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橡胶配料系统解决方案
日期:2020.02.25

摘要:自动配料控制系统主要由投料系统、贮存系统、输送系统和称量控制系统组成。炭黑双管气力输送可保证输送气压和速度,内橡胶管可以降低炭黑因输送而导致的破碎,并能耐炭黑侵蚀,输送时袋滤器能有效控制炭黑的飞扬。称重控制系统可完成炭黑、油料和胶料的称量和加料。其投料系统采用微机十PLC的结构,减小了系统的复杂程度。软件采用全中文界面,操作非常方便。

近年来,随着我国汽车产量的不断增大,轮胎工业也有了较大的发展。为满足轮胎生产的需要,国内不少大、中型轮胎生产厂使用了大容量密炼机,这种密炼机与270规格以下机型相比,具有容量大、基建投资少、占地面积小、混炼效率高、能耗低等特点。

炭黑是轮胎生产的重要原料之一,其密度小、用量大且易污染环境,因此炭黑贮存及输送成为众多轮胎厂和设备制造厂关注的焦点,大容量密炼机也只有与先进的密炼机自动配料控制系统(以下简称混料机)配套使用才能充分发挥效能,特别是在子午线轮胎生产中,混料机已是必不可少的关键配料设备。

密炼机结构主要由加料系统、贮存系统、输送管路、称重控制系统及上料系统组成。

1、加料系统

加料系统由解包斗、炭黑槽车、袋滤器、引风机等组成。解包斗采用双侧加料结构,可以同时两个方向加料。解包斗将炭黑槽车来的炭黑粉料自动加到炭黑压力输送罐内。加料时袋滤器能有效避免炭黑飞扬,改善工作环境。

2、贮存系统

贮存系统由大贮仓、袋滤器、引风机、平衡阀、螺旋送料装置、贮存斗等组成,输送系统送来的炭黑根据型号分别送到不同大贮仓中贮存。在输送炭黑时,引风机自动开启并通过袋滤器控制炭黑飞扬,平衡阀自动打开以平衡大贮仓内压力,大贮仓底部的螺旋送料装置将炭黑送到贮存斗中等待进一步被输送到称量系统中,输送完毕后平衡阀会自动关闭。大贮仓设计了高、中和低3个料位控制。当料位处于低位时须加料,处于高位时须停止加料。

3、输送系统

输送系统由气源、压力输送罐、分配阀和双管输送管路等部分组成。炭黑经解包斗送到压力输送罐后,向罐内送压缩空气将炭黑吹拂起来,使炭黑处于浮濯状态。当压力输送罐内的压力达到一定值时,保持压力2-3min,然后打开卸料阀,同时打开输送管路上的压缩空气阀门,在压缩空气的作用下炭黑沿输送管路向贮存罐输送。为保证输送压力的恒定,在输送管路上每隔一定间距会有同样压力的压缩空气补充到输送管路中,可保证输送速度。输送管路为双管结构,内管是柔性橡胶材料管,可耐炭黑侵蚀同时能降低炭黑在高速输送时炭黑颗粒的破碎率。外管采用硬质铝合金材料,可以承受一定压力。

4、称量控制系统

称重控制系统分为三部分:炭黑称量加料、油料称量加料和胶料称量加料。

(1)炭黑称量加料

炭黑称量加料由日贮斗、袋滤器、平衡阀、加料螺旋、中央袋滤器、回收螺旋、炭黑称量模块、炭黑校核秤和排料岔道等部分组成。

炭黑经过输送系统输送到日贮斗中等待称量,开始称量加料时,日贮斗底部的加料阀打开,加料螺旋动作,将炭黑粉料输送到炭黑称量秤中(输送炭黑时,中央袋滤器将飞扬的炭黑吸附到袋滤器的滤袋上,以防止炭黑的飞扬污染)。炭黑称量完毕后,炭黑称量秤的碟阀打开,炭黑顺着加料管卸到炭黑校核秤上,校核称量的准确性。完成校核后,炭黑校核秤的卸料阀打开,炭黑通过管路经排料岔道送到密炼机的密炼室。

贮斗内部喷涂防粘和防腐蚀的化学原料漆,不仅能使炭黑下料顺畅,防止炭黑粘附在内壁上,同时也有效防止炭黑对贮斗的腐蚀,延长贮斗的使用寿命。

鉴于大容量密炼机混料机配料周期短、生产效率高、称取量大的特点,在炭黑称量与投料系统之间设置了一个中间校核秤斗(传感器型),此配置可有效地解决大容量炭黑的过渡和贮存问题,缩短配料和加料周期,同时又能多次称量,保证称量精度和加料混炼的特殊工艺要求,并可对炭黑卸料过程进行二次监控,缩短炼胶周期。

由于炭黑密度小、易飞扬,在称量卸料时易在管道中堵塞,因此在称量斗和中间斗之间设有连通装置。连通装置在称量斗称量时关闭,卸料时打开,确保炭黑快速有效地下料。料斗秤采用3点式支撑和悬挂传感器的方式,3点均匀受力,可保证称量精度。称重传感器选用S型传感器,能有效地减小偏心力对称量的影响。排料岔道有一个进料口和两个出料口,一个出料口与密炼机相连,另一个出料口与外界相连,在人工校核称量秤时,可将炭黑卸到容器中以便人工称量。

(2)油料称量加料

油料称量加料由油料秤、中间贮斗、注油泵和输油管路等组成。油料在经油料秤称量后,卸油阀打开,油料卸到中间贮斗中暂时存放,此时油料秤可继续称量下一批油料。输油时注油泵启动将中间贮斗中的油料经密炼机注油口注射到密炼室,同时该设备会根据不同注油方式选用相应注油泵并选择合适的压力注入密炼机不同注油孔。

(3)胶料称量加料

胶料称量加料由供胶机、胶料秤和投料带组成。块状的胶料直接在胶料秤上称量,然后通过投料带将胶料投入到密炼机的密炼室。片状胶料由供胶机送到胶料秤上称量,然后再送到密炼室。

5、上料系统

配料机控制部分由PLC十上位机组成,为两级控制。PLC采用先进的总线控制方式,下设远程工作站,分为粉料系统工作站和胶料、油料系统工作站。各工作站将各自采集到的信号和数据传回PLC系统,由系统统一控制。微机控制和现场设备之间用线缆连接,改变了以往所有连接都必须接到控制室的状况,减小了用户在安装过程中线缆及桥架的用量,节省投资,同时也可增强系统的抗干扰能力,并大大方便设备检修和维护。全部信号采用数字方式传输,具有很高的精度和可靠性。

控制软件基于windows平台采用VB编程,全中文界面、菜单式人机对话、动态图形管理和开放式管理,操作非常方便。可以对工艺配方、时间、功率、温度、压砣压力及密炼机转速等参数进行监控,优化混炼和网络功能。独创的触摸屏式胶料秤终端可在现场修改配方设定,代替主控制室进行机前操作和动态监控生产。

结语

混合机自动配料系统,在工厂投入使用后,能最大限度地发挥密炼机功效,提高产品质量和生产效率。由于采用密闭式炭黑双管气力输送,彻底解决了炭黑在运输、贮存和使用过程中的泄露和飞扬所带来的环境污染,减少了浪费,大大改善了炼胶车间的工作环境,具有良好的经济效益和社会效益。

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