九讲粉末涂料生产设备.docx

精品学习资源设计、制造和使用热固性粉末涂料生产设备时涉及到的主要技术问题东辉粉末设备公司 技术总监太 原 理 工 大 学 教授陈 延 康0 ，前言1 热固性粉末涂料的物理特性（ 1 ） 粉末涂料的比重（ density ）真实比重（ Real density ）： 1200 ～ 1400 Kg/m 3 ，3相对（松散）比重（ Relative density ）： 400 ～ 550 Kg/m ；（ 2 ） 粉末涂料的比热（ Specific Heat Rate ） 对于标准配方的粉末涂料，比热为：0.35 ― 0.38 Kcal/Kg ℃2 热固性粉末涂料物性随温度的变化如图 0-1 所示，粉末涂料的物态随着温度的变化而转变；t°C200°C150°C120°C100°C70°C0粉 体软化熔 融固态温 度变化过程 中热固性 粉末涂料物 态的转变图 0-1（ 1 ）当温度低于 55-70 ℃，粉末涂料呈固态粉体状，（ 2 ）当温度上升达到或高于 70 ℃，粉末涂料颗粒开头软化，颗粒开头相互粘连；（ 3 ）当温度上升达到或高于 120 ℃，粉末涂料开头熔融；欢迎下载精品学习资源（ 4 ）当温度上升达到或高于 150-200 ℃，粉末涂料开头固化；粉末涂料物态的变化过程是不行逆的；3 粉末涂料的可燃烧性在肯定的环境条件下（粉体浓度、颗粒粒径、环境温度、湿度、引爆能量），粉末涂料是可燃烧或可爆炸的；（ 1 ）粉末涂料粉尘是可燃的；其爆炸等级按相应的标准测试确定；（ 2 ）最大爆炸压力 Pmax 为0.80 MPa ；（ 3 ）爆炸指数 K st 在 10-20 MPa m/s 之间；（ 4 ）爆炸等级为 ST1 ；4 粉末涂料的质量要求热固性粉末涂料的质量执行化工行业标准《 HG/T 2006-2006 热固性粉末涂料》；《HG/T 2006-2006 》对粉末涂料质量要求中的一些工程与制粉设备的品质有关；因此， 制粉设备的质量标准必需满意《 HG/T 2006-2006 》的相关规定；5 粉末涂料制粉生产线的构成粉末涂料制粉生产线由以下设备构成：预混合机 主要类型有：料罐翻转式自动混合机高速混合机；挤出机 主要类型有：单螺杆往复阻尼挤出机双螺杆挤出机；冷却压片机 主要类型有：不锈钢钢带喷淋冷却压片机滚筒冷却压片机不锈钢履带风冷压片机PU 带风冷压片机；微磨粉系统1 ，预混合机1.1 高速混合机（固定式混合机）图 1-1 所示为高速混合机的工作原理图；高速混合机在生产线上安装的位置是固定的，不行移动的，在生产线上的功能是非柔性的，称为固定式混合机；欢迎下载精品学习资源破裂电机主电动机图 1-1高速混合机具有以下技术特点：在生产线上安装的位置是固定的，属生产设备；用于固态物料的冷混（ <50 oC）、温混（ >50 o C， <90 o C ）或热混（ <90 o C）；混合分散成效较好；有可能实现上料 / 卸料自动化，但是难度较高；一般是一台高速混合机只为一条挤出机生产线供料；有可能发生挤出机停工待料情形；最适于用在不换色或不常换色的生产线；清机困难，清机时间长（ >60min ）；欢迎下载精品学习资源价位较低；1.2 料罐翻转式混合机电动机及减速器V1V2图 3图 3 所示为料罐翻转式混合机的工作原理图；料罐翻转式混合机的主机在生产车间安装的位置是固定的；每台主机配有 3 只过更多料罐；当料罐脱离主机时，可以在车间任意移动执行不同功能；因此，料罐翻转式混合机在生产线上的功能是柔性的，是离线生产设备；料罐翻转式混合机具有以下技术特点：按标准配置，每台混合机配备三只料罐；料罐具有输送和贮存物料的功能；用于固态物料的冷混（ <50 oC）、温混（ >50 o C， <90 o C ）或热混（ <90 o C）；欢迎下载精品学习资源双浆双速， V 1<12m/s ， V2 >20m/s ；混合成效优良；混色便利，清机时间短（ <20min ）；上料可实现自动化；一般配备自动化卸料站，直接给挤出机喂料；订货时可挑选：温度监控、粉尘吸出、混合头或浆液水冷、液态助剂注入装置、冲氮环境下混合等附加功能；实现全过程自动掌握； 产能高 〔6 ― 10 罐/h〕 ；价位较高；1.3 料罐容积和主机功率运算料罐容积 V 为：欢迎下载精品学习资源q〔KgV/ 罐〕L/ 罐 （ 1-1 ）欢迎下载精品学习资源〔 Kg / L〕式中： q—批量（每罐装料量）， Kg/ 罐，欢迎下载精品学习资源ρ—相对（松散）密度， Kg/LqQ〔 Kgn〔罐// h〕h〕kg/ 罐 （ 1-2 ）欢迎下载精品学习资源Q—生产纲领要求的产能， Kg/hn—要求每小时混合的罐数，罐 /h ；主电动机功率 P 可按下式估算：P=〔0.25 ― 0.35〕q kW （1-3 ）举例：生产纲领要求的产能 Q=800 Kg/h ，要求每小时混合的罐数 n=6 罐/h ， 相对（松散）密度 ρ=0.5 Kg/L 1料罐装满系数 η=0.6 ；将相关数据带入（ 1-2 ）式，每罐装料量 q 为：欢迎下载精品学习资源q 8006133.3Kg/ 罐欢迎下载精品学习资源1 L—公升；欢迎下载精品学习资源考虑装满系数 η时，将相关数据带入（ 1-1 ）式，料罐的容积 V 为：欢迎下载精品学习资源V q 133.3444.3 L欢迎下载精品学习资源0.6按供应商供应的产品样本，选用 500L 料罐；重新校核机器的产能：0.5欢迎下载精品学习资源（1 ）每罐装料量（2 ）混合机的产能q 500444.3133.3150Kg/ 罐欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Q q n150 6900Kg/h欢迎下载精品学习资源（ 3）估算主电动机功率欢迎下载精品学习资源P 0.25 q0.2515037.5 kW欢迎下载精品学习资源可选用 37 kW 电动机；1.4 混合机的技术要求（择要）（ 1 ）对整机的要求整机结构刚度及振动混合机（包括机架和平台）的设计应具有足够的刚度；整机结构的刚度及振动用振动烈度指标 V m 衡量；在额定载荷运行时的振动烈度，对于料罐翻转式自动混合机： V m ≤1.8 mm/s ；对于高速混合机： Vm ≤ 2.3 mm/s ；振动烈度 V m 按式 〔1-4〕 运算；欢迎下载精品学习资源2 2VX VYVmN X NY2VZN Z ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（ 1-4 ）欢迎下载精品学习资源搅拌匀称性经混合机搅拌的原料应保证粉末涂料产品质量符合 HG/T2006-2006 的要求；负载运行时罐内答应温度搅拌头应设计并安装温度传感器，监视混合过程中的罐内温度；常温负载运行时搅拌罐内物料的答应温度应低于 40.C〔 环境温度较高时建议加装冷却水套 〕 ；工作噪声混合机的整机工作噪声应低于 83 dB〔A〕 ；欢迎下载精品学习资源密封性能搅拌头结合面法兰应设计并安装密封件，保证机器运行时无任何粉尘泄漏；防尘接口装置防尘接口装置装于混合头上，在开启罐盖或下降混料罐之前，应牢靠地自动与厂内吸尘系统连接，防止粉尘泄漏；掌握系统对料罐翻转式自动混合机掌握系统的要求：a) 自料罐推入工位至混合完成料罐回到原工位的全过程实行自动掌握；b) 掌握器：举荐采纳可编程序掌握器；依据用户要求也可采纳触摸屏工业掌握运算机；c) 传感器：举荐采纳非接触式位移或限位传感器；传感器须具有良好的抗污染特性， 防止发生误动作；d) 故障报警及联锁爱护：系统必需具有故障报警功能，显现故障时实施声 / 光报警的同时自动停机，显示故障位置；e) 掌握系统应同时具有自动和手动掌握模式；对料罐的要求罐壁材料：奥氏体不锈钢；内壁呈镜面： Ra≤0.8 μm ；内壁焊缝表面：Ra≤ 0.8 μm；外壁焊缝表面： Ra≤ 3.2 μm；上下法兰材料：奥氏体不锈钢；对搅拌机构的要求搅拌头应具有足够的刚度，以支撑安装其上的主电动机及减速器、搅拌桨、破裂机构及破裂电动机、提升和下降（假如有）机构、锁紧机构、冷却水套，以及其他装置；对料罐翻转式混合机提升、下降及锁紧装置的要求提升机构应运动平稳，定位精确，保证料罐与搅拌头结合面有牢靠的密封；锁紧装置应有牢靠的锁紧和自锁才能；在停电、失电或压缩空气欠压的情形下仍有牢靠的自锁才能；欢迎下载精品学习资源安全爱护装置的要求1 动力传动和驱动系统的安全爱护2 操作安全区的安全爱护3 安全标志在安全护罩、安全护栏和电气装置上均应设计并装有明显的危急警示标志；危急警示标志的图形和文字应符合 GB/T2894 的规定；电气系统的要求电气系统的设计应符合 GB/T5226.1 的相关规定；电气系统设计图纸所用符号应符合GB/T4728 、GB/T5465 和GB/T6988.1 的规定；壳体防护等级电控箱以及电控箱进线口和出线口的设计均应符合 IP55 防护等级 〔GB/T4208〕 ；电动机应具有 IP55 防护等级 〔GB/T4208〕 ；当用户提出采纳低于 IP55 防护等级时，应在 供货合同上有明确的说明；联锁及爱护接地爱护 急停故障信号及报警混合机电控系统应设计并装备故障报警系统（灯光和 / 或声响）；全部技术要求都有对应的检验检测方法和合格标准（见标准附录 A、附录 B 、附录 C、附录 D ）；2 ，挤出机用于粉末涂料生产的挤出机主要有：单螺杆往复阻尼挤出机和双螺杆挤出机；单螺杆往复阻尼挤出机的主要技术特点：对物料的剪切强度较低；物料在机筒内的停留时间长；有可能在较低温度下完成混炼挤出过程；对不同配方的适应性强；机器结构复欢迎下载精品学习资源杂，制造成本高；售价较高；双螺杆挤出机的主要技术特点：对物料的剪切强度高；物料在机筒内的停留时间短； 生产效率较高；与螺杆直径相同的多单螺杆往复阻尼挤出机相比，售价、售价较低；2.1 粉末涂料双螺杆挤出机的混炼功能及影响混炼成效的因素（ 1 ）预混合达到的匀称程度；（ 2 ）物料的粘度。