第三節　分篩、輸送與混合設備

一、分篩

一般，粒狀的聚合物切片都需要進行分篩，回收料是否需要分篩主要取決于回收的方法。對于粉碎后直接摻入新料的回收及用團粒法生產的回收料，一般是不需要分篩的。對于擠出造粒回收料最好是在回收后立即分篩，用前就不必再次分篩。分篩過程比較簡單，在大型薄膜生產線上，原料的分篩、原料的輸送能力通常都等于薄膜生產能力的2～3倍。這樣既可以實現集中送料，又能夠節省人力，減少能量消耗。如圖2-3，Ulfines是唯一可以做到很大的篩分面積。

穩定的Pre Flos精密懸浮篩，具有很高的篩分分離效率。高精度、大處理量、噪聲低、篩選范圍廣、維修低的最優級篩分機，其他篩機不能類比，如圖2-4。

二、物料分篩

一般塑料粒料都是采用大袋商品包裝。使用時首先用吊車將大袋吊到接受平臺上，然后將原料倒進加料斗。

在加料斗的入口處，一般都設有一個特大網孔的柵欄，它既不會影響投料速度，又能分離混入原料的大型雜物（紙、塑料膜、編織袋等）。至于混入原料中過長或過細的物料則是使用振動篩進行分篩。

振動篩是位于加料斗的下方。振動篩是由兩層不同孔徑的篩網組成的。上篩網孔徑較大（約8～10mm），下篩網孔徑較小（約3mm）。圖2-5為原料分篩流程示意。分篩時，原料通過旋轉閥定量地加入振動篩，此時，小顆粒的粉料就會被震落到篩底，從下篩網底下的槽板流出。過大的粒料被上篩網阻擋，從上篩網面上流出，中間層是精選的物料，精選的物料首先落入一個小料斗，然后用氣流輸送法將其送至料倉。

振動篩是支撐在壓縮彈簧上，電動機經減速器帶動一個偏心輪旋轉，使振動篩產生振動。振動篩的生產能力取決于振動篩的振幅（凸輪的偏心量）、振動頻率（即減速器出軸速度）及篩面的斜度。

三、金屬雜質的分離

為了防止新料、回收料中可能混入金屬或者在原料運輸過程中落入金屬而損壞擠出機，在物料進入擠出機料斗之前，必須裝設一臺金屬分離器，將物料中混入的金屬及時排除。

常用的金屬分離器有永磁鐵式與電感式兩種。

1.永磁鐵式金屬分離器

永磁鐵式金屬分離器是利用永磁鐵吸鐵的原理，將它制成交錯排列棒狀組合架，放在與物料接觸的通道中。

這種永磁式金屬分離器的特點是結構簡單，價格便宜，占地面積小，設備不需維修。但是，也存在許多不足之處，主要表現在：只能吸附碳鋼金屬，不能吸附不銹鋼及有色金屬；吸附的金屬只有在接近磁棒時，分離器才能起分離作用；在使用過程中磁鐵分離器必須定期抽出清理。所以，這種分離器的分離效果不夠理想，有很大局限性。

2.電感式金屬分離器

電感式金屬分離器是利用電磁感應器作為傳感器，通過電磁閥控制汽缸，使下料管擺動及時分離出帶有金屬的物料。

這種裝置可以分離碳鋼、不銹鋼、有色金屬等各種金屬。更突出的優點是靈敏度很高，所以它在現代化的大型薄膜生產線上得到廣泛應用。

圖2-6為電感式金屬分離器的結構示意。正常工作時，物料從頂部入口管直接落下，當物料中混有金屬物質時，由于金屬分離器感應線圈磁場的變化使控制汽缸動作，將下料管拉向分離器的側面，并對準排料管，及時排出含有金屬的物料。金屬排出后，下料管又退至正常工作位置。

電感式金屬分離器最好是安裝在擠出機料斗的上方。因為這樣可以很徹底地分離出混入物料的一切金屬。但是，對于需要干燥的物料，應當考慮干燥的物料在進入擠出機料斗之前，其溫度可能高達150～180℃。此時，溫度對金屬分離器的控制元件會產生很大的影響。為了適應高溫的要求，必然要增加設備制造成本。為解決這一矛盾，大多數的薄膜生產線是將電感式金屬分離器安裝在干燥系統之前，放在接受料斗的下面。

