简介:关于本文可作为相关专业真空清洗论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文真空清洗论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：在拉膜生产线中,真空清洗炉是必不可少的配套设备,该设备主要用来对塑料挤出机中使用的过滤器进行真空加热清洗.文章叙述了真空清洗炉的设计思想,实施方案和具体设计思路,并对真空清洗炉前途作了必要的阐述.
关键词：真空清洗炉；加热；过滤器；炉体安全装置；捕集器设计；废料收集
中图分类号：TG155 文献标识码：A
文章编号：1009-2374（2010）24-0011-02
随着国民经济的飞速发展,我国对各种薄膜的需求与日俱增,这些薄膜包括电容器薄膜、包装薄膜、烟膜等,为了适应市场需求,国内每年要引进这种拉膜生产线十几条,在这些拉膜生产线中,真空清洗炉是必不可少的配套设备,该设备主要用来对塑料挤出机中使用的过滤器进行真空加热清洗.
1. 设计思想
在电容器薄膜生产线上,聚丙烯粒子是制作薄膜的原料.当聚丙烯粒子经挤出机熔化后,进入过滤器,滤除液态聚丙烯中的杂质.这些杂质经过过滤后沉淀在过滤器的过滤网筐中,为了保证拉膜的质量,需要定期清除网筐中的这些杂质,即定期清洗过滤器.
为了达到对过滤器进行清洗的目的,需要有专用的清洗设备.在进行了广泛的市场调研和参考了国内有关资料的基础上,我们形成了研制这种专用设备的总体思路：
第一,当过滤器从生产线上拿下来后,聚丙烯分子和杂质就凝结在过滤器中,由于这些聚丙烯分子和杂质的熔点很高,因此,必须在清洗炉中设置高温加热系统,将这些固体杂质溶化分解,来清洗过滤器.传统的加热方式是在自然敞开的炉体中对过滤器加热.但这种清洗方式有三种缺点：一是过滤器在空气状态下高温加热,容易氧化；二是由于在自然状态下进行清洗,清洗效果不是很理想；三是聚丙烯分子和杂质在空气中加热,产生明火和大量烟尘,产生不安全因素,并污染环境.
针对以上缺点,我们采用真空加热方式来清洗过滤器.即将炉体设计成密封腔体,在炉体外设置抽真空系统,并与炉腔相连在一起,由真空系统对炉腔抽真空,当真空度达到一定值时,对过滤器高温加热.这样一来放在炉腔中过滤器自然不会氧化.而且,抽真空系统在抽真空的同时,气态杂质不断地抽出体外.因此,过滤器获得极佳的过滤效果.
第二,在高温状态下,凝结在过滤器中的聚丙烯分子和杂质,大部分熔化为液体,小部分碳化为塑料分子.为了保护环境,必须对这些塑料分子予以收集.因此,我们设计了两个捕集器,其中一次捕集器设置在炉腔的下部,用来收集熔化的液体；二次捕集器设置在抽真空回路中用来收集碳化的塑料分子.
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根据我们的设计构思和实际的清洗要求,清洗炉要完成供水、排水、抽真空、加热、恒温、排气、自动关机等工作过程,我们设计了全自动电气控制系统.
2. 实施方案及具体设计
根据以上构思,我们设计出了真空清洗炉,系统结构图如图1所示：
2.1 总体方案
整个真空清洗炉的主体是一个带炉门的密封炉体.在炉腔内设置有加热器,以及两个测温用热电偶.在炉腔侧面设置有抽气孔,与炉体外的抽真空回路相连.在工作时,把被清洗的过滤器放在炉腔内,抽真空系统对炉腔抽真空,当真空度达到一定值时,加热器对炉腔内加热.当炉腔内温度达到设定值时,电控系统使炉腔处于恒温状态.在真空、恒温状态下,过滤器上的聚丙烯分子和杂质被清洗干净,根据设定的清洗时间,整个系统自动停止工作.
2.2 设计规范
在设计真空清洗炉时,对炉腔抽真空的目的是为了避免炉腔内的工件受热燃烧.因此,对炉腔内真空度的要求不是很高,只要在抽真空的范围内即可.根据以上考虑,炉腔内外压差较小,低于压力容器的设计范围,所以在实际设计炉体及各零部件时,可不考虑压力方面的因素.
2.3 炉体设计及选材
生产线过滤器的尺寸为：Ф0.38×0.549m2,在考虑到加热器及承重梁的占用空间后,我们将炉腔尺寸选为：Ф0.664×0.82m2.
在实际工作时,炉胆要承受500℃以上的高温.因此,我们选用了耐热耐忍性材料Cr13.它在受高温处理后不氧化,不弯曲、不变形、无脱层现象.
