МосковскийГосударственный Университет Прикладной Биотехнологии
КафедраТехнологии Упаковки и Переработки ВМС
Курсоваяработа
на тему:
ИзготовлениеПЭТФ-бутылок
Москва, 2009.
Содержание:
Введение
1. Физические свойства ПЭТФ
2. Производство ПЭТФ-преформ
2.1 Оборудование и его назначение
2.2 Вспомогательное оборудование иего назначение
2.3 Характеристики и разновидностиПЭТФ-преформ
3. Изготовление ПЭТФ-бутылок
3.1 Станция разогрева ПЭТФ-преформСП-8/2
3.2 Технологический расчет станцииразогрева
3.3 Аппарат выдува СП-8
3.4 Правила эксплуатации оборудованиядля выдува ПЭТФ-бутылок
3.5 Пресс-форма
3.6 Фирмы-производители оборудования
3.7 Схема агрегата выдува
3.8 Расчет количества сжатоговоздуха, требуемого для выдува бутылок
3.9 Компрессоры для выдува и их виды
Заключение
Литературный обзор
Приложение
Пояснительная записка к чертежам
Введение
полиэтилентерефтолатныйтара выдув бутылка
Полиэтилентерефталатная(ПЭТФ) тара появилась относительно недавно, примерно в 70-х годах ХХ века. Понекоторым данным, первыми, запатентовавшими бутылку, была компания «DuPont», это произошло в 1977 году. Внастоящее же время, ПЭТФ-тара активно используется в различных отраслях,начиная с пищевой промышленности, заканчивая упаковкой бытовой химии.
Отличительные чертыполиэтилентерефтолатной тары, это ее прозрачность, легкость, прочность. Онаможет иметь самые различные и изысканные формы, от самых простейших, то самыхсложных. Оборудование по производству тары из полиэтилентерефталата не занимаетбольшие площади и не требует больших капитальных вложений. Пластиковая таратеснит другие виды упаковки. Использование ПЭТФ-тары рентабельное производство.Для производства достаточно купить оборудование для выдува и преформы –заготовка для выдува бутылок, которые не занимают много места при хранении.
На нашем же рынке, ПЭТФпоявился довольно поздно, примерно в начале 90-х годов ХХ века, но уже занимаетлидирующие позиции в производстве упаковки. ПЭТФ-бутылки дешевле, чем другиевиды упаковке, в среднем на 10-20%. Все больше продуктов упаковывается вПЭТФ-тару.
1. Физические свойства ПЭТФ
Основные характеристикиполиэтилентерефталата :
Ø Плотностьаморфного полиэтилентерефталата: 1,33 г/см3.
Ø Плотностькристаллического полиэтилентерефталата: 1,45 г/см3.
Ø Плотностьаморфно-кристаллического полиэтилентерефталата: 1,38-1,40 г/см3.
Ø Коэффициенттеплового расширения (расплав): 6,55·10-4.
Ø Теплопроводность:0,14 Вт/(м·К).
Ø Сжимаемость(расплав): 99·106 Мпа.
Ø Диэлектрическаяпостоянная при 23 °С и 1 кГц: 3,25.
Ø Тангенс угладиэлектрических потерь при 1 Мгц: 0,013-0,015.
Ø Относительноеудлинение при разрыве:12-55%.
Ø Температурастеклования аморфного полиэтилентерефталата: 67°С.
Ø Температура стеклованиякристаллического полиэтилентерефталата: 81 °С.
Ø Температураплавления: 250-265 °С.
Ø Температураразложения: 350 °С.
Ø Показательпреломления (линия Na) аморфного полиэтилентерефталата: 1,576.
Ø Показательпреломления (линия Na) кристаллического полиэтилентерефталата: 1,640.
Ø Предел прочностипри растяжении: 172 МПа.
Ø Модуль упругостипри растяжении: 1,41·104 Мпа.
Ø Влагопоглощение:0,3%.
Ø Допустимаяостаточная влага: 0,02%.
Ø Морозостойкость:до -60 °С.
Полиэтилентерефталатобладает высокой механической прочностью и ударостойкостью, устойчивостью кистиранию и многократным деформациям при растяжении и изгибе и сохраняет своивысокие ударостойкие и прочностные характеристики в рабочем диапазонетемператур от -40 °С до +60 °С, но для долгосрочного применения на улице этомуматериалу необходима защита от ультрафиолетового излучения. ПЭТФ отличаетсянизким коэффициентом трения и низкой гигроскопичностью. Общий диапазон рабочихтемператур изделий из полиэтилентерефталата от -60 до 170 °C.
По внешнему виду и посветопропусканию (90%) листы из ПЭТФ аналогичны прозрачному оргстеклу (акрилу)и поликарбонату. Однако по сравнению с оргстеклом у полиэтилентерефталатаударная прочность в 10 раз больше.
ПЭТФ – хороший диэлектрик,электрические свойства полиэтилентерефталата при температурах до 180°С даже вприсутствии влаги изменяются незначительно.
По сопротивляемостиагрессивным средам ПЭТФ обладает высокой химической стойкостью к кислотам,щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам, бензину, жирам, эфиру.Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара. В то же время ПЭТФрастворим в ацетоне, бензоле, толуоле, этилацетате, четыреххлористом углероде,хлороформе, метиленхлориде, метилэтилкетоне и, следовательно, листы ПЭТФ могуттак же хорошо склеиваться, как оргстекло, полистирол и поликарбонат.
Полиэтилентерефталатхарактеризуется отличной пластичностью в холодном и нагретом состоянии. Листыиз этого полимера имеют незначительные внутренние напряжения, что делаетпроцесс термоформования простым и высокотехнологичным, предварительная сушкалистов не требуется, теплоемкость листов из полиэтилентерефталата меньше, чем уполистирола и оргстекла, поэтому нагрев ПЭТФ-листов до температуры формованиятребует значительно меньшей тепловой энергии и времени. Все это приводит кэкономии электроэнергии и снижению трудоемкости, а, следовательно, к снижениюсебестоимости изготавливаемой продукции. Поэтому полиэтилентерефталат можетбыть хорошей заменой прозрачному сплошному поликарбонату в различныхсооружениях и конструкциях, так как его стоимость значительно ниже.
