一種用于降低塑料 VOC 的動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)

專li名稱：一種用于降低塑料 VOC 的動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)，申請(qǐng)?zhí)枺篊N201922460162.4，授quan公告號(hào)：CN211551949U，2020年09月正式獲得國(guó)家實(shí)用新型專li授quan，專li權(quán)人為南京科銳擠出機(jī)械有限公司。隨著汽車內(nèi)飾、家電材料、家居改性塑料行業(yè)的快速發(fā)展，低VOC、低氣味已經(jīng)成為塑料改性產(chǎn)品的核心指標(biāo)。塑料原料、助劑、填充粉體在擠出塑化過(guò)程中，會(huì)釋放出水汽、小分子烴類、殘留單體、增塑劑分解物等揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)，也就是VOC。如果揮發(fā)物無(wú)法充分脫除，會(huì)造成制品氣味大、內(nèi)飾件霧度高、家電部件異味超標(biāo)等質(zhì)量問(wèn)題。傳統(tǒng)擠出機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)大多為靜態(tài)開(kāi)放式排氣口，依靠螺桿建立的局部負(fù)壓被動(dòng)抽氣，排氣能力有限；同時(shí)缺少實(shí)時(shí)檢測(cè)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，無(wú)法根據(jù)物料狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)排氣工況，還容易出現(xiàn)熔體反溢、粉塵倒灌進(jìn)入真空管路，造成管路堵塞、真空泵損壞，排氣系統(tǒng)失效，最終導(dǎo)致塑料成品VOC指標(biāo)居高不下。南京科銳擠出機(jī)械有限公司針對(duì)塑料改性生產(chǎn)中VOC脫除困難、排氣機(jī)構(gòu)易進(jìn)異物堵塞的行業(yè)痛點(diǎn)，研發(fā)本款動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)專li，配置PID檢測(cè)聯(lián)動(dòng)排氣控制邏輯，實(shí)現(xiàn)按需及時(shí)排氣，同時(shí)增設(shè)防塵防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，阻擋熔體飛料、粉塵異物侵入，保障排氣機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，高效降低塑料制品VOC與氣味等級(jí)，滿足低氣味改性塑料的工業(yè)化生產(chǎn)要求。

傳統(tǒng)擠出機(jī)靜態(tài)排氣結(jié)構(gòu)在低VOC塑料生產(chǎn)工況下存在諸多難以規(guī)避的缺陷。常規(guī)靜態(tài)排氣口屬于被動(dòng)式排氣，真空負(fù)壓大小固定不變，當(dāng)物料配方、喂料速度、螺桿轉(zhuǎn)速發(fā)生波動(dòng)時(shí)，機(jī)筒內(nèi)部揮發(fā)物析出量隨之改變，固定的真空度無(wú)法適配動(dòng)態(tài)變化的揮發(fā)氣量。揮發(fā)物少時(shí)，真空度過(guò)高容易把熔體吸入排氣管路，發(fā)生溢料堵管；揮發(fā)物大量析出時(shí)，真空度不足，水汽、小分子VOC無(wú)法充分抽離，殘留在熔體內(nèi)部，成品氣味、VOC指標(biāo)超標(biāo)。老式排氣系統(tǒng)沒(méi)有配置PID實(shí)時(shí)檢測(cè)反饋單元，排氣動(dòng)作、真空參數(shù)需要人工憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)，滯后性強(qiáng)，很難實(shí)現(xiàn)工藝閉環(huán)控制。另外排氣口位置直接連通真空管路，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的塑料微小熔體顆粒、無(wú)機(jī)填料粉塵、炭黑粉末會(huì)隨氣流被吸入真空管道與真空泵內(nèi)部，粉塵、熔融料屑不斷堆積，逐步堵塞管路、污染真空泵油，造成抽氣能力持續(xù)衰減，嚴(yán)重時(shí)直接造成排氣機(jī)構(gòu)失效。頻繁拆解清理真空管路、維修真空泵會(huì)占用大量生產(chǎn)時(shí)間，生產(chǎn)線停機(jī)維護(hù)成本高；如果清理不及時(shí)，被帶入管路的異物還會(huì)反向落回機(jī)筒，混入熔體產(chǎn)生黑點(diǎn)雜質(zhì)，進(jìn)一步降低產(chǎn)品合格率。很多企業(yè)想要生產(chǎn)低VOC塑料，卻受限于排氣機(jī)構(gòu)硬件短板，難以穩(wěn)定達(dá)到客戶對(duì)氣味、VOC的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。

