張友根

(寧波海達(dá)塑料機(jī)械有限公司)

(上接2013年《塑料包裝》第2期)

7 節(jié)能降耗綠色新技術(shù)

7.1.5 蓄能器輔佐動(dòng)力節(jié)能降耗高速運(yùn)行

瞬時(shí)高速運(yùn)行系統(tǒng)，在不增加系統(tǒng)裝載驅(qū)動(dòng)動(dòng)力情況下，采用蓄能器為動(dòng)力，達(dá)到高速運(yùn)行。

超大型注塑機(jī)泵源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般都為定量泵系統(tǒng)，制品成型冷卻時(shí)間較長(zhǎng)，傳統(tǒng)的根據(jù)注射速度全額配置的泵源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功率主要導(dǎo)致三個(gè)方面的能源浪費(fèi):泵源在制品冷卻階段排出液流全部通過溢流閥返回油箱，液壓系統(tǒng)發(fā)熱，導(dǎo)致能源浪費(fèi);驅(qū)動(dòng)電機(jī)在制品冷卻階段做無成型需要的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且處于低負(fù)載狀態(tài)，電機(jī)的功率因數(shù)約為0.3左右，電能利用效率大幅下降;裝載功率很大，裝載功率浪費(fèi)大，制造成本高，電機(jī)利用率低。

減少制品冷卻階段溢流量油，提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功率因數(shù)及運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低電機(jī)裝載功率，是達(dá)到提高能源利用率、節(jié)能的有效措施。超大型注塑成型加工，一般為低壓高速注塑。注塑成型為間歇工作循環(huán)周期。應(yīng)用蓄能器液壓節(jié)能系統(tǒng)，符合注塑成型的工藝要求。蓄能器在定量泵液壓系統(tǒng)中，在制品冷卻階段時(shí)，輸出流量不必通過溢流閥回流至油箱而產(chǎn)生損耗，而是蓄能器供油充壓，然后在注射時(shí)釋放出來，達(dá)到泵和蓄能器一起輸出增加執(zhí)行器的工作速度，泵源系統(tǒng)進(jìn)行保壓，這樣就不必為滿足系統(tǒng)流量而配置最大流量泵，電機(jī)裝載功率也可明顯減小，同時(shí)電機(jī)處于高負(fù)載的高效率的狀態(tài)，提高了能源利用率。蓄能器成為注射的主要?jiǎng)恿υ础?/p>

獨(dú)立電動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)塑化+液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)料+蓄能器注射的液電復(fù)合互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的三階擠注復(fù)合系統(tǒng)的KH－4000托盤注塑機(jī)，塑化注射量40000cm3，注射油缸直徑 320mm，注射行程2000mm，注射柱塞直徑為 160mm，注射壓力80MPa，液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)額定工作壓力32MPa，定量泵系統(tǒng)。注射工藝要求:注射時(shí)間8S，即注射速度需達(dá)到250mm/s，注射速率達(dá)到50003cm/s。要達(dá)到這樣的大功率高速注射，常規(guī)的方法是設(shè)計(jì)大流量的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)源，達(dá)到注射時(shí)間的要求，需液壓流量1200L/min，電機(jī)驅(qū)動(dòng)總功率需220kW。從該機(jī)的泵源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)泵源動(dòng)力驅(qū)動(dòng)僅用于注射、開合模、頂出制品、輔佐儲(chǔ)料及供料，大功率的塑化為交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立擠出，不占用系統(tǒng)的液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)功率。再從該機(jī)的注射成型特點(diǎn)分析，注射時(shí)間僅占成形周期的約5%，成型周期中很大一部分時(shí)間應(yīng)用于制品冷卻。如按常規(guī)的設(shè)計(jì)方法，僅為滿足注射速度要求而配制大功率的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，勢(shì)必造成泵源動(dòng)力配制的浪費(fèi)和能源的浪費(fèi)。根據(jù)該機(jī)成型的特點(diǎn)，注射液壓油路配置了8個(gè)200L的大容量蓄能器作驅(qū)動(dòng)力，注射油缸油液160L，給蓄能器充油時(shí)間60s，冷卻時(shí)間足夠保證蓄能器有充足的時(shí)間蓄能，注射時(shí)，泵和蓄能器一起輸出達(dá)到注射塑度的要求，系統(tǒng)泵源動(dòng)力提供制品保壓所需高壓能量。蓄能器利用制品冷卻時(shí)間蓄能，充分利用了整機(jī)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝載功率，同時(shí)減少了溢流損失，提高了能量利用率，大大降低了系統(tǒng)發(fā)熱量，大幅度減小了冷卻器容量。整機(jī)液壓主系統(tǒng)的主電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率由220kW下降為37kW，達(dá)到了注射速度及成型工藝要求，又節(jié)約了能耗和降低了制造成本。圖7－11為獨(dú)立塑化驅(qū)動(dòng)的KH－40000三階擠注復(fù)合機(jī)構(gòu)，圖7－12為獨(dú)立塑化的三階擠注復(fù)合機(jī)構(gòu)及蓄能器驅(qū)動(dòng)注射的KH－40000注塑機(jī)的液電復(fù)合互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方塊圖。

圖7－11 獨(dú)立塑化驅(qū)動(dòng)的KH－40000三階擠注復(fù)合機(jī)構(gòu)

圖7－12 獨(dú)立塑化的三階擠注復(fù)合機(jī)構(gòu)及蓄能器驅(qū)動(dòng)注射的KH－40000注塑機(jī)的液電復(fù)合互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的方塊圖

