Кога да се сменят пакетите филтърни мрежи за екструдер: Задействащи фактори на обратното налягане и интервали за смяна

Пакетът филтърни мрежи за екструдер представлява пакет от дискове от тъкана телена мрежа от неръждаема стомана, обикновено с размер от 20 до 150 mesh и дебелина от два до пет слоя, монтиран в устройство за смяна на мрежи или решетъчна плоча преди дюзата, за да филтрира полимерната стопилка, протичаща под налягане от приблизително 50 до 400 bar. Той е основната линия на защита между процеса на компаундиране или рециклиране и готовия профил, фолио, лист или гранула, като същевременно е и най-често подменяният износващ се елемент в една екструзионна линия. Не съществува универсален експлоатационен живот за пакета мрежи: линия за фолио от чист първичен материал може да работи с един и същ пакет в продължение на няколко смени или дори седмица, докато силно замърсен поток от рециклиран материал може да задръсти фин пакет от 150 mesh за по-малко от час. Надеждният сигнал, че пакетът е за смяна, не е календарът, а самият процес — по-конкретно повишаването на обратното налягане на стопилката през пакета, поради което диференциалното налягане е основният тригер, използван във всяка сериозна стратегия за смяна.

Защо пакетите филтърни мрежи се нуждаят от смяна

Пакетите филтърни мрежи не се износват по фиксиран график; те се изразходват от материала, който преминава през тях. Три механизма се комбинират, за да сложат край на полезния живот на пакета.

Натрупване на замърсители. Всяка стопилка пренася някои твърди частици — остатъци от катализатор, гел частици, омрежен полимер, фини метални частици, хартия, дървесина и карбонизирана смола. Мрежата улавя тези частици на повърхността си и в своите междинни пространства. С натрупването на замърсители свободната площ за протичане намалява, филтърът става по-ефективен при улавянето, а съпротивлението на потока нараства. Пакет, който започва с около 5 до 20 bar спад на налягането при чиста мрежа, може постоянно да го повишава, докато диференциалното налягане достигне зададената точка за смяна, често 50 до 80 bar, при което линията вече не може да поддържа стабилен процес.

Деградация на полимера. Топлината и напрежението на срязване деградират самата смола, особено в зоните с високо срязване около мрежата. Деградиралият полимер образува гелове и карбонизирани частици, които правят две неща: увеличават натоварването от замърсители и създават собствено повърхностно наслояване върху мрежата. Деградацията се ускорява с повишаването на обратното налягане, тъй като по-високото налягане води до по-висока температура на стопилката и по-дълго време на престой във филтрационната зона, което от своя страна произвежда повече продукти на деградация. Това е затворен цикъл на обратна връзка и е една от причините прекалено дългата работа с един пакет да влошава качеството още преди мрежата физически да се запуши.

Ограничаване на потока на стопилката. Задръстеният пакет се държи като дроселиращ вентил. Производителността спада или, ако шнекът компенсира, налягането и натоварването на двигателя се повишават, за да изтласкат стопилката. Допълнителното срязване повишава температурата на стопилката, което може да изведе процеса извън спецификациите за дебелина на фолиото, размери и цвят. Когато ограничението стане сериозно, потокът може да стане нестабилен, редувайки се между недостиг на материал и пулсации, което води до брак.

Обратното налягане като основен тригер за смяна

Обратното налягане е най-полезният единичен сигнал за смяна, тъй като то директно измерва състоянието на пакета в линията, а не негова приблизителна оценка. С натоварването на пакета налягането преди мрежата се повишава, докато налягането след нея остава относително постоянно; разликата между двете е диференциалното налягане в пакета и то проследява натрупването на замърсители почти линейно. Ето защо опитните оператори и системите за управление на устройствата за смяна на мрежи използват по подразбиране логика за смяна, базирана на налягането.

Разбиране на показанията за налягането

Три стойности на налягането са от значение и объркването им води както до преждевременна, така и до закъсняла смяна.