Термодеструкцияполиэтилентерефталата происходит в температурном диапазоне 290-310 °С.Деструкция происходит статистически вдоль полимерной цепи. Основными летучимипродуктами являются терефталевая кислота, уксусный альдегид и монооксидуглерода. При 900 °С генерируется большое число разнообразных углеводородов. Восновном летучие продукты состоят из диоксида углерода, монооксида углерода иметана.
Для повышения термо-,свето-, огнестойкости, для изменения цвета, фрикционных и других свойств вполиэтилентерефталат вводят различные добавки. Используют также методыхимического модифицирования различными дикарбоновыми кислотами и гликолями,которые вводят при синтезе ПЭТФ в реакционную смесь.
2. Производство ПЭТФ-преформ
ПЭТФ преформа – этозаготовка для изготовления ПЭТФ бутылок или банок из полиэтилентерефталатаметодом выдувного формования. ПЭТФ преформы производятся на специальномоборудовании (инжекционно-литьевая машина (Термопластавтомат) плюсдополнительное оборудование для подготовки полимерного сырья) методом литья поддавлением. Сырьём для производства преформ служит полиэтилентерефталат (ПЭТФ –русское сокращение, РЕТ – английское сокращение). В России, в настоящее время,более 10 предприятий занимаются производством ПЭТФ-преформ, крупнейшими из нихявляются «Европласт», «Мастер Групп », «РЕТАЛ», «Интера-Цериус», «Мега-Пласт».
Потребительские свойствапреформ, определяются не только качеством сырья, но и характеристикамииспользуемого оборудования.
Оборудование дляпроизводства преформ условно делится на 2 категории: основное ивспомогательное. Основное – литьевая машина с литьевой пресс-формой для литьяпод давлением. Вспомогательное – бункерное хранилище гранулянта,пневмотранспорт, установка для сушки гранулянта, охладитель оборудования,осушитель воздуха, компрессор.
2.1 Оборудование и егоназначение
В процессе изготовленияпреформ, шнек экструдера литьевой машины выполняет функции пластицирующего и дозирующегоустройства. При предварительной пластикации червяк перемещает гранулянт избункера в переднюю часть нагревательного цилиндра – в зону дозирования.Материал в цилиндре перемещается из-за разности сил трения на его стенке и навитке червяка. В зависимости от его агрегатного состояния выделяются 3функциональные зоны пластикатора:
a) Зона загрузки –материал твердый. Гранулы, уплотняясь, перемещаются в виде эластичноймонолитной пробки
b) Зона сжатия(плавления) – материал твердый и в виде расплава. Нарушается монолитностьпробки и механическая энергия червяка переходит в тепловую энергию, чтоприводит к разогреву материала.
c) Зона дозировки(гомогенезации) – материал в виде расплава. Происходит смешивание материала ивыравнивания температур.
Далее с помощью плунжерадоза расплава впрыскивается в сомкнутую форму и происходит выдержка формы поддавлением. После этого одновременно происходит выдержка изделия без давления иподготовка новой дозы.
В отличае от изготовленияконечного изделия методом литья под давлением, преформа находится в формеменьше времени и охлаждается не до твердого состояния, а до температуры,близкой к температуре перехода из вязкотекучего состояния в высокоэластическое.Тепло от преформы отводится через ее внешнюю поверхность, которая контактируетс формой.В процессе охлаждения преформы на поверхности может образоватьсязатвердевший слой полимера, что в дальнейшем будет препятствовать роздуву, чтоэтого не произошло, температура формы поддерживается немного выше температурызатвердения полимера.
Литьевая форма приизготовлении преформ – горячеканальная. Обеспечение оптимальной температуры прилитье, происходит благодаря ее формы. Обязательным условием получениякачественных преформ, является высокая размерная точность и качество поверхностейпрессормы, так как любой дефект поверхности пресс-формы, такие как царапины илираковины, перейдет на пресс-форму, и потом, увеличившись в 10 раз при выдуве, перейдетна бутылку.
2.2 Вспомогательноеоборудование и его назначение
Помимо основногооборудования, в изготовлении преформ используется, вспомогательное. Оно играетважную роль поцессе производства. Именно вспомогательное оборудование отвечаетза качество изделия.
Пневмотранспортнаясистема решает 2задачи: 1 – наполнение бункера гранулянтом, 2 – доставка гранулянта от бункерадо сушилки. В первом случае сжатый воздух, а во втором – вакуум. Таким образомуменьшается пылеобразование.
Бункерные хранилища. Средняя вместимость бункера – 80 т.Они имеются практически на всех заводах, занимающихся изготовлением преформ. Ихколичество зависит от производительности и числа литьевых машин, частотыпоставок гранулянта.
Холодильники используются для охлажденияпресс-формы. Мощность холодильника определяется скоростью работы литьевоймашины. Производительность процесса прямо пропорциональна мощностихолодильника, так как длительность цикла связана с толщиной стенки преформы, тоесть со временем, которое требуется для охлаждения расплава до того состояния,при котором возможно вытолкнуть отливку из формы.
Сушилка – главное звено вспомогательногооборудования, влияющее на качество конечной продукции. ПЭТФ – этогигроскопичный материал, хорошо впитывающий влагу. Если влагу не удалить изматериала, то будет брак конечной продукции в виде образовавшихся пузырей. Чащевсего, не достаточная сушка материала приводит к снижению вязкости иповышенному выделению ацетальдегида, что вызовет помутнее материала.Рекомендуется сушить ПЭТФ не менее 5 часов, при температуре 160-1700 С.
Компрессор служит для питания механизмов машинысжатым воздухом. Рекомендуемое давление – 10 бар. Воздух должен быть хорошоотфильтрован и высушен.
Осушитель воздуха необходим для минимизации енготивноговлияния влажности воздуха. Необходимя температура воды в системе охлаждениясоставляет 70С. При этом, если точка росы воздуха, окружающего прессформу, выше данной температуры, может происходить конденсация влаги на холодныхповерхностях пресс-формы, что може привести к дефектам преформы, а это недопустимо. Существуют 2 способа борьбы: первый – повышение температурыохлаждающей жидкости, но это повлечет за собой снижение производительности,второй – осушать воздух в цеху или в локальном объеме, окружающем пресс-форму.