圖7－13為KH－4000托盤注塑機(jī)能源高效率利用的蓄能器輔佐動(dòng)力的單作用注射油缸的注射機(jī)構(gòu)及原理簡(jiǎn)圖。

圖7－13 KH－4000托盤注塑機(jī)能源高效率利用的蓄能器輔佐動(dòng)力的單作用注射油缸的注射機(jī)構(gòu)及原料簡(jiǎn)圖

蓄能器輔佐注射，使用于一級(jí)注塑的制品成型取得的效果良好。如需多級(jí)注射，注射液壓回路應(yīng)采用高動(dòng)態(tài)相應(yīng)性能的伺服閥，普通的開關(guān)閥由于動(dòng)態(tài)相應(yīng)性能差，無法達(dá)到實(shí)際的高注射深度動(dòng)態(tài)切換的性能要求，導(dǎo)致注射速度調(diào)節(jié)不明顯或難以控制，軟管震動(dòng)厲害等不良狀況產(chǎn)生。

7.2 機(jī)筒節(jié)能降耗新技術(shù)

7.2.1 機(jī)筒散發(fā)熱能再生利用節(jié)能干燥系統(tǒng)

節(jié)能干燥裝置熱能回收系統(tǒng)從能量回收利用的思路出發(fā)，把加熱圈散發(fā)的熱量收集起來，將熱能收集，送入干燥加料斗，轉(zhuǎn)為烘料熱量使用，節(jié)省干燥料斗原需電加熱供給的烘料熱能，同時(shí)不會(huì)對(duì)注塑機(jī)的正常使用產(chǎn)生任何影響。由于阻止了加熱圈熱能外傳，達(dá)到降低生產(chǎn)車間溫度、改善周邊環(huán)境的效果。在收集熱能的同時(shí)也可以對(duì)剛開啟的機(jī)筒達(dá)到保溫的作用，縮短注塑機(jī)的開機(jī)的機(jī)筒預(yù)熱時(shí)間，減少企業(yè)內(nèi)部電力系統(tǒng)的負(fù)載容量，減少電損，緩解變壓器的負(fù)荷。

注塑機(jī)的塑化機(jī)筒加熱裝置一般都采用電阻絲加熱裝置，主要有以下三種型式:采用不銹鋼皮云母電熱絲制造的加熱圈;鑄鋁電熱絲制造的加熱圈;陶瓷電熱絲制造的加熱圈。機(jī)筒采用電阻絲加熱圈的加熱效率約僅為50%，其余大多數(shù)熱能都散發(fā)入周圍空間中，加熱圈外表面溫度高的達(dá)到200～300℃，不但能量浪費(fèi)，而且破壞了周圍的環(huán)境。為了減少加熱圈的熱量損失，在加熱圈的外層設(shè)置了保溫層，實(shí)際證明這種措施所起的作用是有限的，仍有大量的能量散發(fā)掉。同時(shí)注塑機(jī)的塑化系統(tǒng)為保證進(jìn)入機(jī)筒塑化的塑料原料達(dá)到干燥標(biāo)準(zhǔn)，加料斗設(shè)電熱能干燥系統(tǒng)，消耗熱能。上面塑化過程中的兩種能量消耗情況表明，如能把加熱圈散發(fā)的熱能收集起來變?yōu)楦稍镌系臒崮?，?shí)現(xiàn)回收利用，達(dá)到節(jié)能。

圖7－14為注塑機(jī)節(jié)電干燥裝置由熱能回收系統(tǒng)原理圖。整個(gè)系統(tǒng)為氣體循環(huán)的封閉系統(tǒng)，熱量得到充分利用。節(jié)能干燥裝置熱能回收系統(tǒng)采用獨(dú)立式的雙重過濾進(jìn)氣系統(tǒng)，機(jī)筒集風(fēng)罩具有空氣過濾功能，保證了能量交換媒體的熱風(fēng)空氣的清潔度。

圖7－14注塑機(jī)節(jié)熱能回收利用的干燥裝置系統(tǒng)原理圖

廣東某塑料廠安裝了深圳市百年業(yè)工貿(mào)有限公司開發(fā)的注塑機(jī)熱能回收利用的干燥裝置系統(tǒng)，節(jié)能效果顯著。該企業(yè)有30多臺(tái)注塑機(jī)，機(jī)筒加熱功率5kW，耗電5kW·h/h，每天工作16小時(shí)，每月26個(gè)工作日，月耗電:30臺(tái)×5×16×26=62400 kW·h;減去恒溫消耗功率，以負(fù)載功率75%計(jì)，月耗電46800 kW·h(其實(shí)恒溫工作時(shí)也耗電)，每度電0.80元，年電費(fèi)45萬元。安裝注塑機(jī)節(jié)電干燥裝置由熱能回收系統(tǒng)后，完全節(jié)省烘料機(jī)因烘料而損耗的電費(fèi)，等于年省電費(fèi)45萬元。同時(shí)，由于減少了對(duì)周圍環(huán)境的發(fā)熱量，整體車間溫度大大下降，既環(huán)保又利于工人的健康，工廠用節(jié)省的電費(fèi)償還了設(shè)備款，從而獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

7.2.2機(jī)筒智能補(bǔ)償加熱節(jié)能系統(tǒng)

圖7－15為機(jī)筒智能補(bǔ)償加熱節(jié)能系統(tǒng)。機(jī)筒加熱圈仍采用常規(guī)的電阻絲加熱圈，加熱圈外側(cè)包覆智能補(bǔ)償加熱節(jié)能罩。智能補(bǔ)償加熱節(jié)能罩由高溫絕緣罩、散熱罩、中空纖維儲(chǔ)能隔熱棉、鈦合金編織層、熱激發(fā)自生熱層等組成?？刂蒲b置由熱激發(fā)定時(shí)器、熱激發(fā)附件、熱激發(fā)轉(zhuǎn)換器等組成。