清洗炉体的外壳,采用16MnR材料.为了保证炉腔与外界隔热,在炉胆与炉壳之间填充耐高温隔热材料珍珠棉.
2.4 炉门密封设计及选材
在工作时,整个炉腔要完全密封.因此,炉门与炉体间的密封至关重要,我们采取的措施是,在炉门四周增加0型密封圈,密封圈选用耐高温新材料硅橡胶,并在硅橡胶上涂以高真空硅脂.
在清洗过程中,炉腔内的温度很高,这样高的温度如果直接通过炉门传递给密封圈,即使是耐高温的硅橡胶也会受热变形,使炉体产生泄漏.因此,我们在炉门上设置了隔热层装置,在装置中充入耐高温隔热材料珍珠棉.这样一来,炉门上密封圈部位的温度大大降低,满足了实际要求.
2.5 炉门悬臂强度设计及选材
炉门的悬臂梁上,需要安放最多约700kg被清洗的过滤器.在查阅了大量资料及进行了周密考虑的基础上,我们选用耐热耐忍性材料Cr13.采用四根梁按小拱形均匀分布,分别固定在炉门上,从而使压力分散传递到四根梁上.
2.6 炉体安全装置设计及制造工艺
在正常工作情况下,炉腔内的工件在高温真空下受清洗.万一抽真空系统出现故障,导致炉腔内真空度大幅下降,虽然电路上采取了保护措施,但炉腔内聚丙烯分子和杂质在空气状态下会发生燃烧,炉腔内的空气会迅速受热膨胀.如果不采取具体措施,很可能使炉体发生爆炸.为了消除上述隐患,我们在炉腔顶部设置了安全阀,其接触面采用研磨工艺制作而成,平整光滑.在正常的抽真空状态下,根据真空吸附原理,安全阀接触面自动吸附,密封性好.
另外,我们还在炉门上设置了安全锁闩,与炉体挂接,以防止炉门万一受炉腔内热空气的冲击而脱离轨道.
2.7 捕集器设计及废料收集
为了保护环境,需要对清洗过后的废料予以收集.因此,我们在真空清洗炉中设计了两个捕集器,即一次捕集器和二次捕集器.
一次捕集器设置在炉腔的下部,用来收集熔化的聚丙烯分子和杂质.
二次捕集器设置在炉体外面的抽真空回路中,用来收集碳化的塑料分子,其形状为一种过滤网筐的空心圆筒.由于二次捕集器收集的是气态杂质,其收集的有一定的难度,我们在二次捕集器两侧增加了两个水雾喷嘴.这样一来,高温碳化的塑料分子经过水雾冷却后,就吸附在二次捕集器的过滤网框中,由真空泵排除的将是纯净的气体,在调试中发现,水雾喷嘴常发生堵塞,因此,我们在进水管道上增加了水过滤器装置,解决了喷嘴堵塞问题.另外,我们还在二次捕集器的出口处设置了专用的止回阀,能有效防止水倒流炉内.
2.8 真空与加热系统设计
在真空清洗炉中,真空与加热系统是整个工作很重要的组成部分,我们根据实际设计出高性能的真空与加热系统.
2.9 电气自动控制系统设计及电路分析
真空清洗炉在工作时,要完成供水、抽真空、加热、恒温、定时关机等流程,因此,我们设计了电气自动控制系统,其电气控制框图2如下：
在炉体上我们设置了两个测温用热电偶.在控制电路上,也相应设计了两路独立的温控系统.使得真空清洗炉的工作更加安全可靠.另外,我们还在真空泵和加热器前面分别增加了过热、短路保护装置,使得整个电控系统的保护措施更加完善.
3. 结语
由于使用真空加热清洗方式代替传统的敞开型煅烧法,并采用二次捕集器对废料予以收集,不仅提高了清洗效果,也保护了环境.具有自动化程度高、温控精度高、保护功能齐全、环境保护功能好等特点,经过长时间在生产线中使用,设备运行安全可靠,操作简单,容易掌握.
参考文献
[1] 周春晖．化工过程控制原理[M]．北京化学工业出版社,1989．
[2] 王树青,戴连奎,于玲．过程控制工程[M]．化学工业出版社,2008．
作者简介：朱成志（1976-）,男,安徽怀宁人,安徽工业职业技术学院电气工程系讲师,研究方向：真空清洗炉设计.
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真空清洗机引用文献:
[1] 超声波清洗机开题报告 开题报告的格式
[2] 超声波清洗机论文范文集 关于超声波清洗机类参考文献格式范文2500字
[3] 柱塞泵和清洗机论文如何写 关于柱塞泵和清洗机类论文写作参考范文2万字