2.3 Характеристики иразновидности ПЭТФ-преформ.
Ассортимент выпускаемыхсейчас ПЭТФ-преформ чрезвычайно велик.
Преформы можноклассифицировать по следующим признакам:
ü В зависимости от сферы потребленияпреформы могут быть предназначены для выдува бутылок под:
- безалкогольныегазированные напитки и минеральные воды
- питьевыенегазированные воды
- соки исокосодержащие напитки
- молоко и кисло
— молочные изделия
- пиво и слабоалкогольныенапитки
— алкогольные напитки (вино, водка)
- холодный чай/кофе
- растительное масло
ü В зависимости от емкости бутылкипреформы могут различаться по весу.
Вес преформы напрямуювлияет на объем бутылки, которую можно получить. Стандартное соотношение междувесом преформы и емкостью получаемой бутылки представлено в таблице.
Стандартное соотношениемежду весом преформы и емкостью получаемой бутылкиВес преформы, граммы Емкость бутылки, литры 20 0,33 23 0,5 26 0,7 38 – 39 1 42 – 44 1,5 48 2 87 3 – 5 710 – 770 19
Масса выбираемой преформыв первую очередь регламентируется объемом формуемой бутылки и требованиями кпрочностным и барьерным характеристикам ее стенок. Совершенно очевидно, что прификсированном весе преформы толщина стенки бутылки будет тем больше, чем меньшеее объем, и наоборот. В зависимости от степени насыщения содержимого бутылкиуглекислым газом, процент содержания которого в газированных напиткахколеблется от 2 до 10 г на 1л, толщину стенок бутылок увеличивают от 0,25мм(для слабогазированных минеральных и фруктовых вод, не предназначенных длядлительного хранения) до 0,36-0.38мм (для сильногазированных напитков). Длявыдува 2-х литровой бутылки для сильногазированных напитков необходима преформамассой не 48, а 52г
ü По своей конфигурации преформыделятся на 3 группы:
- универсальные
- толстостенные
- укороченные
/>
Универсальная преформа наиболее распространена. Онахарактеризуется ровной поверхностью цилиндрического тела без значительныхрасширений. При массе 42г ее длина составляет 148мм, толщина стенки – 3мм.
Качество формуемойбутылки в огромной степени зависит от результата разогрева преформы. А прогретьее бывает тем легче, чем меньше толщина ее стенки. С этой точки зрения, толщина2,6мм лучше, чем 3,0мм. Однако уменьшение толщины стенки преформы до менее чем3,0мм связано с большими технологическими трудностями ее изготовления(необходимо существенное увеличение температуры в камере дозирования и на соплах,а также увеличение числа оборотов экструдера на 10-15%). Именно поэтомутонкостенные преформы выпускаются редко, а если и поступают в продажу, то ихстоимость гораздо выше универсальных.
Толстостенная преформа (с толщиной стенки до 4,5мм) визготовлении технологически проще. Однако для качественного формования бутылоктакие преформы требуют более длительного нахождения в зонах разогрева, то естьих использование приводит к снижению производительности. А для многих типовмашин, прежде всего с печами погружного типа, эти преформы вовсе непригодны,так как длительное нахождение в зонах разогрева (более 15 минут) приводит ктому, что материал наружной поверхности преформы перегревается и теряетпрозрачность, а ее внутренняя поверхность остается холодной и недостаточнопластична для беспроблемного выдува бутылок.
С укороченнымипреформами дело обстоит еще хуже. Они просты в изготовлении и удобны притранспортировке (при прочих равных условиях в упаковочный ящик помещается их на30-40% больше укороченных преформ, чем универсальных), но пригодны лишь дляраздува на мощном оборудовании с давлением воздуха 30-40бар. Получитькачественную бутылку из таких преформ на можно лишь на высококачественныхполуавтоматах выдува, либо ценой значительного снижения производительности, нои в этом случае брак неизбежен.
ü В зависимости от конфигурации горларазличают преформы/бутылки со стандартом:
- BPF/PCO (длягазированных напитков и минеральной воды, пива)
- Oil (длярастительного масла)
- Bericap (длянапитков, воды)
- «38» (для соков,молочной продукции)
На рынке напитков вРоссии преимущественно используются два стандарта горловины преформ: BPF(British Plastics Federation) и PCO (Plastic Closures Only).
Стандарт BPF получилнаибольшее распространение в северной части Европы, в том числе в восточной еечасти и в странах бывшего СССР; PCO – в США. Британская ФедерацияПластика – организация, в обязанности которой входит разработка иутверждение тех или иных стандартов, касающихся пластмассовых изделий, в томчисле и упаковки. Так в Европе стандарт BPF получил большее распространение,нежели чем PCO. Оба этих стандарта выполняют важную функцию – газоудержание. Сточки зрения уровня газоудержания оба стандарта практически идентичны. Нопреимущество стандарта PCO состоит в том, что он легче BPF. Экономия ПЭТ припереходе с BPF на PCO составляет от 1 до 2 грамм.
/>
Вопрос выбора той илииной преформы для выдува бутылок решаются индивидуально, применительно кконкретным условиям производства и сбыты готовой продукции, с учетомтехнических особенностей используемого оборудования.
Схемы остальныхконфигураций преформ представлены в таблице:
/>
3. Изготовление ПЭТФ-бутылок
Технологический процессизготовления бутылок может быть одно- и двухстадийным. В первом случае бутылкаизготавливается непосредственно из ПЭТ-гранулята. Во втором, и он болеераспространенный, на первой стадии из сырья делается преформа, а уженепосредственно на предприятиях розлива из преформ делается бутылка. В любомслучае при нагреве заготовки до температур выше температуры стеклования,жесткие связи аморфного состояния полимера ослабеваю и появляется возможностьдвухосевой ориентации молекулярных цепей путем вытягивания и раздува преформы.Физические и механические свойства получаемой таким образом бутылки зависят нетолько от толщины стенки сосуда, но также и от равномерности ориентации молекулматериала. С увеличением степени растяжения, то есть с увеличением числа ориентированныхмолекул в аморфной массе, повышается механическая прочность игазонепроницаемость. Но одновременно с этим снижается устойчивость размеровбутылки к воздействию температуры.