熱激發(fā)自生熱層采用航天熱激發(fā)材料。航天熱激發(fā)材料由四十多種稀有金屬和稀土組成，在高負(fù)壓狀態(tài)、超高溫、超音頻磁力線穿透等條件同時(shí)具備的條件下可改變自身特性，可使混合物在自然環(huán)境下當(dāng)溫度超過121℃時(shí)在超音頻磁場(chǎng)作用下自身發(fā)熱，其自身溫度和環(huán)境溫度的差保持在10℃ ～30℃之間。

當(dāng)機(jī)筒加熱圈工作溫度超過121℃時(shí)，在超音頻磁場(chǎng)的作用下，熱激發(fā)材料自身發(fā)熱，其自身溫度隨料筒設(shè)定溫度的高低而變化。當(dāng)產(chǎn)生多余熱量時(shí)會(huì)被鈦合金中空纖維儲(chǔ)能隔熱棉吸收，當(dāng)環(huán)境溫度低于鈦合金中空纖維儲(chǔ)能隔熱棉時(shí)，它會(huì)釋放多余的熱量，從而達(dá)到為加熱圈補(bǔ)熱的功效。實(shí)踐證明:采用本技術(shù)，發(fā)熱效率高，節(jié)能40% －80%;降低環(huán)境溫度;少用降溫設(shè)備，二次節(jié)電;熱能得到充分利用，減少預(yù)熱時(shí)間，提高工作效率;可使加熱圈工作時(shí)間減少一半，明顯延長(zhǎng)加熱圈的使用壽命，減少維修費(fèi)用，降低產(chǎn)品成本。

圖7－15機(jī)筒智能補(bǔ)償加熱節(jié)能系統(tǒng)

7.2.3納米紅外節(jié)能加熱圈

納米紅外節(jié)能加熱圈采用高分子納米發(fā)熱合金，加熱圈表面經(jīng)高分子遠(yuǎn)紅外材料做特殊處理后，能夠產(chǎn)生特定波長(zhǎng)紅外線，傳熱過程熱損耗小，傳熱效率在99%以上，并有效提升加熱速度。加熱圈的表面溫度僅為50－70℃，對(duì)環(huán)境溫度影響小，且能有效的降低工作車間的室溫5－10℃。節(jié)能率高達(dá)40%－70%。

納米紅外節(jié)能電熱圈無任何外接設(shè)備，可做到傳統(tǒng)加熱圈的內(nèi)徑一樣、寬度一致、段數(shù)一致、功率一致，直接用于取代傳統(tǒng)的加熱圈。

7.3 高速成型降低制品單位能耗的能源利用率新理念

塑料機(jī)械節(jié)能的標(biāo)志是高速高效成型加工、降低成型加工制品的單位能耗，兩者不可分離，沒有高速成型加工的能力，只有低能耗的特征，這樣的塑料機(jī)械是沒有出路的，這種低能耗不能稱之為綠色技術(shù)。以前有一種錯(cuò)誤的理解，認(rèn)為降低整機(jī)的裝載功率，減少輸入功率，就是整機(jī)節(jié)能的特征，結(jié)果是成型加工速度低，制品單位能耗達(dá)不到理想水平。在有關(guān)能耗標(biāo)準(zhǔn)的制定上，也沒有把能耗和效率的兩者之間聯(lián)系起來，只講制品單位能耗，不講成型加工效率，標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)不出先進(jìn)性。國產(chǎn)塑機(jī)的整機(jī)裝載雖然比國際上同類機(jī)要低，但是整機(jī)的加工效率低、成型速度低、成型加工能力低，整機(jī)成型加工水平上不去，制品單位能耗高?，F(xiàn)在這種片面的認(rèn)識(shí)逐步得到改變，展示說明，一些單位科學(xué)地處理整機(jī)裝載功率、成型加工能耗、成型速度之間的關(guān)系，提高設(shè)備的高速高效成型加工性能，達(dá)到降低制品單位能耗，根據(jù)這一目標(biāo)配置有關(guān)技術(shù)參數(shù)。

上海金緯管道設(shè)備制造有限公司管材擠出機(jī)組，科學(xué)處理裝載功率與擠出產(chǎn)量之間的關(guān)系，達(dá)到降低塑料制品的單位能耗，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，比如常規(guī)的75/33擠出機(jī)采用110kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)擠出，產(chǎn)量為280kg/h，制品能耗為0.39kWh/kg。新設(shè)計(jì)的75/33擠出機(jī)采用132kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)量為480kg/h，制品能耗為0.29kWh/kg。后者比前者制品單位擠出能耗降低25.6%。上例說明，雖然整機(jī)的裝載功率提高了，但是由于生產(chǎn)效率的提高，降低了制品的單位能耗，達(dá)到制品成型加工節(jié)能和生產(chǎn)效率提高的雙贏。

7.4 節(jié)能成型加工的機(jī)構(gòu)技術(shù)

圍繞節(jié)能成型加工展開機(jī)構(gòu)創(chuàng)新，創(chuàng)新機(jī)構(gòu)又提高節(jié)能技術(shù)的水平。注塑裝置、擠出機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新節(jié)能的重點(diǎn)在塑化系統(tǒng)，塑化系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、加料系統(tǒng)，提高能源利用率、降低能耗損失是塑化系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。