四、添加劑配料

1.母料（含有添加劑或顏料）

一般生產雙向拉伸薄膜時，無論是單層膜還是共擠復合膜，都要使用兩種或多種物料。各種物料的性能往往存在很大的差異，主要表現在：母料是含有較高濃度添加劑或顏料的樹脂，主要用于改進產品的性能或加工性能，其性能與空白料差異較大；各種物料的分子量可能各不相同；某些回收或粉碎直接回收用料與空白切片密度相差很大；物料的吸濕狀況可能各不相同；改性樹脂具有特殊性能。因此，在加工之前必須準確計量各種原料的加入量，有時還需要將配好的原料混合均勻。

配料的準確性與混合的均勻性主要影響產品的物理力學性能（如薄膜的霧度、拉伸強度、表面性能等），有時也會影響薄膜的成膜性。

2.配料

如果將各種原料按一定的質量比堆放在一起稱為配料。以下配料的方法一般有兩種。

（1）體積計量法　常用的體積計量裝置有螺桿加料器與旋轉閥加料器兩種。它們是靠螺桿恒定螺槽或旋轉閥的旋轉葉片之間恒定的容積進行計量送料，送料量多少是由螺桿或葉輪的轉速來決定。這種方法受物料顆粒大小、物料密度的影響最大。尤其是使用螺桿式加料器，物料在螺槽中可能產生逆流，在某種程度上會影響計量準確性。所以，它們只適用于配料計量精度要求不高的場合。

（2）質量計量法　質量計量法種類繁多，主要分為機械式與電子式。

機械式計量裝置是利用天平的原理，首先進行稱量，然后利用震蕩加料器將物料均勻加入料斗。這種方法常用于小型生產裝置中。

在大型薄膜生產線上，一般都是利用電子式計量裝置來稱取物料的質量。這種裝置是利用支撐容器的壓力傳感器作為感受元件，利用料斗增重或減重的方法來稱量容器內的加入量或卸出料量。這種方法的靈敏度取決于傳感器的靈敏度和稱重的量程。

一般從上述的情況可以看出，使用不同的計量方法和設備，計量的精度是不相同的。按計量精度高低來排列，各種計量方法有以下的規律：體積計量<失重法計量<有攪拌器動態電子計量<靜態電子計量。

五、原料輸送

一般，原料在輸送壓力低于0.1MPa的稱為低壓輸送（即低密度輸送），輸送壓力高于0.1MPa的稱為高壓輸送（即高密度輸送）。

通常的塑料薄膜生產線中，原料進入擠出機之前都需要進行遠距離的輸送。例如，將原料加入大料倉以及從大料倉送到配料裝置等過程。由于這些設備相距較遠，原料輸送數量又很大，在輸送的過程還要防止被污染。因此，必須選用適當的遠距離送料方法。

原料遠距離輸送最常用的方法是采用氣流輸送法。在這種方法中，根據輸送氣流壓力高低不同，氣流輸送法又可以分為低壓輸送與高壓輸送兩大類別。

1.原料的低壓氣流輸送

低壓氣流輸送法主要包括壓送、吸引、壓吸組合等三種方式。這類氣流輸送的特點是設備簡單，操作方便，投資費用少。缺點是能量消耗大，物料磨損大，噪聲大，容易產生物料堵塞現象，輸送高度與距離有一定限制（圖2-7）。

在低壓氣流輸送方法中，最常見的方法是使用一臺高壓羅茨鼓風機，將旋轉閥落下的物料吸入風管，然后用大量空氣，以相當高的速度，將篩選原料吹入料倉頂部的旋風分離器，最后沉降在料倉內，含有粉塵的空氣經過布袋除塵器再次過濾后，排入大氣。

使用低壓氣流輸送法最關鍵的問題是選擇送風的壓力、管線直徑、物料的走向、旋轉閥的結構及配備一個結構合理的物料吸入口。旋轉閥是由一個葉輪及閥體組成。

2.原料的高壓氣流輸送

高壓氣流輸送特點：一般是物料輸送速度低，混合比高，耗氣量低，物料磨損小，管道磨耗小，收塵凈化簡單，噪聲低，斷料時也容易處理，重新啟動快。而且，由于使用的壓縮空氣是經過嚴格的處理，對物料無污染，輸送過程還可以附加冷卻、加熱、干燥、增濕等過程。

另外，脈沖送料法可以輸送0.5～10mm的粒料，輸送路程可達100～800m，每小時輸送量達5～50t，需要空氣壓力為0.05～0.6MPa，輸送速度為3～10m/s。

以上這類輸送方法是一種密相氣力輸送法，20世紀60年代中期這種方法就用于推送物料。高壓氣流輸送法是利用脈沖氣刀式的栓流氣力來輸送物料。由于氣刀周期地開閉，在輸送管道中相間地形成料栓和氣栓。