Рис. 1 иллюстрируетработу машины при одностадийном способе изготовления бутылок, когда из гранулполиэтилентерефталата методом литья под давлением формируется заготовка, азатем из нее методом растяжения и выдува – бутылка. Оба процесса производятсяпоследовательно в одном агрегате.
/>
Рис.1. Технологические процессыизготовления ПЭТ-бутылок приодностадийном производстве на автоматической линии
Предварительно высушенныйПЭТ-гранулят пластицируется в цилиндре экструдера и впрыскивается в оформляющуюполость литьевой формы (1). По окончании инжекционного цикла и выдержки поддавлением производится охлаждение заготовки в форме (2). Затем формаоткрывается, и преформы перемещаются в зону стабилизации температуры (3), гдеохлаждаются их горловины до состояния потери пластичности. Далее преформыпоступают на транспортер выдувной машины и проходят по нагревательному тоннелю(4), где материал преформ (кроме горлышек) нагревается до заданной температуры.Нагретые преформы после стабилизации температуры (5) поступают в пресс-форму.После ее закрытия происходят растягивание заготовки и выдув (6). Пресс-формаохлаждается, а вместе с ней охлаждается и изделие. После чего пресс-формаоткрывается, и готовые бутылки перемещаются в зону выгрузки (7).
Использование данной технологииоправдано на предприятиях с производительностью более 5000 бутылок в час. Вовсех остальных случаях применяется двухстадийный процесс изготовления бутылок,когда заготовки и бутылки производятся на разных машинах и в принципе в разноевремя и в разных местах [4,5].
На рис. 2 показаны функциональнаясхема и состав оборудования для выдува бутылок из преформ.
/>
Рис.2. Функциональная схема комплектаоборудования для выдува ПЭТ-бутылок из преформ
Станция разогрева предназначена для придания материалупреформ пластичности, достаточной для формования из них бутылок. Она включает всебя системы нагрева и перемещения. Преформы при разогреве двигаются вдольТЭНов и при этом равномерно вращаются. ТЭНы, разнесенные по высоте, образуютзоны управляемого разогрева, что позволяет работать с преформами разнойгеометрической конфигурации. Температура разогрева регулируется изменениемвеличины приложенного к ТЭНам напряжения. В автоматических линиях станцияразогрева компонуется совместно с агрегатом выдува в одном корпусе. В линияхполуавтоматического оборудования станции разогрева представляют собойавтономное устройство, в котором загрузка преформ осуществляется вручную.Работник, извлекая для выдува пару прогретых преформ, на их место в освободившиесяячейки помещает новые преформы [5].
Агрегат выдува предназначеннепосредственно для формования бутылок. Он включает в себя кинематическуюсистему закрытия формы, запечатывания горла и вытягивания преформ,пневматическую систему привода, ресивер и систему воздухоподготовки. Основныеоперации рабочего цикла агрегата выдува условно показаны на рис. 3.
/>
Рис.3. Основные операции процессаизготовления ПЭТ-бутылоки рабочий цикл агрегата выдува
Агрегат выдува снабжен сменными пресс-формами дляформования бутылок разной вместимости (0,5; 1,0; 1,5;, 2,0л и т.д.) и дизайна[8]. При работе агрегата предварительно разогретая пара преформ помещается враскрытую пресс-форму. После полного смыкания ее половинок (1) опускаются узлызапечатывания горла (2) и выдвигаются штоки, растягивающие преформы до днабутылок (3). Вслед за этим в замкнутую полость преформы подается сжатый воздух,и растянутая в продольном направлении преформа раздувается в радиальномнаправлении, приобретая требуемую форму сосуда (4). Затем все механизмыагрегата возвращаются в исходное положение, а из раскрытой пресс-формыизвлекаются готовые бутылки (5). Рабочее давление в пневматической системеагрегата 0,6Мпа.Выдув бутылок осуществляется воздухом под давлением от 1,2 до4,0Мпа.
Компрессор обеспечивает агрегат выдува сжатымвоздухом. Его производительность, рабочее давление и надежность во многомопределяют эффективность работы всей линии. Компрессор поставляется вместе сресивером – накопителем воздуха. Чем больше его объем, тем меньше вероятностьпоявления перепадов давления при выдуве и тем стабильней работа оборудования.Система подготовки воздуха осуществляет его осушение и фильтрацию перед выдувомбутылок. Это необходимо для соблюдения санитарно-гигиенических требований,предъявляемых к изготавливаемой таре.
Система охлаждения, входящая в состав комплекта длявыдува пластиковых бутылок, чрезвычайно важна. Она обеспечивает в станцииразогрева преформ стабилизацию температуры горлышек, а в агрегате выдува-охлаждение пресс-формы. При плохом охлаждении в первом случае появляютсябутылки с деформированной резьбой, а во втором- готовые бутылки могут «растечься»,то есть потерять нужные очертания и размеры уже при извлечении их из формы.Чтобы этого не произошло, к системе охлаждения подводят проточную воду илиподключают специально спроектированный охладитель [5].
Полуавтоматическое оборудование имеетпроизводительность 600-1200 бутылок в час. Загрузка преформ в станциюразогрева, перенос их в пресс-форму извлечение готовой продукции происходит вручную.
3.1. Станцияразогрева ПЭТФ-преформ СП-8/2
Основными частями станцииразогрева преформ (рис. 11.) являются: механизм перемещения преформ, блокнагрева и электронная система управления.
Механизм перемещения преформобеспечивает поступательное движение заготовок вдоль нагревательных элементов содновременным их вращением вдоль продольной оси для обеспечения равномерногопрогрева. Он включает в себя цепной, замкнутый в горизонтальной плоскостиконвейер с 34 шпинделями (гнездами для установки преформ). Конвейер приводитсяв движение мотор-редуктором. На оси шпинделя закреплена шестерня, при контактезубцов которой с гребенкой обеспечивается вращение преформы.