科倍隆有限公司展示了新一代ZSK Mc18雙螺桿擠出機(jī)，比扭矩提高30%，達(dá)到18Nm/cm3;橢圓形的機(jī)筒熱收縮襯墊改善了熱傳遞;改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，保證了溫度的均勻分布。改進(jìn)的機(jī)筒隔熱保護(hù)。這些改進(jìn)措施有效地提高了能效，提高產(chǎn)量30%，同時(shí)降低了產(chǎn)品的單位成本。上海金緯管道設(shè)備制造有限公司管材擠出機(jī)組擠出螺桿采用雙螺棱設(shè)計(jì)，降低熔體粘度，達(dá)到低溫?cái)D出，避免了大口徑管材擠出的融垂，保證了管材壁厚的均勻度，降低能耗20%以上。

秦川未來責(zé)任塑料機(jī)械有限SC1500塑料中空成型機(jī)、中德合資格蘭威爾方力高速雙壁波紋管成型系統(tǒng)，采用高效節(jié)能“IKV”高效節(jié)能擠出結(jié)構(gòu)，其HMWPE原料的輸送效率，名義比功率由常規(guī)的0.3 ～0.5 kW/(kg/h)提高到0.6 ～0.85 kW/(kg/h)，塑化量提高50%以上，且擠出量穩(wěn)定，加之合理的屏障段和混煉段設(shè)計(jì)，獲得高的塑化質(zhì)量，降低單位能耗。

寧波華美達(dá)機(jī)械制造有限公司PET瓶坯注塑機(jī)，創(chuàng)新合模機(jī)構(gòu)，提高模具合模精度和壽命。合模機(jī)構(gòu)采用全液壓，合模力位于模具中心區(qū)域，壓力分布均勻，在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，合模精度保持不變。塑化注射采用雙階擠注復(fù)合系統(tǒng)。專用高速3工位冷坯機(jī)械手，制品頂出后在機(jī)械手內(nèi)繼續(xù)冷卻，縮短在模具內(nèi)冷卻時(shí)間。瓶坯在模具內(nèi)成型后，外壁為水冷，內(nèi)壁為風(fēng)冷，放坯時(shí)，瓶坯冷卻到室溫。機(jī)械手驅(qū)動(dòng)采用德國倫茨伺服系統(tǒng)。成型16g瓶坯，一模48腔，成型周期約9s。

7.5 節(jié)能成型的控制技術(shù)

成型控制系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新機(jī)構(gòu)、成型工藝，提高成型速度，縮短成型周期，提高加工效率，達(dá)到高速節(jié)能成型加工。

廣東伊之密精密機(jī)械有限公司48A－PET瓶坯注塑機(jī)，成型系統(tǒng)采用塑化與注射、開合模、頂出、機(jī)械手取出等工序的同步平行回路控制系統(tǒng)。多工位帶冷卻的取坯機(jī)械手與群腔瓶坯成型模具。通過以上科學(xué)的手段，大大縮短了成型周期，達(dá)到了高速節(jié)能生產(chǎn)。現(xiàn)場(chǎng)展示的48腔PET瓶坯成型加工，周期12s，每小時(shí)最大產(chǎn)能達(dá)到14400個(gè)，達(dá)到低成本高產(chǎn)出。

上海銜能科技有限公司針對(duì)大型注塑機(jī)的伺服多泵動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，把注塑機(jī)特點(diǎn)的工藝需求融入到控制元件算法中，研發(fā)了伺服多泵多組分流與合流的控制的多模式復(fù)合控制系統(tǒng)，與單純的多泵合流控制系統(tǒng)相比，動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快、更節(jié)能、成型周期更短，把注塑機(jī)的能效發(fā)揮到最佳狀態(tài)。

BEKEM在中空吹塑領(lǐng)域的創(chuàng)新聞名世界，展示了新的全電動(dòng)機(jī)型EBLOW，快速建立合模力并把位置精度控制在0.01mm，縮短干燥循環(huán)周期15%，節(jié)能15%，噪音最高為72dB。

超霸全電動(dòng)注塑機(jī)同步進(jìn)行塑化、開鎖模及頂針動(dòng)作，提升速度及能源效益。

布魯克納公司在BOPET、BOPP薄膜拉伸線上，特殊設(shè)計(jì)“能源監(jiān)控系統(tǒng)”，優(yōu)化流延膜溫度控制，在降低原材料成本和薄膜厚度上達(dá)到精確的控制，達(dá)到既提高制品質(zhì)量又降低能耗和成本的效果。

7.6 節(jié)能成型的工藝技術(shù)

擠出冷卻系統(tǒng)及性能決定制品成型的速度和效率，一直是擠出創(chuàng)新創(chuàng)造的研發(fā)重點(diǎn)。

中云科研全面革新的管材擠出?？炖鋮s技術(shù)，是帶有較高壓力的冷卻水注入密封是的模塊內(nèi)部并進(jìn)行高速循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了波紋成型模塊的高速高效冷卻，其直接表現(xiàn)為PE雙壁波紋管生產(chǎn)線產(chǎn)量的大幅提高，擠出DN/ID400mmPE雙壁波紋管產(chǎn)量提高到了原來的3倍，每米的能耗降低約50%。

德國奧托瑪?shù)倏怂芰蠙C(jī)械有限公司新一代的SPHERO水下造粒機(jī)采用經(jīng)改進(jìn)的粒料－水混合漿直線出口設(shè)計(jì)，降低了對(duì)能量的需求，提高了產(chǎn)量，同時(shí)是工藝水流更好的得以控制。EGB帶式輸送系統(tǒng)，可采用空氣冷卻、水冷卻以及兩者相結(jié)合的冷卻方式，大大優(yōu)化了特殊領(lǐng)域的適用性和專業(yè)性能。

7.7 節(jié)能成型的系統(tǒng)技術(shù)

