一種錦綸螺桿擠出機(jī)的電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種錦綸紡絲系統(tǒng)中的生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及一種錦綸螺桿擠出機(jī)裝置 中使用高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)，它屬于錦綸紡絲機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，其特點(diǎn)是可廣泛適用于熔 點(diǎn)在180°C -300°c范圍的聚酰胺切片熔融紡絲裝置。
【背景技術(shù)】：
[0002] 現(xiàn)有常規(guī)錦綸螺桿擠出機(jī)，其加熱形式采用的都是50HZ工頻電源，主要包括3種 形式：1、鑄鋁加熱器，其加熱能力約3W/cm2;2、鑄銅加熱器，其加熱能力約5-6W/cm 2;3、陶瓷 加熱器，其加熱能力約7-8W/cm2。這3種形式均為電阻發(fā)熱方式，然后通過中間載體（鑄鋁、 鑄銅或陶瓷片等）將電阻發(fā)熱的熱量通過接觸傳遞到螺桿套筒的外表面，從而完成套筒內(nèi) 部及螺桿的加熱過程。
[0003] 其基本加熱流程為：50HZ工頻電流一電阻絲一中間載體（鑄鋁、鑄銅或陶瓷 片）一中間載體與套筒的接觸面一套筒和螺桿。
[0004] 這種加熱方式的最大缺點(diǎn)主要有三點(diǎn)：1)加熱阻力大；2)熱損失多；3)熱效率僅 30 %左右。歸結(jié)于這三個因素，在錦綸生產(chǎn)線上使用這類型加熱方式的螺桿擠出機(jī)有五方 面的明顯不足：
[0005] 1)螺桿套筒升溫速度不均衡；
[0006] 2)熱平衡時間長，至少需4小時以上；
[0007] 3)存在局部溫度不均勻現(xiàn)象；
[0008] 4)傳熱效率很低；
[0009] 5)熱量散發(fā)大，電耗費(fèi)用明顯增加，同時又使周圍環(huán)境溫度升高，加重空調(diào)負(fù)荷。
[0010] 本發(fā)明的目的是提高螺桿套筒的加熱效率，讓螺桿套筒本身直接發(fā)熱。
[0011] 將高頻發(fā)生源用于錦綸長絲螺桿擠出機(jī)的螺桿套筒加熱還沒有報(bào)道，本發(fā)明通過 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將交變磁場直接在套筒材料上產(chǎn)生渦流狀感應(yīng)電流，不需通過接觸傳熱就可以 使套筒直接加熱，由此即提高了熱效率，又降低了能源消耗，使螺桿溫度更加均勻，保證了 錦綸長絲的質(zhì)量。本發(fā)明對現(xiàn)有錦綸螺桿擠出機(jī)的加熱裝置進(jìn)行了改進(jìn)，使用高頻源發(fā)生 器加熱替換現(xiàn)有的電加熱方式，其不僅能夠節(jié)能環(huán)保，而且產(chǎn)出的錦綸質(zhì)量高于現(xiàn)有技 術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0012] 本發(fā)明涉及一種錦綸紡絲系統(tǒng)中的生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及一種錦綸螺桿擠出機(jī)裝置 中的高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)。
[0013] 本發(fā)明的錦綸螺桿擠出機(jī)的高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)，是在現(xiàn)有錦綸螺桿擠出機(jī)中 采用一種高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，所述電磁感應(yīng)加熱裝置由八部分組成；包括：擠出機(jī)套 筒1、套筒隔熱層2、高頻線圈3、非導(dǎo)磁金屬鋁板4、測溫元件5、帶計(jì)算機(jī)監(jiān)控的溫度控制系 統(tǒng)6、高頻源發(fā)生器7、擠出機(jī)整體罩殼8,其中，螺桿套筒1的外層使用套筒隔熱層2進(jìn)行全 覆蓋；高頻線圈3纏繞在套筒隔熱層2的外面；在高頻線圈3的外層裝配有非導(dǎo)磁金屬鋁板 4,測溫元件5安裝在擠壓機(jī)套筒1上，和帶計(jì)算機(jī)監(jiān)控的溫度控制系統(tǒng)6以及高頻源發(fā)生 器7連接；螺桿擠出機(jī)最外部裝配有擠出機(jī)整體罩殼8。
[0014] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，適用于以下規(guī)格的錦綸擠出機(jī)：螺桿直徑范圍 小45111111-<1)200111111，套筒長度1000111111-6000111111，套筒加熱區(qū)按工藝要求劃分為5-6區(qū)，每區(qū)加 熱功率2-18KW。
[0015] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的擠出機(jī)套筒1，根據(jù)工藝對螺桿分區(qū)要求，對應(yīng)進(jìn) 料段、壓縮段和計(jì)量段，在套筒長度上劃分為5-6區(qū)段，每區(qū)段的中心設(shè)置一個溫度傳感器 孔，為保證測溫準(zhǔn)確，該孔底部離套筒內(nèi)壁4-10_。
[0016] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的套筒隔熱層2,套筒隔熱層厚度10_25mm，最佳為 20_，隔熱層材料為玻璃纖維繃帶或芳綸帶，以及稀土硅酸鹽等材料組成，最外層采用玻璃 纖維繃帶纏緊，保證在套筒長度方向上各區(qū)隔熱層厚度一致。