Блок нагрева обеспечиваетрегулируемое повышение температуры воздуха вокруг преформ до величины, прикоторой материал их приобретает требуемую пластичность. Основными элементамиблока нагрева являются 16 ТЭНов, оболочки которых выполнены из кварцевогостекла. ТЭНы установлены вдоль цепного конвейера с двух сторон и разнесены повысоте, образуя восемь зон прогрева преформ. Для локализации горячего воздуха взоне движения преформ предусмотрены стальные кожухи. Температура воздуха подкожухом измеряется с помощью термопары и отображается на дисплее терморегулятора,установленного на лицевой панели приборного ящика. Чтобы резьбовые частипреформ не деформировались от нагрева, вдоль их движения проложенапрямоугольная трубка, в полости которой циркулирует охлаждающая жидкость.
Электронная системастанции разогрева обеспечивает управление как температурой в зонах разогревапреформ, так и их скоростью при движении. Конструктивно все элементыэлектронной системы смонтированы в переднем отсеке корпуса станции разогрева иприборном ящике. Все органы управления и регулирования станции разогреварасположены на лицевой панели приборного ящика.
Температура разогреварегулируется изменением величины приложенного к ТЭНам напряжения. Тиристорнаясхема позволяет менять напряжение от 0 до 220В. Регулирование скорости движенияпреформ осуществляется с помощью преобразователя частоты. При работеоборудования напряжение, подводимое к ТЭНам, задается оператором по результатамоценки качества разогрева преформ и зависит от температуры внешнего воздуха,размеров и конфигурации преформы, свойств ее материала и заданнойпроизводительности- то есть от скорости движения цепного конвейера станции.
Загрузка преформосуществляется вручную. Она начинается после достижения заданных значенийтемператур зон нагрева, о чем можно судить по показаниям на дисплеетерморегулятора (обычно через 10-15 минут после включения). На цепь механизмаперемещения преформы устанавливаются парами с одинаковыми интервалами междуними. Перед началом выдува первых — пробных бутылок оператор на ощупь долженубедиться в том, что преформы прогрелись равномерно по высоте и приобрелинеобходимую для формования пластичность. А визуальный контроль должен бытьнаправлен на недопущение перегрева преформ, выражающегося в локальном илиполном помутнении материала.
Подобрав температурныережимы работы станции, осуществляют пробный выдув, после чего операторувеличивает загрузку конвейера до обеспечения требуемой производительности. Помере извлечения для выдува пары разогретых преформ, на их места восвободившиеся ячейки помещаются новые преформы. Станция разогрева СП-8 имеетпроизводительность 1200 преформ в час, то есть может одна обслуживать дваагрегата выдува.
3.2. Технологическийрасчет станции разогрева
Станцию разогреваупрощенно можно представить в виде цепного, замкнутого в горизонтальнойплоскости конвейера, движущегося со скоростью VК и имеющего Z гнезд дляустановки преформ. На рис. 4 приведена расчетная схема механизма перемещенияпреформ.
/>
Рис.4. Расчетная схема механизмаперемещения преформы
Часовая производительность преформ Ппри непрерывном движении механизма определяется по формуле
П = 3600 • Vк / d [преформв час],
где d — расстояние междушпинделями, м; Vк – скорость перемещения цепи конвейера, м/с.
Причем скорость Vк, на практике задаваемая из опыта работы, в инженерных расчетах может бытьопределена по формуле:
Vк =Dв • nв/ 60000 [м/с]
где Dв–диаметрведущей звездочки, мм; nв –частота вращения ведущейзвездочки, об/мин.
Машина однопоточная; тогда, еслисчитать по ротору загрузки, ее часовая производительность составит:
П = 3600 • nр • Z [преформв час]
где Z –количество шпинделей нароторе; nр – частота вращения ротора загрузки, об/с.
В поточных машинах времятехнологического цикла нагрева преформ Тн выражаетсязависимостью:
Тн = L / Vср[сек]
где Vср –средняяскорость движения преформ, м/с (подбирается опытным путем для каждогоконкретного типа и веса преформы); L-путь, проходимый преформой вмашине, м;
L = 2 L1 + S [м]
где L1– длинапрямого участка конвейера, м; S = πDв– длина криволинейногоучастка, м.
Технологический циклзагрузки-выгрузки преформ Тзравен длительности поворотаротора на угол φ между позициями загрузки и выгрузки. Длительностьтехнологического цикла может быть найдена из пропорционального соотношения:
Тз = 60 • φ/ nр•360 [сек]
Длительность рабочего цикла Тропределится по формуле:
Тр = Тз + Тн[сек]
3.3. Аппаратвыдува СП-8
Агрегат выдува бутылок представляетсобой стационарную установку, все элементы которой смонтированы в одном корпусе[9,10]. Общий вид установки показан на рисунке 9, его устройство на рис. 5.Агрегат включает в себя кинематические системы закрытия формы, запечатываниягорла и вытягивания преформ, пневматическую систему привода и системувоздухоподготовки с ресивером.
/>
Рис.5. Внешний вид агрегата выдувабутылок СП-8
На станине 1 агрегата смонтированыследующие механизмы: рычажный механизм перемещения 3 и закрытия половинокпресс-форм 10, приводимый в движение цилиндром 2, подвижно закрепленным накронштейне 4; устройство 6 для растягивания преформ, состоящее из подвижногоштока 7 и механизма его перемещения (цилиндра) 5, устройство 8 длязапечатывания горлышек преформ 11, включающее в себя два прижимных цилиндра игерметизаторы 9 с резиновыми кольцами уплотнения.
