邵社主 趙西平
(陜西科龍塑業(yè)有限公司)
近年來(lái),塑料中空制品生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)得到了快速的發(fā)展,特別是大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,使產(chǎn)品的應(yīng)用范圍不僅限于包裝行業(yè),用途越來(lái)越廣泛。
隨著計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量等技術(shù)的迅速發(fā)展與應(yīng)用,國(guó)內(nèi)擠出吹塑中空成型機(jī)的研制能力快速增強(qiáng),在中空吹塑成型設(shè)備的許多方面取得重大的技術(shù)突破。
科龍塑業(yè)對(duì)大型中空塑料成型機(jī)上的機(jī)筒和螺桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較大的改進(jìn)。
圖1 “IKV”結(jié)構(gòu)螺桿機(jī)筒進(jìn)料段結(jié)構(gòu)圖
在機(jī)筒上配制有帶強(qiáng)制喂料、強(qiáng)制冷卻的“IKV”結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是在機(jī)筒加料區(qū)的襯套上開(kāi)有縱向溝槽,同時(shí)在加料區(qū)設(shè)有強(qiáng)制冷卻的加套結(jié)構(gòu),提高了塑料原料的輸送效率,機(jī)筒的襯套磨損后更容易更換,減少了維修成本。
螺桿長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)為30:1,在螺桿進(jìn)料段采用雙螺紋結(jié)構(gòu),均化段設(shè)有斜槽屏障段和銷釘混合段,螺桿螺槽的深度沿進(jìn)料方向逐漸變淺?!癐KV”螺桿擠出機(jī)通過(guò)在大型中空設(shè)備上的使用,對(duì)加工齊魯?shù)?DMDY1158粉料、粒料及獨(dú)山子的HD5420GA粒料,其塑化效果好,擠出量可達(dá)到650kg/小時(shí)以上,滿足了大型塑料中空制品的生產(chǎn)需要。
圖2 雙層儲(chǔ)料機(jī)頭
近幾年,科龍塑業(yè)自主研發(fā)的大型“IKV”螺桿,采用雙層心形包絡(luò)流道形式。內(nèi)層采用中心進(jìn)料,外層進(jìn)料口進(jìn)入儲(chǔ)料機(jī)頭后,分為從大到小尺寸不等的12個(gè)小流道,使得熔料進(jìn)入料腔后在圓周方向進(jìn)料的一致性,為取得制品內(nèi)、外層壁厚的均勻奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),雙層心形包絡(luò)流道擠出的型坯被完整的熔料層所覆蓋,熔合縫區(qū)的強(qiáng)度得到很大的提高。通過(guò)控制擠出機(jī)的進(jìn)料轉(zhuǎn)速,可以很好的控制產(chǎn)品內(nèi)、外層的壁厚,滿足制品對(duì)內(nèi)外不同材料、壁厚的特殊要求,實(shí)現(xiàn)了制品的高性價(jià)比。
近幾年,雙層儲(chǔ)料機(jī)頭通過(guò)在2000升設(shè)備上的應(yīng)用,取得了較好的效果,在制品的外層添加紫外線吸收劑,使制品在戶外使用的壽命大大延長(zhǎng),得到了眾多用戶的青睞。
中空吹塑機(jī)頭的型坯壁厚控制技術(shù)是中空吹塑成型的關(guān)鍵。型坯壁厚控制系統(tǒng)主要由液壓伺服系統(tǒng)、伺服液壓缸、電氣控制器、伺服閥、傳感器、以及連接的管路等組成,通過(guò)對(duì)機(jī)頭口模或芯模開(kāi)口量的大小控制,來(lái)實(shí)現(xiàn)型坯的厚薄變化,使產(chǎn)品壁厚控制達(dá)到理想的效果
一般設(shè)備采用的主要是軸向壁厚控制技術(shù),控制點(diǎn)從64點(diǎn)到100點(diǎn)不等,通過(guò)對(duì)型坯壁厚的每一點(diǎn)數(shù)據(jù)調(diào)整,來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品壁厚軸向的精確控制。對(duì)于壁厚要求較嚴(yán)格的產(chǎn)品,通過(guò)口模或芯模修形來(lái)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)大型制品壁厚的均勻性,提高制品的性能。
徑向壁厚控制系統(tǒng)是提高大型制品質(zhì)量的較好方法,同時(shí),還可減少物料消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,但徑向壁厚控制系統(tǒng)的成本高,影響了技術(shù)的推廣應(yīng)用。
