吸收充分的物料，这是生产高质量制品的前提。显然，配料过程是整个物料准备过程中耗时多、技术复杂且要求严格的阶段。因此，在现代配料技术中，都毫无例外地采用了由电脑控制的多组分自动称量计量系统。
实际上，配料过程就是要处理好各组分量的比例问题，因此，物料的计量是配料的核心。一般，计量方式有体积计量和重量计量两种。其中，重量计量由于采用了高精度的重量传感器对物料进行直接计量，因而更**、可靠，应用较为广泛。根据称重原理的不同，重量计量又可分为3种类型，即：分批次累加计重、失重式计重和流动过程物料的连续计重。其中，*适合PVC配混的是分批次累加计重，因为这种方式与混合机分批次混料的工作方式非常谐调。分批次累加计重的原理如图1所示。图中，A、B、C和D分别代表4种不同的组分（实际组分可以多于4种）。
在此所介绍的工业级重量传感器的静态精度可达1/1000以上，实际在配料系统中应用时的动态精度也可达到3/1000甚至更高，因此*可以满足 PVC配料工艺的要求。但需要说明的是，在大多数配方中，由于PVC树脂和CaCO3所占比重较大，而其他各种助剂所占比重很小，因此，如果使用同一台称重装置，在较大的传感器量程内，易出现相对精度的下降，从而造成称量助剂时超差。为此，一般的做法是采用两台不同量程的称重装置分别称量，*后再汇总。
称重开始前，称重料斗4下面的阀门呈关闭状态，A、B、C和D各组分依次在螺旋加料器的作用下被加入料斗4中。当然，加入的量已事先在控制器6中设定完毕，因此，当每种组分被加到量时，控制器会将相应的电机停掉。*后，控制器将各组分的重量累加在一起，使其满足配方要求。称重结束后，控制器6会等待外界的控制信号，打开料斗4下面的阀门，以将物料放入下游设备。
控制器6的功能是将传感器的电信号还原为重量数值，并在电脑显示屏中显示。同时，根据要求对本系统中的电机和阀门等进行逻辑控制。除此之外，它还带有各种输入、输出接口，既可以接受其他部分的控制信号以实现联动，又可以将自身的称重数据实时地送到主控计算机进行处理。一般，该称重控制器同传感器一起，由专门的生产厂家供应。称重控制器和传感器除了具备上述*基本的功能外，有的还具有自动温度补偿、加料电机的变速控制、加料悬浮值的自动纠正以及自动校秤等功能。

图3 硬制品配混料的基本工艺流程
PVC的混合
PVC和助剂的混合一般由高速混合机和冷却混合机共同完成，部分软制品的生产也可只采用高速混合机。随产品的不同，混合时间和混合温度也各不相同。一般，混料温度在80~130℃之间，硬制品会高些（110~130℃），软制品则相对较低（80~100℃）。每批料的混合时间以8~10min为宜。
在PVC和助剂的混合中，通常以高速混合机为主。混合过程不仅是物料小颗粒的分散过程，也是各组分之间在一定温度下相互渗透和吸收的过程。因此，混合机内温升的均匀性是确保获得高质量混料的关键。在此，合理的搅拌浆设计以及对搅拌浆端部线速度的*佳控制显得非常重要。
一般，高的混合速度有利于物料的分散，但速度过高也会造成混合机内局部区域过热，造成物料温升不匀而影响混合料的质量。根据经验，*好将高速混合机搅拌浆的端部线速度控制在35m/s以内。此外，由于在混合过程中会产生大量的水汽，这些水汽凝结成水后又会落到混合机内，从而影响混合料的质量，因此，为混合机设计一个合理的排气系统也非常必要。
PVC自动配料混料系统设备，要想检验混合料的质量，可采用下述方法：
1. 视觉观察：质量好的混合料颜色正常，无杂质，无结块。
2. 堆密度测量：正确的混料过程会使物料的堆积密度增加。
3. 物料的流动性：准备一漏斗，在出料端装上插板阀。将一定量的干混料样品装入漏斗，打开插板阀，计算漏斗中物料*排光所用的时间，时间越短意味着流动性越好。
4. 流动性能检测：好的混合料，其流动性也较好。
5. 颜色检验：一般应采用色度计检测颜色（尤其是白色），检测可分别在日光、紫外线、荧光和白光下进行。同时检测样品和标准品，即可测出样品是否合格。
6. 挤出样品：将干混料样品在一小型试验挤出机上挤出成试样，并检测：挤出过程中试样的尺寸稳定性；试样的表面和截面颜色；试样的表面质量；试样的抗冲击性能；挤出流动速率（单位时间的挤出重量）；试样中是否含有杂质、异物；试样表面及截面是否有气孔。