注塑節(jié)能成型原理的創(chuàng)新是節(jié)能的首要。低壓注塑工藝，直接降低注塑功率。加拿大HUSKY公司推出的低壓注塑成型技術(shù)，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術(shù)三分之一時(shí)，仍可高質(zhì)量的保證制品成型，使機(jī)器的體積和重量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大意義。

創(chuàng)新擠出混煉原理，達(dá)到高效節(jié)能。瑞士布斯混煉機(jī)，創(chuàng)新混煉技術(shù)，產(chǎn)能提高2.5倍，節(jié)能30%。創(chuàng)新的4螺片單螺桿，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)作同步的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺片的運(yùn)動(dòng)軌跡似正弦曲線。螺桿芯軸上經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的混煉螺片與固定于混煉機(jī)機(jī)筒筒體內(nèi)的混煉齒或銷釘相互運(yùn)動(dòng)，使各種配方組分在螺片和銷釘之間受到比其它系統(tǒng)更直接更快的剪切。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的螺桿使產(chǎn)品受到周而復(fù)始的剪切、分割、捏合、重取向、松馳，在軸向也得到高強(qiáng)度的混合。獨(dú)特的工作原理實(shí)現(xiàn)了原材料出色的分散和分布混合效果，特別是當(dāng)配方組分間的熔體粘度和熔融范圍差異很大時(shí)，當(dāng)需要加入液體組分或需加入高比例的纖維或填料時(shí)，布斯混煉機(jī)獨(dú)特的工作原理帶來的原材料出色的分散和分布混合效果會(huì)更加突出。與其它系統(tǒng)比較，布斯混煉機(jī)不會(huì)出現(xiàn)有損產(chǎn)品的壓力峰值，所以分散混合有效率更高。在每一次剪切循環(huán)后，物料重新釋放應(yīng)力并被送到相鄰的螺槽中，開始新的剪切循環(huán):剪切、分割、捏合、重取向、松弛。由此帶來進(jìn)一步的益處:與其它系統(tǒng)比較，極短的加工長(zhǎng)徑比、物料停留時(shí)間短、較低的產(chǎn)品溫度以及出色的自潔性。獨(dú)特的連續(xù)性混煉加工的工作原理，用于多種電纜料混煉加工工藝過程，例如:混合、熔融、塑化、均化、分散、排氣、溶解、反應(yīng)、晶化、造粒等等。

7.8 成型加工生產(chǎn)線節(jié)能技術(shù)及工藝的整體匹配

寧波康潤(rùn)機(jī)械科技有限公司PE16－1600MM給水、燃?xì)夤懿纳a(chǎn)線，體現(xiàn)出系統(tǒng)的綠色擠出成型理念。模塊化智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整條生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄及閉環(huán)控制。高效BM螺桿，IKV強(qiáng)制喂料溝槽套筒設(shè)計(jì)的機(jī)筒，達(dá)到穩(wěn)定高速生產(chǎn)。C4模塊化智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整條生產(chǎn)線的自動(dòng)閉環(huán)智能控制。螺旋式擠出模具實(shí)現(xiàn)低溫、低壓的高速擠出。行星液壓式切割機(jī)采用旋轉(zhuǎn)切割的形式對(duì)管材進(jìn)行切割和同步導(dǎo)角，PLC控制自動(dòng)跟蹤切割和計(jì)長(zhǎng)。真空分腔定型技術(shù)，保證穩(wěn)定的真空度和管材快速定型成材。噴淋箱采用優(yōu)化的噴水定位和優(yōu)化管路設(shè)計(jì)，有效保證大口徑管材強(qiáng)力和均勻的快速冷卻。數(shù)字式控制器控制的牽引機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的速度調(diào)節(jié)，消除了機(jī)械牽引力因分配不均而出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，提高了可靠性。高性能的共擠機(jī)可單獨(dú)控制，也可以與主機(jī)聯(lián)動(dòng)控制，很好滿足了2～5層特殊用途復(fù)合管材的幾個(gè)。根據(jù)不同的管材生產(chǎn)，可選用濕口式、干法感應(yīng)式、螺旋水膜式及可變徑定徑套等多種形式。

7.9 高動(dòng)態(tài)反映的交流伺服電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)油泵節(jié)能系統(tǒng)的能源技術(shù)

伊之密公司的SH系列伺服注塑機(jī)，把交流伺服電機(jī)的節(jié)能性能與伺服泵的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能結(jié)合起來，運(yùn)用高性能的日本油研公司伺服泵，組成全伺服動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓力、流量全閉環(huán)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)壓力流量自動(dòng)補(bǔ)償，保持壓力與流量的穩(wěn)定性，控制精度及重復(fù)精度高，射膠速度從靜止到最大僅需46ms的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，取得了突破性的成果。

易霸伺服驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)EM－SVP/2，集合了震雄成熟的節(jié)能注塑機(jī)制作經(jīng)驗(yàn)再配置高效伺服電機(jī)油泵系統(tǒng)，比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)省電及省水最高可達(dá)80%。

7.10 電交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)能動(dòng)技術(shù)在塑機(jī)領(lǐng)域得到全面應(yīng)用

交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行系統(tǒng)，無液壓驅(qū)動(dòng)可能產(chǎn)生的油液污染、噪聲污染，并且動(dòng)態(tài)反映快、大幅度節(jié)能，被稱為綠色設(shè)備。全電動(dòng)綠色驅(qū)動(dòng)技術(shù)，首先在注塑機(jī)上得到推廣應(yīng)用，繼日本之后，中國已成為國際上第二位研發(fā)全電動(dòng)注塑機(jī)的國家，但是技術(shù)水平、規(guī)模等各方面與日本是不可比擬的。