[0017] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的高頻線圈3的繞制是多股線單根繞制，按照繞線 形式有繞圈圓筒形、半圓瓦片型、扁平型三種規(guī)格，最終電感值應(yīng)在60~300微亨之間。
[0018] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的非導(dǎo)磁金屬鋁板4,采用金屬鋁作為隔磁材料，即 對磁力線有導(dǎo)向作用，又可以阻隔絕磁力線外泄。
[0019] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的測溫元件5,采用雙支PT100鎧裝式型鉬電阻，測 溫頭部的外徑比測溫孔內(nèi)徑小〇. 2-0. 4mm為佳。
[0020] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的帶計(jì)算機(jī)監(jiān)控的溫度控制系統(tǒng)6,采用單回路儀表 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控與操作，同時詳細(xì)記錄螺桿溫度曲線，單回路儀 表的PID參數(shù)選擇要與不同直徑的螺桿套筒進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)升溫和降溫速率的平穩(wěn)。
[0021] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的高頻源發(fā)生器7,采用全橋式大功率高頻發(fā)生源， 使用軟開關(guān)控制輸出功率，配備短路、斷路、過壓、過流等安全保護(hù)措施。
[0022] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的高頻源發(fā)生器7,高頻頻率使用范圍為8~40kHZ， 最佳范圍為10_25kHZ。
[0023] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，其中所述的擠出機(jī)整體罩殼8,采用耐高溫樹酯材質(zhì)，并在其 內(nèi)部襯鋁箔保溫板，以實(shí)現(xiàn)阻隔磁力線外泄的作用，同時減少熱量的損失。
[0024] 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：螺桿套筒1的外層使用套筒隔熱層2進(jìn)行全覆蓋； 高頻線圈3纏繞在套筒隔熱層2的外面；在高頻線圈3的外層裝配有非導(dǎo)磁金屬鋁板4,以 實(shí)現(xiàn)磁力線的導(dǎo)向，并隔離磁力線向周圍環(huán)境泄漏，確保操作環(huán)境的安全；測溫元件5按工 藝要求安裝在擠壓機(jī)套筒1的不同部位上，它通過帶計(jì)算機(jī)監(jiān)控的溫度控制系統(tǒng)6和高頻 源發(fā)生器7,最終實(shí)現(xiàn)對螺桿擠壓機(jī)的溫度控制與穩(wěn)定；螺桿擠出機(jī)最外部裝配有擠出機(jī) 整體罩殼8,它整體使用鋁箔襯底的有機(jī)玻璃流線型隔離罩，以保護(hù)其內(nèi)部的電磁感應(yīng)加熱 各元器件。
[0025] 進(jìn)一步的，
[0026] 其中所述的擠出機(jī)套筒1，其內(nèi)部為耐磨材料，套壁材質(zhì)含鎳低于6%，符合高頻 電磁加熱對材質(zhì)的要求。根據(jù)工藝對螺桿分區(qū)要求，對應(yīng)進(jìn)料段、壓縮段和計(jì)量段，在套筒 長度上劃分為5-6區(qū)段，每區(qū)段的中心設(shè)置一個溫度傳感器孔，為保證測溫準(zhǔn)確，該孔底部 離套筒內(nèi)壁4-10mm。
[0027] 其中所述的套筒隔熱層2,作為優(yōu)選，套筒隔熱層厚度10-25mm，最佳為20mm，隔熱 層材料為玻璃纖維繃帶或芳綸帶，以及稀土硅酸鹽等材料組成，最外層采用玻璃纖維繃帶 纏緊，保證在套筒長度方向上各區(qū)隔熱層厚度一致。
[0028] 其中所述高頻線圈3,它通過高頻感應(yīng)交變磁場直接作用于螺桿套筒，使其材料自 身產(chǎn)生無數(shù)渦流，直接加熱螺桿套筒1。高頻線圈3的導(dǎo)線經(jīng)優(yōu)選為多股鍍銀銅絲，外表溫 度不大于80°C。本發(fā)明可以快速地將錦綸螺桿擠出機(jī)的擠出機(jī)螺桿套筒加熱到工藝溫度， 并且使其升溫和平衡的時間更短，可以更穩(wěn)定地、精確地控制錦綸螺桿各區(qū)溫度，溫度控制 精度小于±0. 2°C。見附圖2與附圖3中不同加熱形式的錦綸螺桿溫度控制曲線圖（24小 時）的比較。
[0029] 為確保上述溫度和偏差，本發(fā)明對高頻線圈3的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了多方面的研 究，最終采用的高頻線圈3的繞法有：繞圈圓筒型，半圓瓦片型和扁平型三類。繞圈圓筒型 最易構(gòu)成完整磁場；半圓瓦片型要先在模具上繞制再預(yù)以定型，其特點(diǎn)是可方便拆卸；扁 平型繞法適合加熱法蘭等部件。根據(jù)被加熱對象的外形，確定高頻線圈的繞法及其組合，最 終使電感范圍值在60-300微亨，優(yōu)選80-150微亨，更佳為90-150微亨。見附圖4。
[0030] 其中所述的非導(dǎo)磁金屬鋁外殼4,作為優(yōu)選，采用非晶和非導(dǎo)磁材