/>
Рис.6. Устройство агрегата выдувабутылок СП-8
1200 станина; 2 — цилиндр; 3 — рычажный механизм перемещения и закрытия половинокпресс-форм; 4 — кронштейн; 5 — механизм перемещения штока; 6 — устройство для растягивания преформ; 7 — подвижный шток; 8 — устройстводля запечатывания горлошек преформ; 9 — герметизаторы с резиновымикольцами уплотнения; 10 — половинки пресс-форм; 11 — преформа
Рабочий цикл выдува показан на рис 3.Напомним, что установка работает следующим образом. Предварительно разогретыепреформы устанавливаются в гнезда раскрытой пресс-формы. Затем по командеоператора, подаваемой нажатием кнопок, срабатывает механизм закрытияпресс-формы, после чего- устройство запечатывания горловины и устройстворастягивания. В герметично закрытую полость растянутой преформы подается сжатыйвоздух. В результате этого пластичная масса раздувается в радиальномнаправлении, приобретая требуемую форму при соприкосновении с металломохлаждаемой пресс-формы. По завершении операции раздува все механизмы установкивозвращаются в исходное состояние. Пресс-форма раскрывается, и работникизвлекает готовые бутылки.
3.4. Правилаэксплуатации оборудования для выдува ПЭТФ-бутылок
Подготовка к работе:
Проверить правильностьвключения полуавтомата к электрической сети, наличие заземления, правильностьподключения воду и воздуха. Включить краны системы подачи воздуха и воды,проверить рабочее давление в указанных системах.
Запуск машины нагрева:
o Включить автоматпитания на панели управления
o Включить кнопкупуска движения преформ на панели управления
o Установитьтребуемую скорость движения конвейра
o Включить кнопкууправления лампами нагрева
o Установитьзначения параметров нагрева ламп с помощью потенциометров в левой части панелиуправления в соответствии с таблицей настройки
o Выдержать 5-6 миндо окончания прогрева и стабилизации температур, установить преформы наконвейер.
Запуск машины выдува:
· Включить автоматпитания на панели
· Установитьпереключение режимов системы управления (в верхнем левом верхнем углу панелиуправления) в положение «А» (режим автоматический)
· Переключательручного управления штоками (в нижнем левом углу панели управления) установитьположение «О»
· Установитьзначение временных параметров не реле времени РВ 1 и РВ 2 (суммарное времявыдува, время выхлопа, время задержки)
· После установкиразогретых преформ в матрицу нажать и удерживать кнопку «Пуск» до полногосмыкания пресс-формы. Готовые бутылки извлекаются после полного открытияпресс-формы
· В случаевозникновения аварийной ситуации – нажать кнопку «Стоп»
Остановка машины:
— Прекратитьустановку пресс-форм и дождаться выдува последней бутылки
— Отключить нагревламп термотунеля с помощью соответствующей кнопки «Стоп»
— Отключитьнапряжение питания агрегата выдува, переключателем
— Перекрыть вентелиподачи воды и сжатого воздуха
— Стравить воздухиз пневмотической машины с помощью разгрузочного крана, расположенного назадней стенке формирователя
Дать 5-10 минут остытьэлементам конструкции термотунеля, отключить движение преформ, затем отключитьпитание переключателем.
Рабочий цикл выдува:
Установка работаетследующим образом. Предварительно разогретые преформы устанавливается в гнездераскрытой пресс-формы. Затем по команде оператора, подаваемой нажатием кнопок,срабатывает механизм закрытия пресс-формы, после чего устройство запечатываниягорловины и устройство растягиания. В герметично закрытую полость растянутоыпреформы подается сжатый воздух. В результате этого пластичная массараздувается в радиальном направлении, приобретая требуемую форму присоприкосновении с металлом охлаждаемой пресс-формы. По завершении операциираздува все механизмы установки возвращаются в исходное состояние. Пресс-формараскрывается, и работник извлекает готовые бутылки.
При изготовленииПЭТФ-бутылок выдувным термоформованием возникают некоторые проблемы. Причиныбрака, дефектов и пути их устранения сведены в таблицу.
3.5. Пресс-форма
Пресс-форму для выдуваПЭТ-бутылок часто рассматривают как составную часть агрегата выдува. На самомделе этот элемент оборудования является определяющим для конечного результатаработы всего комплекса, и по значимости его следует рассматривать отдельно.
Конструкция пресс-формтипа СП-Ф, впускаемых компанией «ПРОДВИЖЕНИЕ» и чаще других используемых вполуавтоматическом оборудовании, показана на рис. 7. Она состоит из монтажныхплит, двух полуформ матрицы, внутренняя полость которой соответствует объему ипрофилю формуемой бутылки, и сменных горловых вставок. Техническиехарактеристики пресс-форм сведены в табл. 1.
/>
Рис.7. Конструкция пресс-формы СП-Ф
Конструктивныеособенности пресс-форм СП-Ф:
· Матрица выполненаиз легкого и прочного авиационного сплава. Внутренняя поверхность матрицызаполирована до зеркального блеска.
· Конфигурациявнутренней полости и фактура поверхности матрицы позволяют формовать бутылкисколь угодно сложной формы.
· Для обеспечениявозможности использования преформ, различающихся размерами суппортного кольца иконфигурацией горла, в верхней части пресс-формы предусмотрена сменная вставкас размерами, соответствующими параметрам используемой преформы.
· Для повышенияпроизводительности выдува, в донной части пресс-формы и в монтажных плитахпредусмотрены каналы жидкостного охлаждения и штуцера подключения шлангов,подводящих охлаждающую жидкость.
3.6 Фирмы-производителиоборудования
Производителиполуавтоматического оборудования для выдува ПЭТФ-бутылок налажено во многихстранах мира. В России первоначально поступило такое оборудование из Польши иКитая. Сейчас иностранные производители покинули российский рынок, уступивместо отечественным, основными из которых являются:
v ООО «ПРОДВИЖЕНИЕ», Москва
v ООО «Мастер плюс», Черкесск
v ЗАО «Даки-НИП», Нижний Новгород
v ОАО «МиССП-Совпласт», Кропоткин
v НПЦ «НИТАР», Москва
v ЗАО «Авто-Эльф», Москва
v ОАО «Ростспецмаш», Ростов-на-Дону
В таблице 2 приведенытехнические характеристики полуавтоматических машин отечественныхпроизводителей.