恩格爾e－motion 2440/380 T注塑機(jī)，采用全電動(dòng)注射單元，各個(gè)獨(dú)立電動(dòng)馬達(dá)并行操作，節(jié)省了機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間，從而提高了效率，產(chǎn)品的效率也得到進(jìn)一步的提升。其配備Schoettli XLight與用於生產(chǎn)直徑26毫米、重量?jī)H1克瓶蓋的96腔模具組成完整的生產(chǎn)單元，此單元同時(shí)包括對(duì)成型瓶蓋的光學(xué)檢驗(yàn)裝置。循環(huán)周期僅2.96秒。

全電動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)在擠出機(jī)、中空成型機(jī)等其它塑料加工設(shè)備上也得到應(yīng)用和推廣。戴維斯－標(biāo)準(zhǔn)有限公司在軟包裝成型、塑料加工和橡膠行業(yè)是全球的領(lǐng)導(dǎo)者，展示了全新的低速大扭矩交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)擠出螺桿，可提供擠出機(jī)螺桿直徑范圍0.75英寸～3.5英寸，提高了傳動(dòng)效率，相比傳統(tǒng)的齒輪減速箱可節(jié)約15～20%的能耗。BEKUM在中空成型機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新聞名世界，新一代的EBLOW－XO7系列采用全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，位置精度0.01mm，縮短成型加工周期15%，節(jié)能50%，噪音72dB。BECKUM公司研發(fā)的新一代拉伸包裝機(jī)，由變頻扭矩電機(jī)改為伺服電機(jī)，采用分散伺服技術(shù)控制機(jī)器動(dòng)作，從而使調(diào)節(jié)工作得到較大簡(jiǎn)化、機(jī)器的功能得到更好的執(zhí)行并且簡(jiǎn)單。伺服電機(jī)共同的直流總線式的能量分布均等，達(dá)到既節(jié)能也消除了制動(dòng)阻力。Atlas公司推出的環(huán)境友好型的雙軸分切和分卷設(shè)備ER600，采用全電動(dòng)控制而不是液壓控制，切割速度達(dá)到450/min，分切寬度最小為35mm，精確的分切減少了浪費(fèi)。銓寶工業(yè)股份有限公司PN－CSS9000雙軸拉伸全自動(dòng)吹瓶機(jī)，采用全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，確保機(jī)臺(tái)高速運(yùn)轉(zhuǎn)和精密定位，最大產(chǎn)能達(dá)到12000PC/h，最大吹到 0.6L。

加拿大賓頓工程公司FlexWIN收卷機(jī)，伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精確的力矩控制，節(jié)省能源。

全電動(dòng)注塑機(jī)向高端塑料制品領(lǐng)域的步伐加快，體現(xiàn)出了更高的綠色技術(shù)附加值，同時(shí)促進(jìn)了自身的綠色技術(shù)革命。發(fā)那科機(jī)器人制造有限公司一直保持著全電動(dòng)注塑技術(shù)和產(chǎn)品方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過18年的努力，全電動(dòng)注塑機(jī)具有更先進(jìn)的功能、更精密的控制精度、更快的成型速度以及更低的能耗，突出的節(jié)能環(huán)保優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于精密光學(xué)、汽車電子、精密齒輪、數(shù)碼電子和微型連接件等高端注塑行業(yè)中。威猛巴頓菲爾全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)用于醫(yī)用微型精密注塑機(jī)，精密注塑微型醫(yī)療器具，既推進(jìn)了醫(yī)療器具的發(fā)展，又提高了全電動(dòng)注塑機(jī)的附加值。

7.11 料斗原料干燥節(jié)能新技術(shù)

7.11.1料斗干燥原料的新型加熱節(jié)能系統(tǒng)

傳統(tǒng)干燥機(jī)節(jié)能發(fā)熱元件是電熱管及陶瓷紅外線等耗電高、壽命短之加熱元件。采用可調(diào)高效率熱風(fēng)元件，瞬間產(chǎn)生的磁熱分子，利用鼓風(fēng)機(jī)將熱分子吹送到需熱干燥的塑料原料上，達(dá)到干燥加溫的效果。發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量95%，由風(fēng)扇的對(duì)流空氣傳達(dá)支被加熱的物體上。傳統(tǒng)加熱鎢絲只能吹出30%的熱量。升溫快、溫度恒定、節(jié)電可達(dá)30%以上。

張家港市聯(lián)達(dá)機(jī)械有限公司LDYW－200型紅外線結(jié)晶除濕干燥系統(tǒng)，結(jié)晶－除濕－干燥三位一體一次完成，時(shí)間短、效率高、能耗低，幾乎不破壞原料結(jié)構(gòu)。

TrueBlendPETTM回收料混合器，始終保持回收材料和新料在被喂入注塑機(jī)之前處于分離狀態(tài)，可避免在喂入過程中可能造成的物料比例的變化。具有不同體積密度和流動(dòng)性能的新料和再生料的混合料到達(dá)喂口德速度更快。獨(dú)特的干燥系統(tǒng)和隔熱結(jié)構(gòu)，混合過程中物料干燥不需要熱量輸入，降低了能耗。

7.11.2柔性PET原料節(jié)能干燥系統(tǒng)

在PET瓶坯生產(chǎn)中，30%的能耗是在干燥過程中被消耗的。意大利輔助設(shè)備生產(chǎn)商Moretto S.P.A新開發(fā)了幾種不同尋常概念的大型干燥系統(tǒng)，根據(jù)輸入原料的類型、成型干燥所需的數(shù)量、希望達(dá)到的生產(chǎn)速率，F(xiàn)lowmatik中央控制器就能自動(dòng)運(yùn)行，提供的氣流可與生產(chǎn)速率相適應(yīng)，達(dá)到降低生產(chǎn)速率的時(shí)候節(jié)省更多的電能，故稱之謂“柔性”PET干燥系統(tǒng)。

