Воздушные компрессоры для производства пластмасс
Компрессорная техника широко применяется при переработке полимеров. Пневматика приводит в действие цилиндры, клапаны и захваты, используется на выдувных установках, помогает перемещать сырье, выполнять обдув и обслуживать автоматизированные участки. От правильно организованной подачи рабочей среды зависят ритмичность технологического цикла, качество изделий и затраты предприятия на электроэнергию.
Особое место занимает изготовление ПЭТ-тары. Во время формования бутылки требуется существенно более высокий уровень сжатия, чем для обычных исполнительных механизмов. Поэтому такой участок часто проектируют отдельно от общезаводской пневмосети.
Где применяется пневматика при производстве пластмасс
На предприятиях отрасли один источник может обслуживать сразу несколько технологических зон. Параметры для разных задач отличаются, поэтому при проектировании учитывают назначение каждого участка и характер его загрузки.
- Выдув ПЭТ-тары. Поток расширяет нагретую преформу и прижимает материал к стенкам формы.
- Автоматика. Пневмоцилиндры, клапаны, заслонки и захваты обеспечивают движение исполнительных механизмов.
- Транспортировка сырья. На некоторых предприятиях гранулы и порошковые материалы перемещаются по трубопроводам воздушным потоком.
- Обдув и очистка. Такой способ подходит для удаления остатков материала, очистки датчиков и ряда вспомогательных операций.
- Роботизированные комплексы. Пневматические элементы используются в захватах и устройствах извлечения готовых изделий.
- Упаковочные участки. Сжатая среда приводит в действие сортировочные, позиционирующие и перемещающие механизмы.
При расчете станции важно учитывать не только номинальные показатели отдельных агрегатов, но и общий профиль нагрузки в течение смены.
Компрессор для выдува ПЭТ-тары
При изготовлении бутылки предварительно нагретую преформу помещают в форму. Затем заготовка растягивается, а внутрь подается поток, который расширяет материал до заданной геометрии.
Для качественного формования важны стабильная подача и достаточный объем в каждый момент цикла. При заметных колебаниях параметров могут возникать отклонения размеров, неравномерность стенок и рост количества брака.
Максимальные значения нужны только непосредственно на этапе формования. Приводы, клапаны и другая заводская пневматика обычно работают в более умеренном диапазоне. По этой причине повышать параметры всей сети до уровня выдувной установки экономически не всегда оправданно.
Какие рабочие параметры применяются при выдуве
Конкретные значения определяются конструкцией машины, объемом бутылки, геометрией изделия, типом преформы и производительностью участка. В рамках одного технологического комплекса могут использоваться несколько ступеней сжатия.
| Участок | Назначение | Ориентировочные значения |
|---|---|---|
| Общая пневмосеть | Клапаны, цилиндры, автоматика и вспомогательные приводы | Часто около 6–8 бар |
| Предварительный выдув | Начальное расширение преформы | Выбирается в соответствии с технологией |
| Финишное формование | Придание бутылке окончательной геометрии | На ряде установок достигает нескольких десятков бар |
Точные значения следует брать из документации изготовителя выдувной машины. Излишний запас приводит к дополнительным затратам энергии, а недостаточный уровень может нарушить стабильность технологического цикла.
Из чего состоит компрессорная станция
Для промышленного участка одного агрегата обычно недостаточно. В состав комплекса входят устройства накопления, подготовки и распределения рабочей среды.
Основной агрегат
Он обеспечивает пневмосеть предприятия или отдельный технологический участок. При продолжительной нагрузке часто применяются винтовые модели, рассчитанные на длительную эксплуатацию и значительную подачу.
Бустер
Дожимающая установка принимает поток после первой ступени сжатия и доводит его параметры до уровня, который нужен выдувной машине.
Такое решение позволяет использовать центральную станцию для большинства заводских задач, а отдельный дожимной агрегат — только там, где это действительно требуется. Благодаря этому не приходится увеличивать нагрузку на всю распределительную сеть.
Ресивер
Воздушная емкость формирует резерв и компенсирует кратковременные скачки потребления. Это особенно полезно для циклических процессов, когда за небольшой промежуток времени требуется значительный объем, после чего нагрузка резко уменьшается.
Емкость подбирают с учетом характера потребления, производительности станции, допустимого диапазона колебаний и алгоритма управления. Универсальный расчет только по мощности электродвигателя может дать неточный результат.
