吸水系统在萃取薄膜除水干燥中的研制运用

吕剑锐、魏学锋

(大连橡胶塑料机械有限公司,辽宁省大连市  116036

摘要:塑料挤出拉伸薄膜经萃取成孔经过水封装置后,薄膜表面及微孔内部会吸附镶嵌大量液体,若未经充分除水干燥,后续生产过程会在薄膜表面形成不规律性水花纹,影响萃取成孔薄膜的表面质量及透气度等关键性能。吸水系统的研制运用,利用PVA材质吸水系统的优异吸水性、耐溶剂性能,非常好地对萃取成孔薄膜除水干燥,为后续薄膜进一步拉伸定型干燥创造了有利条件。

关键词:拉伸薄膜;吸水系统;除水干燥;PVA海绵辊;挤水系统

1. 工作原理

吸水系统在萃取薄膜出水干燥中的研制运用,主要基于PVA甲醛吸水海绵的柔韧性、弹性佳、耐磨耗性、优异亲水性、高吸水性、孔壁锁水性、,以及卓越的耐油性、耐溶剂特性1,在萃取成孔薄膜自水封装置至后续拉伸定型装置之间输运行程中设置吸水系统。通过上、下层吸水装置同步相向旋转挤压吸附薄膜表面及微孔内部镶嵌水份,对萃取薄膜起到除水干燥作用,消除薄膜后续拉伸定型干燥出现影响性能的不利因素。通过在结构上设置传动系统、喷淋系统、上层挤水装置、下层挤水装置、排水系统,保证上、下层吸水装置始终保持与薄膜接触的柔韧性、吸水性,上、下层吸水装置与薄膜牵引速度保持一致消除对薄膜的损伤,并及时将挤压排除的水份通过排水装置排放至指定区域进行处理。

2. 主要结构及功能作用

如图1所示,本文所述的吸水系统主要由传动系统(序1)、下层吸水装置(序2)、摆动装置(序3)、喷淋系统(序4)、上层吸水装置(序5)、上层挤水装置(序6)、导辊装置(序7)、下层挤水装置(序8)、机架(序9)、排水系统(序10)等部分组成。2

 

1.传动系统    2. 下层吸水装置    3. 摆动装置    4. 喷淋系统    5. 上层吸水装置

6. 上层挤水装置    7. 导辊装置    8. 上层挤水装置    9.机架    10.排水系统

1  吸水系统结构示意图

2.1    传动系统结构及功能作用

如图1所示,传动系统(序1)是下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5)同步相向旋转进行萃取成孔薄膜除水干燥输运的能量输入保障。详见如图2所示,传动系统主要由行星摆线针齿变频减速电机(序1)、链轮(序2)、链轮(序3)、链轮(序4)、齿轮(序5)、链条(序6)、链条(序7)等部分组成。其中链轮(序2)直联在行星摆线针齿变频减速电机(序1)输出轴上,链轮(序3)连接在下层吸水装置(图1中序2)轴端部,通过链条(序6)实现传动系统的驱动力由行星摆线针齿变频减速电机(序1)等速传递给下层吸水装置(图1中序2);链轮(序4)连接在摆动装置(图1中序3)轴端部,链条(序7)作为链轮(序3)与链轮(序4)间的动力传递元件,将传动系统的驱动力由下层吸水装置(图1中序2)继续等速传递摆动装置(图1中序3)上;而后,通过分别设置在摆动装置(图1中序3)、上层吸水装置(图1中序5)轴端部且始终保持相互啮合状态的齿轮(序5),将传动系统的能量传递给上层吸水装置(序5),最终实现下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5)同步等速相向旋转实现对萃取成孔薄膜除水干燥及输运功能。3

1.行星摆线针齿变频减速电机   2. 链轮   3. 链轮   4. 链轮   5. 齿轮   6. 链条

7. 链条   8.控执行系统   9.摆臂系统   10.摆臂系统

2  传动系统、摆动装置结构示意图

2.2    摆动装置结构及功能作用

如图1所示,摆动装置(序3)是根据萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥需要实现上层吸水装置(序5)与下层吸水装置(序2)分离、压紧功能及传动系统能量传递的关键执行部件。详见如图2所示,摆动装置主要由气控执行系统(序8)、摆臂系统(序9)、摆臂系统(序10)等部分组成。其中气控执行系统(序8)电磁阀通断变化促使气缸活塞杆伸缩推拉摆臂系统(序9)进行旋转,进一步带动摆臂系统(序10)、上层吸水装置(图1中序5)整体进行工作位变换,实现上层吸水装置(序5)与下层吸水装置(序2)分离、贴合压紧功能,方便快捷完成萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥生产工艺需求。

2.3    吸水装置结构及功能作用

如图1所示,萃取成孔薄膜膜经设置在吸水系统前部的导辊装置(序7由水封装置输运通过层吸水装置(序5下层吸水装置(序2,并通过两者贴合压紧尽可能完全吸除薄膜表面及微孔内部镶嵌水份,而后经过设置在吸水系统前部的导辊装置(序7输运至后续拉伸定型干燥设备。

