共混技术增刊｜多物料配混的喂料机设计趋势： 更灵活、更高效、更精准

在聚合物配混生产中，将散装物料喂入挤出机的设备对于保持生产质量、效率和成本效益至关重要。通过了解各种设备，尤其是计量设备和喂料机的功能、类型和最恰当的用途，制造商可以优化生产、提高竞争力，这两方面在当前的环境下日益重要。

 

标题图：科倍隆在2024年NPE展会上展示了ZS-B 70 MEGAfeed 新型侧喂料机 ©科倍隆

在5月于美国佛罗里达州举行的NPE 2024展会上，科倍隆就曾展示各种先进的机器设备和解决方案，其中就有新推出的ZS-B 70 MEGAfeed侧喂料机。这台设备展示了如何高效地将大量片材和纤维（PET 和其它塑料）喂入ZSK双螺杆挤出机。这使得那些之前因为进料受限不好回收的体积密度低至20公斤/立方米的废料也可以大量喂入较小的Coperion ZSK双螺杆挤出机，并同时进行配混生产再生材料，从而让这类材料变成可回收材料。

 

图1：科倍隆正在申请专利的ProClean轨道系统可随时方便地进行清洁和维护 ©科倍隆

科倍隆表示，在大多数情况下，散装物料的喂料采用失重式螺杆喂料机，其平稳运行是成功生产的关键。当需要改配方或更换散装物料时，必须对螺杆喂料机进行清洁，并根据物料的不同更换螺杆。通常情况下，这些螺杆必须从出料点拆下，这就需要从喂料机的前端进入。

然而，由于通常好几个喂料机都安装在挤出机的落料口附近，从正面进入通常会受限。很多时候仅仅为了更换这根螺杆，就必须断开进料和出料连接器，并将机器移出原位。即使是经验丰富的操作人员，这一过程通常也需要长达30分钟的时间，不仅占用人力，还会延误生产，降低整体效率。

科倍隆称，其正在申请专利的Proclean Rail, Prorate Plus重力式喂料机（图1）为这一问题提供了创新的解决方案。喂料机的主体结构可以保持在原位，而整个基座单元则可以从料斗上拆卸下来向后拉动，并使用专用轨道旋转，从而使得清理或者更换螺杆更方便，无需断开进料和出料管路。清洁螺槽和更换螺杆可在几分钟内完成，这意味着停机时间更短。

对失重式螺杆喂料机的持续供料非常重要，同时也面临各种挑战。加料设备设计不当或选择错误会导致加料过程中出现各种问题，如粉尘产生量增加，进而导致过滤器堵塞、管路阻塞，甚至进入环境中危害人体健康。

科倍隆称，在Prorate Plus系列中，气动加料包的设计与每种喂料机型号完美匹配，确保了平稳的喂料性能。公司还提供用于颗粒的真空收料器（不带粉尘过滤器）以及用于粉末的带自清洁过滤器的收料器。

 

灵活性满足个性化需求

科倍隆称，Prorate Plus生产线的灵活性进一步体现在它能够匹配不同类型的物料输送方式（如吨包站、筒仓和倒袋站），制造商能够根据需要调整喂料系统，以满足其个性化需求。每个型号都预先配置好了紧凑、坚固的支撑框架，无需额外的钢结构，从而简化了安装，节约了成本。该解决方案还可通过Profibus或以太网连接到PLC，直接集成到喂料机控制系统中。这样就可以控制整个喂料过程，进一步优化效率和精确度，同时还可以在现场或远程对喂料过程进行简单的操作和监控。

科倍隆表示，高效的物料流动对失重式喂料机的精度至关重要，使用错误的设备会对喂料精度和整个系统的性能产生不利影响。Prorate Plus系列单螺杆喂料机专为自由流动的散装物料的精确喂料而设计。如果物料流动性不太好，Prorate Plus喂料机可以配备Proflow散装固体助流器，利用有针对性的振动来确保连续均匀的流动。

对于粉末等中等流动性的散装物料，Prorate Plus系列还提供Plus-MT双螺杆喂料机，该喂料机配备有水平搅拌器和陡峭的料斗壁，有助于防止架桥。该喂料机也可配备Proflow。

申克食品与性能材料（Schenck Process FPM）表示，其MechaTron Flat Bottom（FB）喂料机专为处理轻而蓬松的材料而设计，非常适合在各种体积式或失重式喂料应用中处理散装固体材料（图2）。它配备有一个在底部驱动的垂直搅拌器和一个辅助搅拌器，特别适用于难以喂入的材料，如切碎的PP或PET塑料薄膜，并具备实现高效加工所需的诸多设计功能。

例如，拆卸完全在喂料机的非加工侧进行；在无需拆下上部的扩展料斗、料箱、散料袋和IBC时可进行清洁或维护；可提供柔性料斗或不锈钢料斗，以适应干料喂料。

 

图2: 申克公司MechaTron Flat Bottom (FB) 喂料机 ©

 