節(jié)能減耗,是目前加工行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要趨勢(shì)。液壓系統(tǒng)的節(jié)能是衡量中空吹塑成型設(shè)備的一個(gè)重要指標(biāo)。目前,液壓節(jié)能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于大型中空吹塑成型設(shè)備。
變量泵、變頻電機(jī)、比例閥加儲(chǔ)能器等節(jié)能技術(shù)是最常用的液壓節(jié)能技術(shù),其技術(shù)成熟,節(jié)能效果良好。伺服電機(jī)泵節(jié)能系統(tǒng)是最前沿的節(jié)能系統(tǒng),輸出平穩(wěn)迅速,重復(fù)控制精度高,伺服泵電機(jī)只在有動(dòng)作執(zhí)行時(shí)才高響應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)動(dòng)作時(shí)則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),流量根據(jù)需要進(jìn)行輸出,減少了能量的損耗,節(jié)能效果顯著。由于系統(tǒng)發(fā)熱小,油溫穩(wěn)定,延長(zhǎng)了油品、密封件的使用壽命,降低了維護(hù)成本。
張家港同大機(jī)械有限公司的大型吹塑托盤(pán)設(shè)備在主油路增加大量的儲(chǔ)能器,減少了油泵電機(jī)的功率,起到很好的節(jié)能效果。雅琪集團(tuán)的IBC噸桶設(shè)備采用的伺服電機(jī)泵節(jié)能系統(tǒng),有效地減少了能源損耗。秦川塑機(jī)的SCJ230B設(shè)備采用了卸荷溢流閥和儲(chǔ)能器的節(jié)能技術(shù),儲(chǔ)能器油壓達(dá)到設(shè)定壓力時(shí),電機(jī)卸荷不帶壓力,對(duì)油路系統(tǒng)的節(jié)能也有較好的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,相信會(huì)有更多的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用其中,會(huì)有更好的大型中空吹塑機(jī)面市。
科龍塑業(yè)前身為西安市塑料應(yīng)用研究所,從事塑料中空容器的生產(chǎn)研發(fā)已有20年之久。歷經(jīng)多年的探索與研究,成功研制開(kāi)發(fā)出多種應(yīng)用不同領(lǐng)域的塑料中空包裝容器,使用范圍涵蓋工業(yè)儲(chǔ)罐、農(nóng)用臥式罐、塑料沼氣池、IBC集裝桶等新型工業(yè)包裝容器,成為西部地區(qū)乃至全國(guó)最具影響力的大型塑料中空容器生產(chǎn)企業(yè)。
大型工業(yè)液體儲(chǔ)罐在國(guó)內(nèi)一般由滾塑旋轉(zhuǎn)澆鑄成型,將塑料注入旋轉(zhuǎn)的模具內(nèi),離心力迫使熔化的塑料貼在模具內(nèi)壁上,產(chǎn)品加工周期長(zhǎng),勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,不適應(yīng)連續(xù)批量生產(chǎn)??讫埶軜I(yè)經(jīng)過(guò)相當(dāng)多的努力,與設(shè)備廠家共同開(kāi)發(fā)研究,開(kāi)發(fā)出大型中空吹塑成型機(jī),生產(chǎn)的大型工業(yè)塑料儲(chǔ)罐,采用高分子的聚乙烯原料,一次成型,無(wú)焊縫,不滲漏。耐化學(xué)性能非常優(yōu)異,具有內(nèi)外防腐的特點(diǎn),可以耐大部分物質(zhì)溶液,可放置在高腐蝕環(huán)境下使用。
正在研發(fā)的5000升化工儲(chǔ)罐,塑料容器重量達(dá)到150㎏,罐體上設(shè)計(jì)有進(jìn)料口、出料口、液位計(jì)、法蘭連接,并安裝了鋼制鍍鋅底盤(pán)和支撐框架,使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上。與傳統(tǒng)化工防腐儲(chǔ)罐相比,性價(jià)比更高,是儲(chǔ)存運(yùn)輸化工腐蝕溶液的理想容器。塑料儲(chǔ)罐在大規(guī)格大容量的產(chǎn)品上優(yōu)勢(shì)明顯,具有一次成型的特點(diǎn),抗沖擊性能強(qiáng),拉伸強(qiáng)度高,抗氧化、抗老化性能好,這是其它化工儲(chǔ)罐所達(dá)不到之處。