Налягане при филтросменителя е абсолютното налягане на стопилката непосредствено преди решетъчната плоча. Това е стойността, която повечето оператори наблюдават на манометъра. Чист пакет може да работи при 60 до 120 bar; замърсен пакет може да достигне до 300 до 400 bar или номиналната граница на машината. Това е добър сигнал за сработване, но смесва натоварването на пакета с всичко останало преди него, така че е по-груб показател от диференциалното налягане.

Диференциално налягане през пакета е разликата между налягането на стопилката от входящата страна на цедката и налягането след нея, обикновено измервано при решетъчната плоча или непосредствено след филтросменителя. Това е стойността, която изолира собственото състояние на пакета, и е това, което автоматичните филтросменители използват за своето задействане. Типичните зададени стойности за смяна попадат в диапазона от 50 до 150 bar в зависимост от машината, като много преработватели извършват смяна при 50 до 80 bar и запазват по-високите стойности за непрекъснати филтросменители, проектирани да издържат на високи диференциални налягания.

Входящо налягане на помпата за стопилка е от значение при линии със зъбна помпа. В линия, оборудвана с помпа, филтросменителят обикновено се намира преди помпата и никога не трябва да се допуска недостиг на захранване на входа на помпата. Тук определящото ограничение често е минималното входящо налягане, от което помпата се нуждае, а не максимумът, който пакетът може да издържи — ако замърсеният пакет причини спадане на входящото налягане под изискването на помпата, помпата кавитира, дебитът пулсира и продукцията се съсипва. При тези линии задействането на смяната често се настройва така, че налягането преди помпата да остане в работния диапазон на производителя на помпата, което може да означава смяна при по-ниско диференциално налягане, отколкото би се използвало при линия без помпа.

Типични прагове на задействане и логика на алармата

Една надеждна схема за аларма използва две нива. предварителна аларма се задейства при приблизително 70 до 80 процента от зададената стойност за смяна — за праг на смяна от 60 bar, алармата се задейства при около 45 до 50 bar диференциално налягане — предупреждавайки оператора да подготви цедките и да планира смяната в следващия удобен момент. задействането на смяната само по себе си, обикновено диференциално налягане от 50 до 80 bar при ръчни системи и до 150 bar при непрекъснати сменятели, проектирани за високи диференциални налягания, задейства смяната автоматично или като твърда аларма. При автоматичните сменятели логиката обикновено е: задействане при достигане на зададената стойност на диференциалното налягане, с блокировка за максимално абсолютно налягане, която се задейства независимо от диференциалното налягане, и времево ограничение, което налага смяна, ако пакетът е бил в експлоатация над определен брой часове, дори когато налягането е ниско.

За ръчни линии практическото правило е смяната да се извършва при диференциалното налягане, при което линията започва да губи стабилност — обикновено 50 до 80 bar — вместо да се чака максимумът, за който е проектиран сменятелят. Късната смяна спестява малко от експлоатационния живот на филтърната мрежа и води до загуба на продукт.

Стратегии за смяна на базата на налягане спрямо време спрямо качество

Повечето преработватели ги комбинират: задействането по налягане е основният тригер, с времева горна граница като резервен вариант за бавно запълващи се пакети и проверка на качеството на готовия продукт като краен арбитър. При чиста и стабилна линия само времевият график може да бъде напълно достатъчен и е много по-евтин от добавянето на измервателни уреди. При линиите за рециклиране, където замърсяването варира от чувал до чувал, задействането по налягане е практически задължително — фиксираният времеви график или ще води до твърде чести смени по време на чистите периоди, или ще доведе до пробив на пакета по време на замърсените.

Как гъстотата на мрежата (mesh count), броят на слоевете и разположението на пакета променят експлоатационния живот

Конструкцията на пакета е вторият по важност фактор, влияещ върху честотата на смяна след замърсяването на суровината.