物料处理创新设计

2022年，美国交钥匙生产系统、双螺杆挤出机和替换零件制造商Entek收购了位于加利福尼亚州普拉森提亚（Placentia）的材料处理设备专业制造商Adaptive Engineering and Fabrication（AEF）。其物料处理销售副总裁Rick Buschini表示，收购后前两年的重点放在了提升效率和降低成本上。在收购之前，AEF多年来一直是Entek的长期合作伙伴，他说这种密切的关系现在使Entek能够发现提升效率和降低成本的机会。合并后的Entek AEF业务部已开始销售双螺杆技术和PVC混料机领域的交钥匙工厂。

Entek的物料处理系统包括真空上料机和过滤收料器，专为难以处理的物料而设计，主要针对粉末。根据客户的需求，该系统各种规格型号的处理能力从每小时100磅到40,000磅不等。该系统的关键部件之一是易于更换的长效过滤器，可提高生产率并减少停机时间。

图3：Movacolor 的 MDS 体积式喂料机 ©MOVACOLOR

作为其模块化计量和混料解决方案的一部分，工业设备供应商Movacolor新推出了新型MDS体积式喂料机（图3），专门针对寻求通过高性价比解决方案来优化物料处理的塑料生产商。该喂料机可实现平稳、可靠的配料，能够处理从颗粒材料到微粒和自由流动粉末等诸多材料，最高温度可达70摄氏度。

Movacolor 称，MDS体积式喂料机操作简便，可极大限度地减少给料过量，节省材料成本，并配备高效可靠的步进电机、坚固的配料室、不锈钢料斗和坚固的颈部部件，通过使用集中式颈部插入件进行在线计量，最终获得理想的混合均匀度。Movacolor的MDS Balance产品系列中的所有配料工具均可用于该产品，为客户提供了更大的灵活性。

步进电机和各种配料工具的转速范围为0.1至200转/分钟，增量为0.1 转/分钟，配料能力高达72公斤/小时。该喂料机功能设计直观，可通过卸料阀实现60秒内清洁及更换物料，可轻松拆卸和更换电机、料斗及定量喂料工具。

MDS Balance配备先进的计量软件和中心称重传感器，是一款著名的称重计量装置，以其高精度的在线计量功能而闻名。它可以测量料斗中物料的失重，而不会因为生产机器振动产生偏差，并会自动调整喂料速度，使其尽可能接近设定值，从而实现高达0.05%的配料精度。

Movacolor的MDS体积式喂料机的一个突出特点是新开发的4.3英寸VoluTouch控制器，可实现对多达两台设备的管理，功能设计直观，配方管理简单。通过无线网络接口可以传输数据和配方，控制器还能与挤出机的转速信号无缝连接，并以定时器模式启动机器，确保与任何生产线顺利集成。该产品于1月在亚太地区推出，5月在北美和拉丁美洲市场推出，未来将在其它地区推出。

Movacolor产品经理Klaas Talsma说：“我们相信，该产品将成为整个塑料行业体积式喂料机的新标准。凭借全新直观的触摸屏和控制软件技术，我们为这一细分市场开发出了独一无二的解决方案。”

集成精度与灵活性

总部位于美国的塑料设备公司Maguire新推出了Maguire Fusion（图4），这是WSB失重式混料机和MGF失重式喂料机的集成，在精度和灵活性方面开创了一个新标准。销售和营销副总裁Frank Kavanagh说：“这一创新解决方案将我们失重式混料机的强大功能与久经考验的MGF失重式喂料机的多功能性和灵活性相结合，为制造商提供了无与伦比的材料加工控制、灵活性和效率。”

 

图4：Maguire Fusion 集成了 WSB 失重式混料机和 MGF 失重式喂料机 ©MAGUIRE

Maguire Fusion将WSB失重式批量混料机的控制装置与MGF失重式喂料机相结合，喂料机位于混料机下方或远处。这使得添加剂或颜料可直接在挤出机的入料口处计量，而混料机则专注于主要材料的计量和混合。该系统的一个主要优点是能提供多种配置选项，用户可根据需要选择物料处理的布局。混料机可远程准备主要混合料，而失重式喂料机则可根据挤出机信号或注塑机周期，按照工艺需求添加颜料和添加剂。

Kavanagh 说：“混料机可以安装在生产机器旁边的地面支架上，也可以安装在生产机器上方的夹层中，而关键的颜料和添加剂控制可以直接位于生产机器上。”

Maguire Fusion 的其它主要优点包括：通过单个触摸屏界面进行无缝控制；安装位置灵活；安装简便，易于快速更换颜色和添加剂；全配方管理；自动补偿回料和正常料的变化；可扩展性好，从而更方便增加喂入材料种类的数量；快速更改颜色和添加剂；优化混合，最大限度地提高物料分散度；以及全面的材料数据以加强跟踪和报告。适配性强，可以与任何现有的Maguire混料机或喂料机装置轻松集成，而模块化设计便于将来可能的升级或组件扩展，使投资更有保障。

本文由荣格翻译自AMI《COMPOUNDING WORLD》，全文有删减
作者：Chris Saunders

 

来源：荣格-《国际塑料商情》

原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。