在PVC加工行业中，通常可使用流变仪来测试干混料的质量，它可以测出扭矩和温度随时间变化的趋势曲线。利用专门的分析软件，可以推断出物料的流变特性、热稳定性、液体组分的吸收情况及增塑剂的吸收情况等。与标准曲线比较，即可找出干混料样的上述特性的偏离情况。由此，即可预先得知该干混料在挤出机中的加工特性，这对于控制*终制品的质量十分有利。
一般，由性能稳定的自动配料、混料系统生产出来的干混料，不要求对每一批料都做上述检测。对于白色型材，颜色的检验至关重要。
气力输送系统
在PVC的配料和混合过程中，以及在混合后向挤出机供料的过程中，采用气力输送来完成物料的搬运和传递是一种较好的方法。其优点是：输送量大、距离远、不受空间限制且易于实现自动化。
用于粉状物料的气力输送，按气流和气源的相对位置不同可分为压送式与吸引式两种，即常说的正压和负压。正压可以将物料从一处送往多处，负压则可以将物料从多处集中到一处。按气流状态的不同，气力输送也有两种方式：低压稀相输送和高压密相输送，它们的原理截然不同。
低压稀相输送是采用低压（几十kPa）高速气流（20m/s或更高）对物料进行输送。物料在输送管道中呈分散的悬浮状，并随气流向前流动。其缺点是：因气压较低，导致输送距离有限；对输送管道的布置有一定的要求；由于气流速度较高，因此对输送尾气的处理也有较高的要求。因此，它**于在输送量不大的情况下使用（5t/h以下）。其优点是：技术要求简单，设备维修方便且造价低。
高压密相输送采用的是高压（0.1MPa以上）低速的压缩空气。物料在输送管道中呈一段一段的塞状，并被压缩空气顶着向前低速运动。在要求较高的情况下，比如物料粘性较大、颗粒较小时，还应考虑采用带夹层的输送管道，并在夹层中补充压缩空气。其优点是：输送距离远，输送量大（可轻易达到10t/h以上），对尾气处理的要求较低。缺点是：技术难度较大，设备不易维修，造价也较高。
总之，上述两种方式各有优缺点，可视生产需要而决定采用哪种方式。
图2所示为典型的正压输送系统示意图。图中，物料通过旋转阀（旋转供料器）被放入输送管道中，然后被风机带来的气流吹送到目标料仓。目标料仓上安装有过滤器，用于排出干净的空气，并将物料留在料仓内。
物料的仓储
在大规模的物料处理过程中,仓储。PVC配混过程中的仓储可分为3种类型：树脂及各种助剂在混合前的仓储、混合过程中的仓储以及混合后、加工前的仓储。
树脂和各种助剂在混合前由于各自的物理特性不同，因此对仓储的要求也不同。卸料困难是仓储过程可能碰到的*大问题，涉及到卸料时物料的流动形式。理想的流动形式是整体流动，即出料口打开时，所有的物料颗粒都开始移动。能否形成整体流动取决于物料的特性和料仓底部的设计。一般，由于PVC树脂的流动性较好，颗粒较大，所以只要将料仓底部的锥角控制在60°范围之内，并尽量使料仓内表面平滑就可以形成整体流动。但需要注意的是各种助剂的卸料问题。一般，放料过程中会形成中心空洞，或者起拱（架桥），这种状态通常会严重影响后续流程的进行。为此，除了要合理地设计料仓结构外，还应配备强制破拱设施。常用的破拱方式包括：气动式、振动式和机械卸料器。
气动式破拱装置有多种，如：在料仓的弹性夹层中通入脉冲压缩空气，或者直接将压缩空气导入到可能产生架桥的部位。振动破拱方式也有多种，*常用的是 “仓底活化器”式，即通过料仓底部的整体振动达到破拱的目的。对于特别难以排放的物料，则可以采用专用的、安装于料仓内部的机械卸料器。
混合过程中的仓储除了要注意上述问题外，还应考虑流量平衡。要合理设计料仓容积，既不能过大造成浪费，也不能过小造成断流。
混合后、加工前物料的仓储也有严格的规定。在容积的设计上，要充分考虑生产工艺的需求，同时还要防止物料的结块和离析（粒度不均的物料进入料仓后，会出现粗细颗粒分层的现象）。
工艺流程设计
以上简要介绍了全自动配混料系统的各主要组成部分。在实际生产中，还要考虑如何将这几大部分有机地结合起来，以构成一个完整的系统，这就涉及到工艺流程的设计问题。
工艺流程的设计准则是，在保证*佳配混生产的同时，还应根据使用者的资金和场地条件，做出合理安排。因此，工艺流程设计应根据用户的不同需求而量身订制。需要说明的是：要想建立一个成功的配料混料系统，在系统的设计、制造、安装和调试过程中，买卖双方应保持密切的沟通和交流。图3所示是硬制品配混料的基本工艺流程。
总之，随着我国塑料工业的发展，以及企业生产规模的不断扩大，*的物料预处理系统必将得到广泛应用，相信国内的设备制造厂一定能够为此类应用提供*可靠的设备。

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