Eureka系統(tǒng)包括新型的X Max干燥機(jī)、Flowmatik中央控制器和新型的OTX料斗。這一大容量系統(tǒng)可包括3～10臺(tái)干燥機(jī)，以及多達(dá)32個(gè)料斗，允許的最大加工能力大8000kg/h。與典型的雙床/雙塔設(shè)計(jì)不同，X Max干燥機(jī)采用了干燥面積比標(biāo)準(zhǔn)干燥床大50%的單干燥床設(shè)計(jì)，且不需要冷卻水和壓縮空氣。每個(gè)干燥機(jī)擁有獨(dú)立的空氣環(huán)路，并有一個(gè)露點(diǎn)儀控制，混合空氣的露點(diǎn)溫度始終保持在－65℃。多塔系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行過程中，獲得比其它系統(tǒng)更好的露點(diǎn)一致性。干燥床由充滿干燥劑的金屬管和中心帶有加熱器的空氣流動(dòng)通道構(gòu)成，可在更小的氣流下提供更均勻的加熱和更高的再生效率，由于內(nèi)部環(huán)路是一個(gè)熱交換器，使再生的能量得到完全回收，從而節(jié)省大量的能耗。

這種大型系統(tǒng)與小型系統(tǒng)一樣具有調(diào)節(jié)柔性，即在不犧牲效率的前提下，允許降低產(chǎn)量，以更好適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。OTX料斗設(shè)計(jì)了中央更大的魚雷頭，干燥空氣從干燥床的四周而不是從中間進(jìn)入，增強(qiáng)了物料水分控制和干燥均勻性的控制水平，干燥溫度從180℃降至175℃，干燥時(shí)間從6h降至4h，并且節(jié)約了40%的干燥氣流。PET干燥過程需經(jīng)過兩個(gè)料斗:第一個(gè)料斗容量較大，干燥溫度相對(duì)較低;第二個(gè)料斗容量較小，干燥溫度為180℃，使氣流的需求量減少50%以上。Flowmatik中央控制器智能運(yùn)行，掌握每個(gè)料斗的容量和原料的堆積密度、被期望的停留時(shí)間、溫度以及空氣流動(dòng)速率。

7.12 資源循環(huán)利用成型加工設(shè)備及技術(shù)

塑料廢棄物造成的危害已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。盡可能對(duì)廢棄塑料進(jìn)行回收再生、循環(huán)使用，并逐步開發(fā)、應(yīng)用可降解塑料，乃是當(dāng)務(wù)之急。熱塑性塑料是可循環(huán)再生利用的資源。展示的回收料再生利用設(shè)備說明，提高回收料的物理回收方法的利用率、性能、特性等綠色技術(shù)研發(fā)越來越引起重視。

7.12.1 回收料混合器

TrueBlendPETTM回收料混合器，始終保持回收材料和新料在被喂入擠出機(jī)和注塑機(jī)之前處于分離狀態(tài)，可避免在喂入過程中可能造成的物料比例的變化。具有不同體積密度和流動(dòng)性能的新料和再生料的混合料到達(dá)喂口德速度更快。獨(dú)特的干燥系統(tǒng)和隔熱結(jié)構(gòu)，混合過程中物料干燥不需要熱量輸入。

7.12.2提高回收料長(zhǎng)期循環(huán)利用壽命

嘉洛斯公司展示了為幫助PET容器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可循環(huán)使用而開發(fā)的Joule RHB和SmartHeat吸熱劑，提高產(chǎn)品的可循環(huán)性，并最終降低工業(yè)能源成本與CO2排放量。

7.12.3 回收料優(yōu)質(zhì)再生

低水平回收造粒越來越不適合綠色技術(shù)的開拓，提高回收料的附加值，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)再生，成為回收料循環(huán)利用的發(fā)展方向?；厥樟显跀D出造粒過程中，加入各種助劑來賦予材料新的功能，進(jìn)行共混改性，拓展其使用范圍。適合不同回收料、達(dá)到優(yōu)質(zhì)再生料的不同性能和功能的綠色技術(shù)擠出造粒設(shè)備應(yīng)運(yùn)而發(fā)展，例如一體化擠出造粒、雙螺桿改性擠出造粒、低剪切低降解擠出造粒、雙階單螺桿造粒等等。

7.12.4“瓶到瓶”循環(huán)利用加工設(shè)備

“瓶到瓶”，即將廢舊PET瓶子做成食品級(jí)PET切片，然后再生產(chǎn)出新的瓶子，瓶子用完后，再做切片，這樣，資源就可以多次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)用PET回收料生產(chǎn)PET飲料瓶。由此，減少廢品排放量，有效利用PET原料，引領(lǐng)PET瓶坯成型的低碳時(shí)代。2010年廢棄PET全球回收利用量不超過430萬噸，綜合回收率不超過30%。這個(gè)數(shù)據(jù)說明廢棄PET回收潛力還很大，但也說明沒有發(fā)達(dá)國家回收率的大幅提高，全球廢棄PET資源的充分利用還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。