Гъстота на мрежата (mesh count) определя най-фината степен на филтриране и има пряко въздействие върху експлоатационния живот. Една груба филтърна мрежа с 20-mesh (отвори около 840 микрона) задържа голямо количество замърсявания, преди да се запуши, и може да работи в продължение на много часове или няколко смени с рециклиран материал, докато фина филтърна мрежа със 150-mesh (около 100 микрона) при същото захранване може да се запълни за по-малко от час. Всяка следваща по-фина стъпка приблизително съкращава този интервал. Като ориентировъчно правило, удвояването на фиността на филтриране може да съкрати експлоатационния живот на филтърната мрежа с повече от половината, тъй като фините отвори се блокират от малки частици, които грубата мрежа би пропуснала.

Брой и разположение на слоевете балансират защитата, експлоатационния живот и разходите. Еднослойният пакет е най-евтин и има най-висок първоначален дебит, но се поврежда внезапно при появата на първия микроотвор и не осигурява никаква защита за разположените надолу по потока сита. Двуслойният пакет защитава финия слой с груба подложка. Най-често срещаната конфигурация за рециклиране е трислоен пакет: груб защитен слой на входа, фин работен слой в средата и по-тежка опорна мрежа на изхода, за да се предотврати притискането на финия слой към решетъчната плоча от високото налягане. Петслойните пакети, обикновено изработени от синтерована или подсилена мрежа, предлагат най-добра устойчивост на скъсване при високо диференциално налягане и се използват там, където пакетът трябва да издържи на дълги интервали на работа или високи налягания — например при налягания на полимерната стопилка над 300 bar.

Разположение на пакета също така включва дали се използва предфилтър. Поставянето на грубо сито на входа като предпазен уловител на замърсявания запазва скъпия фин слой чист за много по-дълго време и е най-евтиният начин за удължаване на интервала на работа. Предфилтър от 20 до 40 mesh на входа преди работен слой от 100 до 150 mesh може да увеличи експлоатационния живот на финото сито няколко пъти при работа с рециклирана суровина. Нашето ръководство за комбинации от мрежи за филтърни пакети разглежда подробно често срещаните конфигурации на слоевете.

Първичен полимер срещу рециклиран полимер

Суровината е определящият фактор за честотата на смяна, а разликата между първичния и рециклирания полимер е огромна.

Първичен полимер. Чистите първични гранули съдържат ниско количество замърсители, така че пакетите работят дълго. Линия за фолио от LDPE с капацитет 250 kg/h може да работи с един пакет в продължение на шест или повече часа; лабораторна линия или линия за компаундиране на чист специален компаунд може да изисква смяна веднъж седмично. Тъй като подаването на суровина е постоянно, планирането на база време работи добре, а интервалът се определя по-скоро от фините частици и продуктите от деградацията на полимера, отколкото от твърди примеси. Наляганията на стопилката обикновено са в диапазона от 50 до 250 bar.

Рециклиран PET. Рециклираните PET люспи съдържат замърсявания от етикети, лепила, покрития и деградирал полимер. Филтрирането обикновено се извършва при 60 до 120 mesh за rPET с хранителен клас, а интервалите за смяна се измерват в часове, а не в дни. Тъй като PET е хигроскопичен и лесно деградира под въздействието на влага и топлина, линията трябва да балансира противоналягането спрямо температурата на стопилката — задръстеният пакет повишава температурата на стопилката и ускорява загубата на IV. Нашето Ръководство за филтриране на стопилка при рециклиране на PET подробно описва специфичните компромиси между налягането и температурата.

Рециклиран PE/PP и замърсен регринд. Потоците от пластмаси след употреба обикновено съдържат от 3 до 8 тегловни процента замърсявания — метал, хартия, дървесина, омрежен полимер и гелове. При фините филтри резултатът е драстичен: при филтриране със 150-mesh на линия за издухано фолио, работеща с 30 процента PCR, операторите съобщават за 6 до 10 смени на филтъра на 8-часова смяна, или приблизително един пакет на всеки 48 до 80 минути. По-едрите мрежи от 20 до 60 mesh на линиите за гранулиране работят много по-дълго, често една смяна или повече, тъй като едрите отвори задържат повече замърсявания, преди да се запушат. проблемите при филтрирането при екструзия на рециклирана пластмаса статията описва подробно как тези нива на замърсяване определят както избора на филтърна мрежа, така и честотата на смяна.