農(nóng)村土地正逐漸向集約化的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)的以家庭為單位的生產(chǎn)方式正被機(jī)械化、規(guī)模經(jīng)營(yíng)的方式所代替,市場(chǎng)迫切期待開(kāi)發(fā)生產(chǎn)適應(yīng)于農(nóng)用運(yùn)輸車使用的大型臥式罐來(lái)滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要??讫埶軜I(yè)歷經(jīng)多年的努力,在國(guó)內(nèi)首家研制開(kāi)發(fā)出1000升大型塑料中空臥式儲(chǔ)水罐,在罐體上端安裝有輸液口和呼吸透氣孔,下端設(shè)計(jì)排液口,可安裝排液閥門(mén),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可用于調(diào)配農(nóng)藥、節(jié)水灌溉、噴灑施肥使用。臥式塑料罐與傳統(tǒng)的鐵罐相比較,優(yōu)勢(shì)非常的明顯,具有質(zhì)輕、耐腐蝕、成本低、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),再次回收利用率高,適用于綠化防護(hù)、果蔬噴藥,農(nóng)田灌溉、道路設(shè)施清洗等多種作業(yè)使用,運(yùn)輸成本低,市場(chǎng)應(yīng)用廣,利于企業(yè)規(guī)?;a(chǎn)。
設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大亮點(diǎn)。西部地區(qū)水資源匱乏,設(shè)施農(nóng)業(yè)如何更有效利用水資源,建立節(jié)約用水的生產(chǎn)方式是西部農(nóng)業(yè)發(fā)展突破的關(guān)鍵。科龍塑業(yè)在1000升單層臥式罐的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)出適應(yīng)在西部地區(qū)特殊氣候環(huán)境下使用的3000升、2000升大型多層復(fù)合臥式罐,外層為抗老化層,其中的紫外線吸收劑可以強(qiáng)烈地吸收陽(yáng)光中有害的紫外光,削弱其對(duì)產(chǎn)品性能的破懷,適應(yīng)在戶外使用。內(nèi)層為潔凈層,采用食品級(jí)原料,可貯存生活用水,并可進(jìn)行聯(lián)體擴(kuò)容,增加了儲(chǔ)水容量,滿足了大規(guī)模設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求。
大型臥式罐在西部地區(qū)主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用,使用環(huán)境和車輛規(guī)格不同,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上要考慮到實(shí)際的使用條件和用途,來(lái)確定產(chǎn)品的外觀尺寸,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要充分的體現(xiàn)塑料中空制品的性能特點(diǎn),確保產(chǎn)品質(zhì)量,又要降低成本。泄壓孔的設(shè)計(jì)非常重要,既要保證產(chǎn)品在動(dòng)態(tài)使用時(shí)液體不會(huì)漏出,又要達(dá)到液體快速排放時(shí)空氣能夠自然進(jìn)入罐內(nèi),防止內(nèi)外氣壓的不平衡造成的損壞。科龍塑業(yè)在罐體上端設(shè)計(jì)安裝了橡膠呼吸塞來(lái)達(dá)到這一效果,當(dāng)排放液體時(shí),罐內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓強(qiáng)迫橡膠呼吸塞中多個(gè)處于閉合狀態(tài)的透氣孔開(kāi)啟,平衡了罐體內(nèi)外的壓力,保護(hù)了罐體不會(huì)變型受損。
科龍塑業(yè)研發(fā)的大型塑料臥式罐開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外行業(yè)的先河,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)行業(yè)空白。2012年研發(fā)的“大型多功能塑料復(fù)合罐”獲得了5項(xiàng)國(guó)家專利,該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、節(jié)能、多功能、多用途、方便耐用的特點(diǎn),并榮獲國(guó)家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項(xiàng)目”。與寧夏大學(xué)進(jìn)行技術(shù)合作,為寧夏回族自治區(qū)固原市農(nóng)牧局研發(fā)配套的日光溫室大型多功能復(fù)合包裝容器補(bǔ)水系統(tǒng)獲發(fā)明專利,節(jié)水率達(dá)50%以上,在西部干旱地區(qū)進(jìn)行全面推廣,惠及農(nóng)戶約1000萬(wàn),央視農(nóng)業(yè)頻道、寧夏、云南、甘肅等媒體曾進(jìn)行轉(zhuǎn)播報(bào)道。