克朗斯公司研發(fā)的“瓶到瓶”成套回收設(shè)備，該流程生產(chǎn)出的PET絮狀料，可以作為直接與食品接觸的原料，符合美國食品藥品管理局(FDA)的規(guī)定和德國聯(lián)邦風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所(BfR)的準(zhǔn)則?？死仕乖O(shè)備方案采用模塊式結(jié)構(gòu)，能力分別為500千克/小時(shí)和1000千克/小時(shí)。PET回收流程由一個(gè)清洗模塊和一個(gè)瓶到瓶模塊(B2B)組成。流程步驟包括材料處理、浸泡/清洗/沖洗、分離PET和PO、后續(xù)機(jī)械/熱力干燥和厚薄分離，最終在“超級(jí)清洗”中去除游離的內(nèi)含雜質(zhì)。

7.12.5“材到材”循環(huán)利用加工設(shè)備

寧波康潤(rùn)機(jī)械科技有限公司BFPET－Z生產(chǎn)線，可以全部用PET廢舊瓶片做原料直接生產(chǎn)打包帶。PET打包帶又稱塑鋼帶，是一種直接取代鋼帶的高強(qiáng)度打包帶。

格諾斯塑膠技術(shù)有限公司MAS擠出機(jī)，行星輪式多螺桿結(jié)構(gòu)，8條衛(wèi)星小螺桿通過環(huán)形齒輪，使用非常簡(jiǎn)單的水封真空泵去加工未經(jīng)預(yù)干燥的PET回收料成型高質(zhì)量的制品。

廣東達(dá)誠機(jī)械有限公司雙螺桿片材擠出機(jī)，可利用100%邊角料、回收料生產(chǎn)，并且無需預(yù)結(jié)晶干燥，直接擠出片材，并達(dá)到高產(chǎn)低能耗。

青島順德塑料機(jī)械有限公司PET片材生產(chǎn)線，體現(xiàn)出回收料再生利用的理念?？墒褂?00%的回收料，無需干燥結(jié)晶。螺桿機(jī)筒經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，塑化均勻、擠出穩(wěn)定、產(chǎn)量高、壽命長(zhǎng)。精密的定型壓光裝置具有調(diào)整功能，可確保片材的良好定型。制得得片材具有良好的氣體阻隔性、韌性、延伸性合優(yōu)良的回收性，可經(jīng)成型加工成各種包裝產(chǎn)品。該公司的三條PET片材生產(chǎn)線于2010年底銷往英國。

7.12.6回收料處理周邊設(shè)備

太倉摩丹卡勒多尼塑料機(jī)械公司MINICOLOR定量給料裝置，有效解決了由于散裝材料特性而導(dǎo)致的螺桿喂料不夠精確的情況，給料可以與注塑設(shè)備的塑化同步，也可以連續(xù)與擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速同步，成為快速循環(huán)注塑成型和壓力進(jìn)給擠出機(jī)的理想選擇，提高了加料精度。

張家港市聯(lián)達(dá)機(jī)械有限公司LDYW－200型紅外線結(jié)晶除濕干燥系統(tǒng)，結(jié)晶－除濕－干燥三位一體一次完成，時(shí)間短、效率高、能耗低，幾乎不破壞PET原料分子結(jié)構(gòu)，適應(yīng)回料注射和擠出的自動(dòng)加料。

7.13 液電復(fù)合互補(bǔ)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)高性能成型節(jié)能系統(tǒng)

高性能成型的節(jié)能系統(tǒng)梗具有生命力。對(duì)節(jié)能的理解，從單純節(jié)能提升到高性能成型節(jié)能，是一個(gè)質(zhì)的飛躍。

液電復(fù)合互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)就是把液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和諧結(jié)合成一體，發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢(shì)，互補(bǔ)各自的功能缺陷，實(shí)現(xiàn)多能化、節(jié)能化、環(huán)保化、低碳排放化的成型，同時(shí)提高了成型的性能，擴(kuò)大了成型功能和應(yīng)用領(lǐng)域。歐洲注重于液電復(fù)合互補(bǔ)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)能成型節(jié)能成型。擠出塑化可設(shè)計(jì)不同功能型式，達(dá)到節(jié)能塑化。用戶可以根據(jù)自己注射成形制品原材料的要求，直接把填充劑、添加劑和塑料原料一起喂入擠出機(jī)混煉塑化，取消了傳統(tǒng)工藝中擠出、熔融冷卻、造粒、烘干等過程及設(shè)備，避免物料再次加熱熔融以及分子量再次下降，節(jié)省了一次加熱、塑化和冷卻過程需要的能耗，從而使最終制品的工藝過程具有工序少、流程短、能耗低、成本低、減少環(huán)境污染、不需預(yù)混料等特點(diǎn)，注射成形制品。

液電復(fù)合互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，打破了傳統(tǒng)的塑化動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的觀念。獨(dú)立塑化擠出理念，使傳統(tǒng)注塑機(jī)向復(fù)合型擠出注塑機(jī)發(fā)展。擠出塑化設(shè)備可用單螺桿、雙螺桿、三螺桿等擠出機(jī)，擴(kuò)大了注射塑化原料的使用范圍。Engel公司以模塊化方式把鎖模力10，000kN的Duo 7050/1000二模板大型注塑機(jī)與德國Leistritz的長(zhǎng)徑比為36的直徑50mm的螺桿同向混煉平行雙螺桿擠出機(jī)組合成一套在線配混的擠注復(fù)合設(shè)備。東華機(jī)械有限公司與華南理工大學(xué)聚合物新型成型裝備國家工程研究中心合作，把鎖模力650噸、注射量3000克的注塑機(jī)，配電驅(qū)動(dòng)的螺桿直徑50mm的三螺桿擠出機(jī)最大擠出塑化量達(dá)到250kg，成型同樣一個(gè)材料為PP加30%玻纖的制品，能耗降低45%、成型周期縮短20%，制品的力學(xué)性能得到提高。