Практическото правило: ако една линия изисква повече от една смяна на смяна или работи с повече от 10 до 15 процента съдържание на материали след употреба, икономическата ефективност на автоматичната или непрекъснатата смяна на филтрите трябва да бъде оценена спрямо ръчните филтърни пакети.

Автоматични устройства за смяна на филтри срещу ръчна смяна

Ръчната смяна означава спиране на линията, понижаване на налягането, отваряне на устройството за смяна, подмяна на пакета и рестартиране — обикновено това са от 15 до 45 минути загубено производство, плюс брак при рестартиране. Тя е лесна, изисква малко капитални разходи и е напълно разумна за линии, при които смяната се извършва веднъж на смяна или по-рядко. Нейната цена нараства бързо с увеличаване на честотата: при 6 смени на смяна една линия може да прекара една трета от работното си време в спряно състояние.

Автоматичните устройства за смяна елиминират спирането. Дисконтинуалните автоматични устройства за смяна подменят пакета за секунди, докато линията работи, задействани от диференциалното налягане, и са подходящи за умерено замърсяване. Непрекъснатите устройства за смяна — ротационни, лентови и самопочистващи се конструкции — придвижват нова филтърна площ поетапно, поддържайки диференциалното налягане почти постоянно, и са практически задължителни за силно замърсени рециклирани потоци, където ръчната смяна е непрактична. Лентовите системи извършват придвижването на филтърната мрежа за по-малко от секунда и поддържат налягането в рамките на няколко bar, поради което те доминират при линиите за фолио и листове с високо съдържание на PCR. Компромисът е в капиталните разходи и поддръжката; за линия, която иначе би се сменяла само веднъж на ден, ръчният пакет обикновено е правилното решение.

Независимо от системата, основната физика на точките на задействане е една и съща, а изборът на екструдерни филтърни мрежи с експлоатационен живот, съобразен със стратегията за смяна, намалява както разходите за мрежи, така и времето за престой.

Последици от работа след точката на смяна

Работата след зададената точка за смяна не спестява експлоатационен живот на мрежата — тя носи риск. Разходите се проявяват в три форми.

Разкъсване на мрежата. С нарастването на диференциалното налягане финият слой се притиска по-силно към своята опора. След като мрежата се деформира или скъса, замърсителят преминава наведнъж — пробив, който може да изхвърли цяла партида замърсявания в матрицата и да съсипе часове продукция. Разкъсването обикновено се случва при по-високи диференциални налягания, над 100 до 150 bar при добре укрепен пакет, но може да възникне и по-рано, ако липсва опорният слой или пакетът е сглобен неправилно. Петслойният или синтерованият пакет е по-устойчив в това отношение именно защото неговите опорни слоеве поемат натоварването.

Пулсации на потока и нестабилност на налягането. Почти задръстеният пакет кара шнека последователно да натиска срещу затворено препятствие и след това да пробива, което води до пулсиращ дебит, колебания в показанията на манометъра и вълнообразно или неравномерно по дебелина фолио. Внезапното освобождаване на налягането, когато пакетът най-накрая се прочисти (или бъде сменен), също нарушава процеса; колебанията в налягането на стопилката при рестартиране са честа причина за брак при пускане.

Влошено качество на продукта. Гелове, точки, обезцветяване и загуба на механични свойства се появяват още преди мрежата видимо да се задръсти, тъй като нарастващото противоналягане повишава температурата на стопилката и времето на престой, което разгражда полимера. При фолио и листове това означава мътнина, гелове и вариации в дебелината; при влакна означава скъсвания; при гранули означава черни точки в иначе добър материал. Индикаторите, базирани на качеството, улавят тези проблеми; тригерът за налягане, настроен малко под границата на стабилност, улавя повечето от тях по-рано.