Ряд фирм производятвыдувные полуавтоматы специального назначения, ориентированные на выпускбутылок малых объемов (до 1л) и флаконов, или, наоборот, только крупной тары(то есть бутылей емкостью 5-8 литров)
3.7 Схема агрегатавыдува
Все механизмы агрегатавыдува приводятся в движение с помощью пневмоцилиндров. Кроме того, сжатый воздухиспользуется непосредственно для формования бутылок. Типовая схема построенияпневматической системы полуавтомата выдува приведена на рис.8. Системапредставляет собой блок воздухоподготовки, тракт выдува и блок пневматическогоуправления механизмами агрегата.
Блок воздухоподготовкивключает в себя ручной пневмораспределитель, набор фильтров и редуктор. Задача,решаемая этим блоком, заключается в очистке сжатого воздуха от твердых частиц,влаги и остатков компрессорного масла, а также в распределении потоков воздуха:высокого давления- в тракт выдува бутылок, низкого- в блок управлениямеханизмами агрегата.
/>
Рис.8. Пневматическая схема агрегатавыдува
На вход блокавоздухоподготовки подается воздух от компрессора с давлением до 30 бар. Этотвоздух проходит через каскад фильтров, состоящий из фильтра грубой очистки (10мкм) и тонкой очистки (1 мкм). Для осушки воздуха может применятьсякоалесцентный фильтр, который надежно отсеивает частицы размером от 0,01 мкм.Использование при фильтрации эффекта коалесценции (слияния) капель позволяетпрактически полностью избавиться от содержащихся в воздухе паров и влаги. [15]В некоторых моделях выдувного оборудования перед фильтрацией воздух проходитчерез встроенный ресивер небольшого объема (свыше 10 л). Ресивер, снабженный дренажным краном, решает вопросы предварительной фильтрации, работая, посути дела, в режиме отстойника. Очищенный воздух высокого давления поступает втракт выдува бутылок. Другая часть воздуха, прошедшая через редуктор, с цельюподдержания его рабочего давления на уровне настройки- от 6 до 10 бар, идет науправление механизмами агрегата
Тракт выдува включает всебя пневмораспределитель с электромагнитным управлением и систему соединителейи шлангов для подвода сжатого воздуха к соплам выдува бутылок. При давлениивыдува до 16 бар можно использовать пластиковые шланги. При работе с воздухомболее высокого давления применяют армированные шланги в металлической оплетке.
Блок управлениямеханизмами машины включает в себя пневмоцилиндр закрытия формы, пневмоцилиндрдвижения штоков растягивания, два пневмоцилиндра запечатывания горла ипневмораспределители с электромагнитным управлением для запитки этих цилиндров.Цилиндры растягивания и запечатывания могут запитываться одним распределителем(рис.18). При этом временные задержки исполнительных механизмов обеспечиваютсясоответствующей настройкой дросселей.
3.8 Расчет количествасжатого воздуха, требуемого для выдува бутылок
Для того чтобы правильновыбрать компрессор и систему пневматического питания агрегата выдува,необходимо знать расход потребляемого им воздуха. Эта величина вычисляетсяисходя из объемного расхода воздуха (м3/ч), приведенного кнормальным атмосферным условиям (нм3/ч). Расход сжатого воздуха Qобщ,м3/ч, необходимого для работы выдувной машины, определяется извыражения:
Qобщ=Q1+Q2+Q3+Q4, (1)
где Q1 — расходсжатого воздуха, требуемого для смыкания и размыкания пресс-формы; Q2-расход воздуха, необходимого для запечатывания горлышек преформ; Q3-расход сжатого воздуха для вытягивания преформ в продольном направлении; Q4-расход воздуха, необходимого непосредственно для выдува бутылок.
Дано:
Рабочее давление – 0,6 Мпа;
Давление выдува – 1,6 Мпа;
Теоретическая производительностьагрегата выдува СП-8 – 600 бутылок в час;
Емкость получаемойбутылки – 1,5 литра;
Диаметр поршня рабочейполости цилиндра – 100 мм;
Диаметр поршня прижимногоцилиндра – 50 мм;
Диаметр поршня цилиндрарастягивания – 50 мм;
Ход поршня – 500 мм.
Оценочные расчетыпотребления сжатого воздуха исполнительными цилиндрами Qц, нм3/ч,можно провести по выбранным значениям рабочего давления Рраб, Мпа,объема рабочей полости пневмоцилиндра Vц, м3, или жедиаметра его поршня Dц, м, хода поршня L, м, и числа его ходов заединицу времени N, 1/ч:
Qц=PVцN, (2)
(здесь Р=(Ратм+Рраб)Ратм — степень сжатия воздуха, Мпа, Ратм и Рраб — атмосферное и рабочее давления, соответственно, Мпа) или:
Vц=πDц2L/4,[м3], (3)
где N — число ходовпоршня за единицу времени, однозначно связанное с производительностью машины (Пт).
При использованиидвухместной пресс-формы число циклов исполнительного цилиндра равняетсяполовине производительности:
N=Пт/2 (4)
Расход сжатого воздуха Q4,нм3/ч, необходимый непосредственно для выдува бутылок, определяетсяпо формуле:
Q4=PвыдПтVбут/1000 (5)
где Vбут — емкость выдуваемой бутылки, л.
1. Расчет сжатоговоздуха, требуемого для смыкания и размыкания пресс-формы:
Q1=P*Vц1*N=7*0,003925*300=4,71(м3/ч)
Vц=π*Dц12*L/4=3,14*0,12*0,5/4=0,003925(м3)
N=Пт/2=600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм+Рраб)Ратм=(1+6)*1=7(атм)
2. Расчет расходасжатого воздуха, необходимого, для запечатывания горлышек преформ:
Q2=PVц2*N=7*0,00098*300=2,06(м3/ч)
Vц=π*Dц22*L/4=3,14*0,052*0,5/4=0,00098(м3)
N=Пт/2=600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм+Рраб)Ратм=(1+6)*1=7(атм)
3. Расчет расходасжатого воздуха, необходимого для вытягивания преформ в продольном направлении:
Q3=P*Vц3*N=7*0,00098*300=2,06 (м3/ч)
Vц=π*Dц32*L/4=3,14*0,052*0,5/4=0,00098(м3)
N=Пт/2=600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм+Рраб)Ратм=(1+6)*1=7(атм)
4. Расчет расходасжатого воздуха, необходимого непосредственно для выдува бутылок:
Q4=PвыдПтVбут/1000=16*600*1,5/1000=14,4 (м3/ч)
5. Расчет расходасжатого воздуха для работы выдувной машины:
Qобщ=Q1+Q2+Q3+Q4=4,71+2,06+2,06+14,4=23,23(м3/ч)
Итоговые значения расходасжатого воздуха Qобщ, необходимого для работы агрегатавыдува, посчитанные для бутылок разного объема при Pраб=0,6 Мпаи Рвыд=1,6 Мпа, приведены на рис.9.