常用的高壓氣流送料方法有間歇輸送與連續輸送兩類。

（1）高壓間歇輸送　這是一種斷續送料方法，在輸送過程中具有很高的料氣比，能自然成栓，設備費用低，罐內的物料可以完全排光。因此，這種方法應用范圍很廣。其不足之處是輔助送料時間較長；料罐必須符合壓力容器的要求；裝置占用空間較大；料罐需要限量投料；閥門較多，維修不便。

間歇密相氣力送料方法有兩個過程。

①加料過程　關閉出料閥及充氣閥，將充氣罐放空，打開加料閥即可將料放入罐內。加入物料的數量一般是采用控制加料的時間或控制加料器的轉速來限定。

②充氣送料過程　將進料及排氣閥關閉，打開充氣閥及氣刀閥，物料在重力及罐內壓力作用下，不斷流入輸送管道，與此同時脈沖發生器控制電磁閥，使氣刀閥頻繁地動作，不斷將料柱切成小料柱，并利用料栓靠前后空氣凈壓差將其推向貯料罐。

在這種方法中，上述兩個過程是交替進行的。

（2）連續高壓脈沖輸送法　一般這種方法的特點是：送料連續，占用空間小，容易調節送料量，控制簡單，動力消耗低，是一種十分理想的送料方法。但是，設備投資費用很高。為了克服間歇送料的缺點，實現連續送料的目的，可以采用以下兩個途徑。

①組合式加料罐連續送料法　這種方法是將兩個料罐并聯或串聯組合成一個系統，工作時始終有一個料罐處于高壓排料狀態，所有的程序均由編程控制器自動控制。這種方式投資費用較低，但是占用空間卻較大。

②高精度旋轉閥連續送料法　連續旋轉供料器的核心設備是高精度旋轉閥，這種旋轉閥可以使物料順利卸出，完全阻隔高壓氣體通過。這種閥門的出現，沖破了普通旋轉閥只能用于吸送或低壓輸送的局面，可以直接進行高壓輸送物料。目前，這種閥門已被德國、美國、日本等國八個公司開發與壟斷，產品已在歐美與中國市場投入和合作生產。

六、物料的混合與設備

1.配料與混合

普通BOPET薄膜所使用的原料主要是母料切片和有光切片。母料切片是指含有添加劑的PET切片，添加劑有二氧化硅、碳酸鈣、硫酸鋇、高嶺土等，根據薄膜的不同用途來選用相應的母料切片。聚酯薄膜一般采用一定量的含硅母料切片與有光切片配用，其作用是通過二氧化硅微粒在薄膜中的分布，增加薄膜表面微觀上的粗糙度，使收卷時薄膜之間容納有極少量的空氣，從而防止薄膜粘連。有光切片與一定比例的母料切片通過計量混合機進行混合后進行下道工序。

2.物料混合器

當擠出混有多種組分材料時，配好的原料在送到后加工設備之前，都必要經過一個混合器將原料混合均勻。

最典型的混合裝置是使用一個帶有攪拌器的錐形容器，見圖2-8。容器內有一個平行錐體母線的攪拌螺桿，它除了可以慢速地自轉外，還可以沿容器中心線進行公轉。物料在容器內被螺桿不斷由下往上提升，同時又被周向攪動，實現充分地混合。

錐形容器及攪拌器均是由不銹鋼制成。螺桿的傳動裝置均設在容器的頂部。

這種混合器的特點是物料混合的時間可以根據工藝需要進行設定，物料容易混合均勻。有些生產線在這種混合容器上還安裝壓力傳感器，使這種混合器同時具有稱量料斗的作用。這種混合器的缺點是物料磨損較大，設備投資費用較高，占用的空間較大。

目前，有的薄膜生產線也采用KENICS靜態混合器作為物料的混合器。該混合器是安裝在幾種物料的計量加料器出口的集料器下方。當計量的物料通過螺旋輸送器或傳送皮帶或振動槽，在恒定時間內均勻地送到集料器時，物料靠本身的自重，經過靜態混合器的各元件，將物料進行不斷分流又不斷混合。

靜態混合器的優點是不需要其他動力及特殊的維護，設備投資少，結構簡單。但是，它對各種物料下料的均勻性有較高的要求，否則也難以混合均勻。靜態混合器的工作原理及結構在本章的擠出鑄片系統中另有詳細介紹。

對于需要干燥處理的物料，混合后要通過氣流輸送管道，將其送至約2m3的接受料斗內。該料斗位于（結晶）干燥器的上部，作為干燥系統的供料容器。料斗內裝有高、低料位檢測器，用于控制進料量及料位報警。料斗的下面裝有手動截止閥，用于停機時中斷進料。對手不需要干燥處理的物料，就不必裝設該料斗，配好的物料經混合器可直接送至擠出機的料斗內。