Таблица за планиране на честотата на смяна

Таблицата по-долу предоставя реалистични първоначални интервали. Разглеждайте всяко число като отправна точка, а не като спецификация — степента на замърсяване на суровината и условията на линията са определящи, а манометърът винаги трябва да има последната дума.

Тези интервали се свеждат до практическо правило: сменяйте при диференциално налягане от 50 до 80 bar, никога не оставяйте пакета над номиналното диференциално налягане на сменятеля и ако смените са по-чести от около една на смяна, разгледайте конструкцията на пакета и след това автоматизацията. За подробно разглеждане на избора на слоеве вижте ръководството за комбинации от мрежи или филтрация при екструзия на пластмаса общ преглед на приложението.

ЧЗВ

Как да разбера кога пакетът цедки на моя екструдер се нуждае от смяна?

Следете диференциалното налягане в пакета. Когато то достигне зададената стойност за смяна — обикновено 50 до 80 bar при ръчни системи, до около 150 bar при непрекъснати сменятели — пакетът е за смяна. Вторичните признаци са повишаване на температурата на стопилката, по-вихоко натоварване на двигателя, намаляване на производителността и поява на гелове или включвания в продукта.

Какво е нормалното диференциално налягане при чист пакет сита?

Чистият пакет обикновено показва диференциално налягане от 5 до 20 bar. Стойности значително над 20 bar при нов пакет обикновено показват блокирано или неправилно избрано сито, докато зоната от 50 до 80 bar е нормалният интервал за смяна.

Защо моите пакети сита се задръстват по-бързо с рециклиран полимер?

Рециклираният полимер съдържа от 3 до 8 процента замърсявания по тегло — метали, хартия, дървесина, гелове и омрежен полимер — в сравнение с почти чистите първични гранули. При 150 mesh силно замърсеният PCR може да запълни пакета за по-малко от час, в сравнение с шест часа или повече при захранване с първичен материал. Груб предфилтриращ слой преди него удължава значително експлоатационния живот на работното сито.

Трябва ли да сменям ситата по график или по налягане?

Смяната по налягане е по-надеждна, когато натоварването със замърсители варира, тъй като сменя ситата въз основа на действителното състояние на пакета. Планирането по време е приемливо при стабилни линии за първичен полимер без измервателни уреди за налягане, но трябва да бъде съчетано с ограничение за максимално налягане.

Какво се случва, ако използвам пакет сита твърде дълго?

Пакетът се натоварва, докато диференциалното налягане се повиши, температурата на стопилката нарасне и потокът стане нестабилен. Рисковете включват скъсване на ситото при високи диференциални налягания, пулсации на потока и влошено качество на продукта с гелове, петна и вариации в размерите. При линиите за фолио работата след точката на смяна обикновено се открива като брак, преди ситото да се повреди физически.

Получете оферти за пакети сита от KAIFIL

Честотата на смяна е технологичен проблем, но също така е и проблем на избора на сито — правилната мрежа, броят на слоевете и разположението на пакета могат да увеличат многократно експлоатационния живот на пакета и да намалят престоите. KAIFIL е производител на произведени по поръчка сита за екструдери от неръждаема стомана и филтърни дискове, базиран в Шидзяджуан, Китай, който доставя пакети сита за екструдери и изработени по поръчка филтърни дискове от телена мрежа от неръждаема стомана за линии за екструдиране и рециклиране на пластмаса по целия свят. Ние също така произвеждаме филтърни дискове с кант, филтърни дискове от обикновена телена мрежа, петслойна синтерована мрежа и филтърни патрони от синтерована телена мрежа, проектирани за номиналното налягане и интервала за смяна на вашата линия.

Изпратете ни вашата комбинация от мрежи, размери на пакета и целева честота на смяна — или просто вашите технологични условия — и ние ще изготвим оферта за филтърни пакети и изработени по поръчка филтърни дискове от неръждаема стомана, съобразени с вашата линия. Свържете се с KAIFIL днес за оферта.