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自动混胶机及其国产化的最新进展

2016-09-11 23:46:57编辑:沐彤包装

自动混胶机是实现双组分无溶剂胶黏剂自动混配并与无溶剂复合设备配套使用的关键设备,是实现连续、高效生产的必要条件,是降低和控制生产成本、实现精细生产的有力手段,是降低劳动强度、优化劳动条件的重要环节,是优化工艺条件的重要途径,也是保护无溶剂复合设备的重要因素。其主要功能是将双组份胶黏剂的主剂和固化剂按一定配比进行精确计量、均匀混合,并保证为运转中的无溶剂复合设备连续不断地适量供胶。 自动混胶机是无溶剂复合技术的核心装备,在无溶剂复合生产中发挥着重要作用。为了更加全面地了解自动混胶机,本文中笔者将对自动混胶机的相关技术及其最新研究进展做详细介绍。自动混胶机的组成及技术要点 1.主要组成单元 (1)储胶单元,即存储主剂和固化剂的两个密封储胶桶及附属装置(主要包括空气干燥系统或氮气填充系统,桶内压力、液位及重量检测系统,显示及警示装置等)。 (2)计量单元,即主剂和固化剂的计量和输出单元,包括齿轮泵计量及传动系统。 (3)输胶单元,即从计量泵到混胶头之间的输送单元或管路,包括输送管路、控制阀门、混胶头等。 (4)混胶单元,即主剂和固化剂的混合单元,包括静态混合器、过滤器、同步控制阀等。 (5)加热保温系统,包括储胶、计量和输胶等各单元相互独立的加热保温装置。 (6)上胶单元,即上胶自动控制单元,包括机上液位超声波检测、混胶头自动往复移动机构等。 (7)控制单元,即整机的主控制单元,由PLC、触摸屏等硬件和一系列控制功能(如配比设定、液位设定、单泵校验、各段温度设定、报警等)组成。 (8)与主机联动控制的接口(选择项),包括与主机的联动控制、在线涂布量计算和实时显示等。 (9)与大桶供胶系统联动的接口(选择项),即由大型胶桶(通常指200kg或1000kg)向储胶桶自动供胶的装置,这是一个独立系统,由加热装置、液位传感器、抽胶管、输胶管和输胶泵等组成。 2.技术要点 (1)配比。准确的配比是自动混胶机最基本的功能,也是主要指标之一。通常情况下,对自动混胶机配比的要求主要体现在两个方面,一是配比要准确,二是在长时间运行中配比要保持恒定。配比一般指主剂和固化剂的重量比,而自动混胶机却是以主剂和固化剂的体积来控制配比的,因此必须注意两者之间的转换关系。 (2)混合均匀性。混合均匀性是比配比更易被忽略但又极为关键的指标。由于双组分无溶剂胶黏剂是通过主剂和固化剂之间的固化反应来获得一定复合强度的,因此主剂和固化剂是否充分混合和反应将直接影响其复合牢度。不过,目前混合均匀性还没有直接的量化控制指标,只能采用间接控制的方法。 (3)连续输胶。连续输胶是指自动混胶机与无溶剂复合设备联动,在长时间运行中向无溶剂复合设备连续不断地提供胶液,以满足连续生产的需要。这是一个全自动的控制过程,即通过机上液位检测、计量泵输胶,并将主剂和固化剂充分混合均匀后输送到无溶剂复合设备涂布单元的过程。符合上述三项基本功能的混胶设备就可以算作一个简单的自动混胶机了。但是,若考虑到生产环境、胶黏剂类型、复合结构和涂胶量等诸多因素的影响,真正实用的自动混胶机还需具备如下功能。 (1)胶黏剂黏度的控制。由于双组分无溶剂胶黏剂的黏度会直接影响到其混合均匀性,因此胶黏剂的黏度应尽量保持恒定。而胶黏剂在使用过程中,设备部件和环境条件都会影响到其黏度,因此自动混胶机须配备整套的加热保温装置。 (2)相对湿度的控制。当相对湿度超过一定水平时,双组分无溶剂胶黏剂的固化剂很容易与空气中的水分发生反应,进而影响胶黏剂的正常使用,因此,自动混胶机应能严格控制储胶桶内的空气湿度,通常做法是将储胶桶密封,并充入干燥空气或氮气。 (3)整机的集中控制。由于自动混胶机的功能单元较多,且全部是自动控制的子系统,因此整机的集中控制已成为现代化自动混胶机的基本功能。国产自动混胶机的最新进展 目前市场上的无溶剂复合设备生产商主要集中在欧洲地区,与其配套的自动混胶机生产商自然也集中在欧洲地区。其中,德国、意大利、西班牙最具代表性,其自动混胶技术已相当成熟。虽然近年来我国也涌现了一批自动混胶机的生产企业,但由于自动混胶机的技术含量较高,国产自动混胶机尚未走向市场化,这成为国产无溶剂复合设备全面推广和应用的瓶颈和障碍。可喜的是,经过多次研制和改进,我公司自主研发生产的SM-1标准型自动混胶机(如图1)已得到突破性进展,并通过了客户的实际生产验证,开始批量化生产(SM-1标准型自动混胶机已申请发明专利,并通过了相关审查),这标志着自动混胶机已逐步走向国产化。图11.技术特性 SM-1标准型自动混胶机采用的是齿轮泵计量输胶方式,除了具备传统自动混胶机的基本功能和单元外,其在控制技术方面有所提升,主要体现在以下几方面。 (1)伺服电机驱动控制。传统自动混胶机的计量齿轮泵多采用变频电机驱动,而SM-1标准型自动混胶机采用伺服电机驱动,实现了配比的高精度、数字化控制,并可保持配比的稳定性。 (2)同步控制。在主剂和固化剂的输送管路上,对两种胶液的出胶(胶液进入混胶头)采用同步控制,使得两种胶液始终保持同步,从根本上消除了因输出时差而导致两种胶液局部混合不均匀的现象。 (3)压力控制。为保证胶液的可靠输送,特别是在管路出现意外(如破损或泄露)时,能及时、有效地使机器发出警报或自动停止,避免因不正常输胶而导致废品率上升。2.主要优势 SM-1标准型自动混胶机在计量齿轮泵控制上采用的伺服驱动和数字技术,比进口产品的技术平台更先进;其主要性能指标已达到国外同类设备的水平,配比控制精度和稳定性甚至超过了国外同类设备;其适应于国内外所有黏度的包装用双组分无溶剂胶黏剂,可与不同品牌、幅宽、速度的无溶剂复合设备配套使用。
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