科龍塑業(yè)在大型臥式罐的生產(chǎn)過(guò)程除了進(jìn)行必要的檢測(cè)外,還增加了動(dòng)載和靜載兩種狀態(tài)下的試驗(yàn),整理積累了一套完善的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)和檢測(cè)方法。以科龍塑業(yè)為主要起草單位的國(guó)內(nèi)首個(gè)《聚乙烯吹塑臥式罐》標(biāo)準(zhǔn)正在受理中,期待大型臥式吹塑罐生產(chǎn)能有一套完善的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和行業(yè)健康發(fā)展。
塑料沼氣池是一種可廣泛應(yīng)用于西部農(nóng)村家庭使用的新型環(huán)保沼氣池。西部地區(qū)農(nóng)村每年約有50萬(wàn)個(gè)沼氣池建成投入使用,塑料沼氣池使用大型中空吹塑設(shè)備生產(chǎn),容積可達(dá)到500—3000升,與傳統(tǒng)的混凝土沼氣池相比具有成本低、抗老化、耐腐蝕、無(wú)滲漏點(diǎn)、密封性好、重量輕、運(yùn)輸安裝方便,使用壽命可達(dá)30年以上,并可承受一定的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、吸水性低,適應(yīng)各種土質(zhì)環(huán)境下施工安裝,符合國(guó)家沼氣產(chǎn)品及設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前已有馬來(lái)西亞、泰國(guó)、越南等南亞國(guó)家同行到科龍塑業(yè)參觀學(xué)習(xí)并在當(dāng)?shù)亟M織生產(chǎn)該產(chǎn)品。
大型中空容器是包裝材料的一個(gè)重要組成部分。隨著行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,西部地區(qū)塑料中空包裝容器行業(yè)主要是向大型化、輕量化、功能化發(fā)展,生產(chǎn)研發(fā)200升以上的大型包裝,從產(chǎn)品的使用功能上進(jìn)行創(chuàng)新,減少物料消耗。200升閉口L環(huán)桶和IBC集裝桶(復(fù)合式中型散裝容器)應(yīng)用于各種危險(xiǎn)品與非危險(xiǎn)化學(xué)品、油田助劑及其它液體的盛裝。
200升L環(huán)桶上世紀(jì)80年代由國(guó)外引進(jìn),目前生產(chǎn)技術(shù)已非常成熟,主要分布在華南,江浙和山東等地,在西部地區(qū)的生產(chǎn)和應(yīng)用較晚一些??讫埶軜I(yè)生產(chǎn)200升L環(huán)桶,經(jīng)過(guò)多年的探索與研究,學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),縮小了與沿海地區(qū)的差距。科龍塑業(yè)兩套大型多層中空吹塑成型機(jī)組,內(nèi)層的潔凈層使用食品級(jí)原料,不添加任何著色劑,符合出口食品包裝的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),外層為深色避光層,起到避光保護(hù)的作用,滿足了西部地區(qū)濃縮果汁出口包裝的要求。目前科龍塑業(yè)已擁有4套200升L環(huán)桶生產(chǎn)設(shè)備,是西部地區(qū)大型塑料中空容器行業(yè)唯一具有“出口食品、危險(xiǎn)品包裝容器”質(zhì)量許可證的企業(yè)。
IBC集裝桶是國(guó)際公認(rèn)的新一代工業(yè)包裝容器,是塑料中空包裝容器向大型化發(fā)展的趨勢(shì)。市場(chǎng)需求年增長(zhǎng)率達(dá)20%以上,其所用的塑料和鋼材是同等容積塑料桶、鐵桶的60%。由于尺寸符合國(guó)際通用貨物集裝箱的裝運(yùn)要求,可以4個(gè)方向用叉車直接裝卸,使用方便,運(yùn)輸裝載體積比塑料包裝桶提高15%以上,節(jié)省儲(chǔ)運(yùn)空間,大大節(jié)約了運(yùn)輸成本。產(chǎn)品的貯存保質(zhì)期5年,回收利用率高,在使用過(guò)程中鋼件或塑料件的損耗,都可經(jīng)過(guò)維修后再次投入使用。
IBC集裝桶在西部地區(qū)的市場(chǎng)應(yīng)用尚待開(kāi)發(fā)??讫埶軜I(yè)通過(guò)考察學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外同行產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),有效規(guī)避其它企業(yè)的專利保護(hù),研發(fā)設(shè)計(jì)出新型的IBC容器。在塑料內(nèi)膽的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中,采用雙層儲(chǔ)料機(jī)頭復(fù)合工藝生產(chǎn),延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命,適應(yīng)西部地區(qū)果蔬加工、油田開(kāi)采企業(yè)在強(qiáng)紫外線下使用。