如图1、图2所示,吸水装置主要是由下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5)组成,其中下层吸水装置(序2)安装调整至最佳工作位置后即保持不变,仅在传动系统(图1中序1)作用下与上层吸水装置(序5)保持同步等速相向旋转,实现对萃取成孔薄膜除水干燥及输运功能;与下层吸水装置(序2)不同,上层吸水装置(序5)在摆动装置(图1中序3)的带动下,可实现两个工位:非工作工位为萃取成孔薄膜穿膜操作所需的旋转一定角度与下层吸水装置(序2)分离,工作工位为萃取成孔薄膜除水干燥所需的下层吸水装置(序2)压紧贴合并与牵引速度匹配的同步等速相向旋转。

值得重点强调,为保证吸水辊的最佳除水干燥功能的实现,下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5)选择具有闭孔率低、相互连通微孔结构的PVA甲醛海绵辊。借以充分利用PVA材料优良的表观特性、柔韧性、亲水性、弹性佳、耐磨耗性,卓越的耐油性、耐溶剂性,以及其孔壁锁水机理为主的高吸水率、保水率,非常好地对萃取薄膜除水干燥,保证萃取成孔薄膜的表面质量及透气度等更关键性能要求,为后续薄膜的进一步定性干燥创造了有利条件。1

2.4    挤水系统结构及功能作用

详见图3所示,挤水系统主要由上层挤水装置(序1)、下层挤水装置(序3)组成,其两者分别设置在层吸水装置(图1中序5下层吸水装置(图1中序2)下部,具有位置角度调整功能。为保证上层吸水装置(图1中序5)、下层吸水装置(图1中序2在萃取成孔薄膜牵引输运过程中快速有效吸除薄膜表面及微孔内部镶嵌水份,在两者各自旋转轨迹下部适宜位置分别设置挤水系统的上层挤水装置(序1)、下层挤水装置(序3)。如此设置挤水系统,主要目的在于根据生产需要持续高效对PVA海绵实施挤压脱水,保证吸水装置始终保持最佳吸水工作状态,输运萃取成孔薄膜的同时保证对其优良的挤压除水干燥功能,防止在后续拉伸定型干燥过程中产生水花纹,为保证萃取成孔薄膜的表面质量及透气度等更关键性能要求创造积极条件

1.上层挤水装置  2. 上接水盘  3. 下层挤水装置  4. 排水软管  5. 下接水盘  6. 排水软管

3  挤水系统、排水系统结构示意图

2.5    排水系统结构及功能作用

如图3所示,排水系统(1中序10在结构上主要由上接水盘(序2)、排水软管(序4)、下接水盘(序5)、排水软管(序6)组成,其中上接水盘(序2)、下接水盘(序5)分别安装在机架(图1中序9)对应上层挤水装置(序1)、下层挤水装置(序2)挤压层吸水装置(图1中序5)、下层吸水装置(图1中序2)连续排液的适宜位置。其中上接水盘(序2)设置在对应上层挤水装置(序1)下部,通过排水软管(序4)将上层吸水装置(图1中序5)挤压脱离出积聚在上接水盘(序2)内的液体排放至下接水盘(序5)中;下接水盘(序5)内盛放的是通过下层挤水装置(序2)挤压作用迫使下层吸水装置(图1中序2)排放出的液体,以及上接水盘(序2)内排放至此的液体,两部分液体汇聚后通过排水软管(序6)排放至制定区域进行集中处理。排水系统与挤水系统协调配合,共同完成吸水系统在萃取成孔薄膜输运过程中的除水干燥。

2.6    喷淋系统结构及功能作用

详见图1所示,喷淋装置(序4)设置在吸水系统上部,通过管路系统将进水总管内的纯净水以一定压力、流量喷淋在下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5PVA海绵表面,利用PVA的亲水、孔壁锁水特性,保持PVA海绵辊表面始终湿润柔滑、最佳弹性及柔韧性,避免在萃取成孔薄膜输运及除水干燥过程中对膜面产生损伤。作为吸水系统的辅助装置,喷淋系统(图1中序4必须时刻保证正常工作状态能力,以保证下层吸水装置(序2)、上层吸水装置(序5PVA海绵表面处于最佳除水干燥状态为佳。

3. 结束语:

塑料挤出拉伸薄膜经萃取成孔经过水封装置后,薄膜表面及微孔内部会吸附镶嵌大量液体,通过吸水系统的研制运用,可将薄膜表面及镶嵌于微孔内部的液体充分吸除干燥。吸水系统在萃取成孔薄膜除水干燥中的研制运用,充分消除了后续拉伸定型干燥生产过程薄膜表面形成不规律性水花纹可能性,避免薄膜因未经优异的除水干燥而影响表面质量及透气度等关键性能,为薄膜后续拉伸定型干燥创造了有利条件保障。

参考文献:

[1]罗志波、林创发、文秀芳、蔡智奇.PVA所甲醛吸水海绵的制备与性能.塑料工业,(201208-0077-0477~80.

[2]黄莉、孙凤萍、刘勇、闫岩、刘云霞.吸水装置:CN103307855A.2013.

[3]成大先.带、链传动、齿轮传动.《机械设计手册》(第5.3)[M].北京:化学工业出版社.2008.

[4]成大先.气压传动.《机械设计手册》(第5.2)[M].北京:化学工业出版社.2008.