Осушитель и фильтры
После сжатия в потоке могут присутствовать влага, твердые частицы и масляные аэрозоли. Набор средств подготовки зависит от назначения участка. В схему могут входить сепаратор, осушитель и несколько ступеней фильтрации.
Трубопроводы
Даже правильно подобранная станция не даст нужного результата, если магистраль слишком узкая, имеет много местных сопротивлений или заметные утечки. Поэтому диаметр труб, протяженность трассы и арматура должны учитываться еще на этапе проектирования.
Чистота рабочей среды
Степень очистки определяется областью применения. Для обычного пневмопривода и участка, связанного с формированием упаковки для пищевой продукции, допустимые уровни загрязнений могут заметно различаться.
В пневмосети могут присутствовать:
- твердые частицы;
- капельная влага;
- водяной пар;
- масляный аэрозоль;
- углеводородные пары.
Схему подготовки выбирают по условиям конкретного процесса и характеристикам конечной продукции. Для ответственных участков применяют многоступенчатую фильтрацию, подходящий тип осушителя или безмасляную технологию сжатия.
Безмасляный принцип не исключает дальнейшую подготовку. Загрязнения присутствуют в окружающей атмосфере, могут появляться внутри магистрали или попадать в нее из других источников.
Какие типы компрессоров используют
| Тип | Где применяется | Особенности |
|---|---|---|
| Винтовой | Центральная станция, продолжительная промышленная нагрузка | Хорошо подходит для длительного режима и стабильной подачи |
| Поршневой | Локальные задачи и участки с повышенной степенью сжатия | Конструкция выбирается с учетом режима эксплуатации |
| Бустер | Выдув ПЭТ и аналогичные технологические процессы | Используется как дополнительная ступень |
| Безмасляный | Участки с повышенными требованиями к чистоте | Масло не участвует в процессе сжатия внутри рабочей камеры |
Тип установки нельзя выбирать только по максимальному рабочему значению. В расчет также входят длительность смены, характер нагрузки, условия в компрессорной и требуемая степень очистки.
Экструзия и литье пластмасс
При экструзии основной процесс формования выполняется технологической машиной. Пневматика обслуживает приводы, переключающие устройства, режущие механизмы, заслонки и периферийные узлы.
При литье под давлением расплав перемещается механизмами термопластавтомата. Сжатая среда может применяться в роботизированных захватах, автоматике, вспомогательной оснастке и периферийных устройствах. Специализированные технологии с газовым сопровождением рассчитывают отдельно.
Как определить необходимую производительность
Подачу станции рассчитывают по реальному режиму предприятия. Простого сложения паспортных значений всех подключенных устройств обычно недостаточно, поскольку они редко включаются одновременно и одинаково долго.
При расчете учитывают:
- потребление каждого технологического участка;
- количество одновременно включенных агрегатов;
- длительность циклов;
- кратковременные пики;
- минимально допустимые параметры в наиболее удаленной точке;
- потери на фильтрации и осушении;
- сопротивление трубопровода;
- возможные утечки;
- планы по увеличению мощности предприятия.
Для циклических процессов особенно важно различать среднее потребление за смену и кратковременный максимум. Если ориентироваться только на среднее значение, в момент пика возможна просадка параметров.
Как подобрать компрессорную установку
Подбор начинают с анализа технологических данных. Необходимо определить параметры подачи непосредственно в местах подключения и понять, как они меняются в течение рабочего цикла.
После этого оценивают количество смен, температуру в компрессорной, эффективность вентиляции, характеристики электросети и возможность размещения вспомогательных узлов.
Также принимают во внимание:
- степень очистки;
- допустимое содержание влаги;
- перепад на элементах фильтрации;
- объем ресиверов;
- способ регулирования производительности;
- резерв для критичных участков;
- доступность сервисного обслуживания;
- энергозатраты за весь срок эксплуатации.
Если повышенный уровень сжатия нужен лишь на одном технологическом участке, рациональнее рассмотреть локальную дополнительную ступень вместо повышения параметров всей станции.
Что влияет на стабильность производства
| Фактор | Возможное последствие |
|---|---|
| Недостаточная подача | Просадка параметров при максимальной нагрузке |
| Резкие колебания | Нарушение повторяемости технологического цикла |
| Избыточная влажность | Коррозия и сбои пневматических элементов |
| Загрязненные фильтры | Рост сопротивления и увеличение энергопотребления |
| Недостаточное сечение труб | Потери между компрессорной и рабочим участком |
| Утечки | Дополнительная загрузка станции |
| Плохой отвод тепла | Перегрев и аварийные остановки |
Как уменьшить энергозатраты
Сжатие газа требует значительных затрат электроэнергии, поэтому эффективность станции во многом зависит от правильной настройки и состояния распределительной сети.