科龍塑業(yè)在IBC的研發(fā)上申請(qǐng)了多項(xiàng)專利。在內(nèi)膽的上端面設(shè)計(jì)了多點(diǎn)支撐,并改進(jìn)了四個(gè)角的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),增加了斜角加強(qiáng)筋。在同等重量的情況下,提高了四個(gè)角的強(qiáng)度,有效克服了一般IBC容器上端面不平整形成凹陷,產(chǎn)生積液的現(xiàn)象。在金屬框架的制做上,選用龍鋼的金屬鋼材,對(duì)焊接點(diǎn)和安裝進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)和改進(jìn),并在四個(gè)角設(shè)計(jì)了鋼制包角,上下用高強(qiáng)度止退螺栓固定,提高了金屬框架的強(qiáng)度,增強(qiáng)了IBC集裝桶在使用過(guò)程中的抗沖擊性。在鋼制包角上端開(kāi)有吊裝孔,方便用戶進(jìn)行吊裝使用。
型塑料中空容器的行業(yè)前景非常廣闊,發(fā)展?jié)摿Υ?,但與國(guó)外的發(fā)展水平仍有較大的差距。很多企業(yè)依靠仿制侵犯專利保護(hù)來(lái)獲取市場(chǎng)份額,缺乏自主創(chuàng)新能力??讫埶軜I(yè)從事大型中空吹塑行業(yè)20年來(lái),非常重視企業(yè)創(chuàng)新精神的培養(yǎng),研制開(kāi)發(fā)的黃桂稠酒包裝、食用油中包裝、農(nóng)用臥式罐、大型多層復(fù)合罐、工業(yè)包裝在西北地區(qū)市場(chǎng)上占有率80%以上。
科龍塑業(yè)在國(guó)內(nèi)首家研制開(kāi)發(fā)“農(nóng)用臥式罐”和“大型多功能塑料復(fù)合容器”推動(dòng)了國(guó)內(nèi)大型塑料中空包裝容器行業(yè)的發(fā)展。2008年以前,眾多塑料中空設(shè)備和模具制造廠家的技術(shù)能力多限于220升以下的包裝容器。目前,國(guó)內(nèi)從事大型塑料中空容器生產(chǎn)的企業(yè)有100多家,主要分布在中西部地區(qū)及東三省等地,年生產(chǎn)加工能力達(dá)1000萬(wàn)只以上。
科龍塑業(yè)近年來(lái)在大型塑料中空容器領(lǐng)域所做的努力,得到了行業(yè)專家領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可,研發(fā)的新品兩次獲得國(guó)家包裝行業(yè)“高新技術(shù)項(xiàng)目”,企業(yè)榮獲“中國(guó)包裝優(yōu)秀品牌”、十一·五期間中國(guó)塑料中空容器行業(yè)“優(yōu)秀企業(yè)”、西安市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)“優(yōu)秀民營(yíng)科技企業(yè)”獎(jiǎng)勵(lì)。
如今,塑料中空行業(yè)特別是大型塑料中空容器行業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中必須走自主創(chuàng)新品牌經(jīng)營(yíng)之路,只有通過(guò)不斷的自主研發(fā)和創(chuàng)新,企業(yè)才可以走的更長(zhǎng)遠(yuǎn)?!爸袊?guó)西部大型塑料中空容器技術(shù)研發(fā)中心”于2012年批準(zhǔn)在科龍塑業(yè)成立,是國(guó)內(nèi)首家從事大型塑料中空容器生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的機(jī)構(gòu),匯聚了行業(yè)的專家人才,專業(yè)對(duì)大型塑料中空制品的生產(chǎn)技術(shù)、新材料、新工藝、塑料沼氣池、大型塑料中空檢查井進(jìn)行研究和推廣,提升西部地區(qū)乃至全國(guó)大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新能力。
“西部大型塑料中空容器加工中心”已在籌劃中??讫埶軜I(yè)以大型化、專業(yè)化的大型塑料中空容器為發(fā)展目標(biāo),努力提升產(chǎn)品的科技含量和應(yīng)用價(jià)值,以精細(xì)化、規(guī)范化的管理理念,增強(qiáng)企業(yè)員工的創(chuàng)新力和凝聚力,積累形成科龍塑業(yè)獨(dú)有的核心競(jìng)爭(zhēng)力,為中國(guó)大型塑料中空容器行業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。