該專li用于降低塑料VOC的動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)，主要包含排氣座本體、動(dòng)態(tài)排氣閥組件、PID檢測(cè)模塊、真空管路接口、防塵防護(hù)網(wǎng)組件、負(fù)壓傳感器、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件以及整機(jī)控制系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)安裝于擠出機(jī)機(jī)筒的排氣段位置，PID檢測(cè)模塊可以實(shí)時(shí)采集機(jī)筒內(nèi)部壓力、揮發(fā)物析出狀態(tài)等關(guān)鍵工藝參數(shù)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)持續(xù)反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)依據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)排氣閥的開(kāi)合幅度與真空負(fù)壓大小，實(shí)現(xiàn)智能化及時(shí)排氣。當(dāng)檢測(cè)到機(jī)筒內(nèi)部VOC、水汽大量析出時(shí)，自動(dòng)增大排氣開(kāi)度、匹配對(duì)應(yīng)負(fù)壓，快速將揮發(fā)性物質(zhì)抽離；當(dāng)物料波動(dòng)存在熔體反溢風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，自動(dòng)調(diào)小排氣閥開(kāi)度，規(guī)避溢料堵管問(wèn)題，做到根據(jù)實(shí)際工況動(dòng)態(tài)適配排氣能力，而不是采用固定不變的抽氣參數(shù)。機(jī)構(gòu)進(jìn)氣端專門裝配防塵防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，防護(hù)網(wǎng)設(shè)置在排氣通道入口，能夠有效攔截熔體飛屑、填料粉塵、塑料顆粒等固體異物，阻擋異物進(jìn)入后端真空管路、真空泵內(nèi)部，既可以防止管路被粉塵雜物堵塞，保護(hù)真空泵核心部件，延長(zhǎng)真空系統(tǒng)使用壽命，也能夠避免異物反向回落混入物料，減少成品黑點(diǎn)雜質(zhì)缺陷。防塵防護(hù)網(wǎng)采用可快速拆裝結(jié)構(gòu)，維護(hù)人員可以便捷拆卸清理網(wǎng)面附著的粉塵料屑，無(wú)需拆解整套真空管路，大幅降低日常維護(hù)難度。整套動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)可以和擠出機(jī)多段機(jī)筒相配合，支持單級(jí)或者多級(jí)串聯(lián)使用，多級(jí)動(dòng)態(tài)排氣協(xié)同工作，可以進(jìn)一步提升VOC脫除效果，深度剝離熔體內(nèi)部殘留的小分子揮發(fā)物。

搭載本專li動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)的擠出設(shè)備，在改性塑料生產(chǎn)過(guò)程中，能夠顯著降低制品VOC含量，改善材料氣味等級(jí)，特別適用于汽車內(nèi)飾改性料、家電塑料、家居低氣味母粒、可降解材料等對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)管控嚴(yán)格的產(chǎn)品。PID閉環(huán)檢測(cè)聯(lián)動(dòng)排氣模式替代傳統(tǒng)人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，減少人為操作帶來(lái)的工藝波動(dòng)，排氣響應(yīng)速度快，工藝可復(fù)制性強(qiáng)，有利于穩(wěn)定產(chǎn)品批次質(zhì)量。防塵網(wǎng)的設(shè)置從源頭減少異物侵入真空系統(tǒng)，降低真空泵故障概率，延長(zhǎng)真空系統(tǒng)保養(yǎng)周期，減少停機(jī)維護(hù)頻次，提升生產(chǎn)線連續(xù)稼動(dòng)率。機(jī)構(gòu)適配雙螺桿、三螺桿多種機(jī)型，無(wú)論是大產(chǎn)能工業(yè)化生產(chǎn)線，還是中試實(shí)驗(yàn)設(shè)備，均可以進(jìn)行裝配應(yīng)用。

該專li可以與公司高扭矩雙螺桿擠出機(jī)、用于強(qiáng)混煉的三螺桿擠出機(jī)、色母填充母粒專用三螺桿擠出機(jī)等專li設(shè)備配套集成使用，混煉塑化之后通過(guò)本動(dòng)態(tài)排氣機(jī)構(gòu)完成揮發(fā)物脫除，再對(duì)接切粒輔機(jī)，形成從喂料?混煉?動(dòng)態(tài)脫揮?造粒的完整低VOC改性塑料成套生產(chǎn)線。機(jī)構(gòu)的PID檢測(cè)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)閥門耐久試驗(yàn)、防塵防護(hù)網(wǎng)攔截效果模擬、多級(jí)排氣工況模擬全部納入ISO9001:2015質(zhì)量管理體系，保障檢測(cè)反饋靈敏準(zhǔn)確，防護(hù)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期可靠。

作為南京科銳擠出機(jī)械有限公司改性塑料脫揮領(lǐng)域的核心實(shí)用新型專li，本專li跳出單純提升真空度的傳統(tǒng)思路，將PID實(shí)時(shí)檢測(cè)閉環(huán)控制與防塵防護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，解決傳統(tǒng)排氣機(jī)構(gòu)排氣不及時(shí)、易進(jìn)異物堵塞、VOC脫除效果不穩(wěn)定的行業(yè)痛點(diǎn)。結(jié)合企業(yè)機(jī)電成套設(shè)備電氣控制系統(tǒng)生產(chǎn)備案、粉塵處理負(fù)壓輸送輔機(jī)環(huán)保生產(chǎn)備案、CE歐盟安全認(rèn)證、出口產(chǎn)品檢驗(yàn)備案全套合規(guī)資質(zhì)，搭載該機(jī)構(gòu)的成套擠出裝備廣泛服務(wù)汽車、家電、新材料企業(yè)及科研院所，也支持海外項(xiàng)目成套設(shè)備交付。南京科銳擠出機(jī)械有限公司不只專注主機(jī)混煉、傳動(dòng)部件的研發(fā)，同樣重視脫揮排氣這類關(guān)鍵輔助單元的技術(shù)創(chuàng)新，致力于為改性塑料行業(yè)客戶提供VOC脫除充分、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)便捷的成套擠出造粒整體解決方案。