Основные меры:
- не задавать параметры выше фактически требуемых;
- регулярно проверять магистраль на утечки;
- своевременно заменять загрязненные фильтрующие элементы;
- выбирать достаточное сечение труб;
- разделять участки с существенно разными рабочими режимами;
- использовать подходящий алгоритм регулирования;
- анализировать график загрузки по сменам;
- проводить обслуживание в установленные сроки.
На предприятиях с ПЭТ-выдувом особое значение имеет разделение обычной пневмосети и участка формования. Это позволяет не расходовать дополнительную электроэнергию на тех потребителей, которым повышенные параметры не нужны.
Ошибки при подборе
Нехватка производительности может проявляться только в моменты одновременного включения нескольких крупных устройств. Поэтому измерения при малой загрузке не дают полной картины состояния станции.
Часто встречаются следующие ошибки:
- расчет без учета кратковременных пиков;
- слишком большой запас по степени сжатия;
- неверно выбранная емкость ресивера;
- игнорирование сопротивления фильтров и осушителя;
- слишком узкие трубопроводы;
- неподходящий способ удаления влаги;
- фильтры с недостаточной пропускной способностью;
- отсутствие резервного источника для критичного участка.
Последствиями могут стать повышенное энергопотребление, нестабильная работа автоматики, простои и снижение темпа выпуска готовой продукции.
Техническое обслуживание
Проверять следует не только сам компрессор, но и всю пневматическую инфраструктуру. Периодичность работ определяется конструкцией агрегата, наработкой и условиями эксплуатации.
В рамках обслуживания контролируют состояние масла, фильтрующих элементов, привода, охладителей и автоматики. Также проверяют герметичность соединений, работу осушителя, конденсатоотводчиков и состояние магистрали.
Отдельного внимания требует вентиляция компрессорного помещения. Загрязненные радиаторы и недостаточный воздухообмен ухудшают отвод тепла и способны привести к перегреву даже при отсутствии механической неисправности.
Заключение
Пневматика на предприятии по выпуску изделий из полимеров выполняет множество функций: приводит в действие автоматику, обслуживает вспомогательные механизмы, участвует в перемещении сырья и используется при формовании ПЭТ-тары.
Для выбора станции оценивают реальное потребление, режим загрузки, особенности трубопроводов и необходимую степень очистки. Если один участок существенно отличается от остальных по рабочим параметрам, его целесообразно рассматривать отдельно.
В каталоге компании «Премиум Эйр» представлены винтовые компрессоры для промышленных предприятий. При подборе следует рассматривать весь комплекс — источник, подготовку, накопительные емкости и распределительную магистраль.
FAQ
Какие параметры нужны для выдува ПЭТ-бутылок?
Все зависит от конкретной машины, геометрии бутылки и технологического цикла. На этапе окончательного формования значения существенно выше, чем в обычной заводской пневмосети, поэтому ориентироваться следует на паспорт выдувной установки.
Для чего используется бустер?
Он служит дополнительной ступенью сжатия для отдельного участка. Такое решение позволяет центральной станции работать в обычном режиме, не повышая энергозатраты остальных потребителей.
Можно ли подключить несколько производственных участков к одной станции?
Да, если источник, ресиверы, подготовка и трубопроводы рассчитаны на суммарную нагрузку. При оценке важно учитывать вероятность одновременного включения наиболее крупных точек потребления.
Как определить требуемую подачу?
Необходимо собрать паспортные данные подключенных агрегатов и оценить реальный график их работы. После этого учитывают коэффициент одновременности, кратковременные пики, потери в магистрали и перспективу расширения предприятия.
Зачем устанавливать ресивер?
Емкость служит накопителем и уменьшает влияние резких изменений потребления на работу станции. Ее объем выбирают расчетным путем с учетом характера технологического цикла.
Когда нужен осушитель?
Его устанавливают, если содержание влаги после компрессора не соответствует условиям эксплуатации пневматики или технологического процесса. Тип устройства зависит от требуемой степени осушки и параметров потока.
Когда стоит выбирать безмасляную технологию?
Она востребована на участках, где риск попадания масла необходимо свести к минимуму. Решение принимают с учетом назначения продукции, нормативов предприятия и характеристик технологического комплекса.