/>
Рис.9. Расход воздуха, потребляемогона выдув ПЭТ-бутылок емкостью:
1 -5,0 л; 2 -3,0 л; 3 -2,0 л; 4 -1,5 л; 5 -1,0 л; 6 -0,5 л
Вычислив суммарный расходвоздуха для работы выдувной машины по приведенным выше формулам, можноподбирать компрессор.
3.9 Компрессоры для выдува и их виды
Сжатый воздух,необходимый для агрегата выдува, поступает от компрессора. По принципу действияи основным конструктивным особенностям компрессоры бывают поршневыми,винтовыми, центробежными и осевыми. Выбор типа компрессора зависит от величинырабочего давления и требуемого потребителю расхода воздуха. В настоящее времядля выдува бутылок наибольшее распространение получили поршневые и винтовыетипы компрессоров.
Поршневой компрессорвозвратно-поступательного действия сжимает воздух, поступающий в его рабочийобъем через всасывающий клапан. Через напорный клапан воздух подаетсяпотребителю. Компрессоры такого действия нашли довольно широкое применение, таккак они обеспечивают получение сжатого воздуха в большом диапазоне давления ирасхода. Для выдува ПЭТ-бутылок используют двухступенчатые компрессорыпоршневого типа.
Винтовые компрессорыимеют два встречно вращающихся вала винтовой формы. При этом винтовые профили,входящие один в другой, уменьшают рабочий объем, из которого сжимаемый воздухвытесняется в пневматическую сеть потребителя.
Основными техническимихарактеристиками компрессора являются производительность и максимальноедавление. Производительность- величина, показывающая, какой объем воздуха можетбыть сжат за единицу времени. Как правило, в технической документации указываютпроизводительность для нормальных условий (давление атмосферное- 1 атм или 1бар, температура комнатная- 200С), которую измеряют в метрахкубических в минуту или час, а также литрах в секунду. Максимальное давление,называемое еще давлением нагнетания, может быть как абсолютным, то естьотсчитываемым от нуля, так и избыточным, в виде добавки к атмосферному.Измеряют его в паскалях (Па), килопаскалях (1 кПа=1000 Па), мегапаскалях (1 Мпа=1000000Па); барах (1 бар=100 кПа), физических атмосферах (1 атм=1,0133 бар=101,33кПа), а также технических атмосферах (1 атм=1 кгс/см2=0,98066бар=98,066 кПа).
Компрессоры общегоназначения с максимальным давлением воздуха 0,6-1,0 Мпа для выдува бутылок неподходят. Давление выдува должно быть не менее 1,2-1,5 Мпа. Производительностькомпрессора прямо пропорциональна производительности выдувного оборудования ирассчитывается с учетом параметров изготавливаемых изделий.
Немаловажным показателем,характеризующим компрессор, является его привод, а именно мощностьэлектродвигателя, измеряемая в киловаттах (кВт), и частота вращения, измеряемаяв оборотах в минуту (об/мин). Для электродвигателя важны величина питающегонапряжения и его частота. Для оценочных расчетов полезно запомнить, что накаждый 1 м3/мин производительности компрессора общего назначения(давление- 7-10 бар) необходимо 7-8 кВт установленной мощности привода.
При работе компрессоравысвобождается большое количество тепла, для удаления которого требуетсясистема охлаждения. Охлаждение может быть воздушным или водяным. Для водяногоохлаждения необходим подвод оборотной воды.
Для повышенияэффективности работы компрессора зазоры между поршнем и цилиндром в поршневомкомпрессоре и между винтами- в винтовом обычно заполнены маслом. Естественно,какая-то часть масла оказывается и в сжатом воздухе. Для его отделенияиспользуют маслоотделители и фильтры. В тех случаях, когда содержание масла всжатом воздухе должно быть небольшим (менее 0,01 мг/м3), применяютлибо безмасляные (сухие) компрессоры, которые дороже обычных и имеют меньшуюнадежность, либо дорогие комплекты фильтров высокой степени очистки.
Среди отечественныхпроизводителей ПЭТ-бутылок наибольшей популярностью пользуются поршневыекомпрессоры К-22 (рис.10) и К-20, выпускаемые бежецким заводом «Автоспецоборудование».
/>
Рис.10. Поршневойкомпрессор К-22
производительность- 0,5 м3/мин;максимальное давление- 1,6 Мпа; установленная мощность- 7,5 кВт
Все поршневые компрессорыс воздушным охлаждением спроектированы для периодической работы, то есть зарабочим периодом всегда должен следовать период остановки. Только в этом случаепоршневой компрессор будет надежно работать долгое время.
Все поршневые компрессорыс воздушным охлаждением спроектированы для периодической работы, то есть зарабочим периодом всегда должен следовать период остановки. Только в этом случаепоршневой компрессор будет надежно работать долгое время.
Для эксплуатации на ответственных участках технологического процесса выдуваПЭТ-бутылок рекомендуется использовать компрессорные установки винтовогопринципа действия, все части которых рассчитаны на длительную работу безобслуживания. У этих компрессоров имеется ряд существенных эксплуатационныхпреимуществ:
— Габариты винтовогоблока значительно меньше габаритных размеров механизмов поршневого компрессора.
— Из-занесбалансированности элементов поршневого компрессора (поршень первой ступенивсегда крупнее поршня второй ступени) происходят значительные колебания низкойчастоты, поэтому поршневой компрессор требует наличия специального фундамента,в то время как винтовые компрессоры работают тихо и фундамента не требуют.
— Колебания низкойчастоты, происходящие при работе поршневого компрессора, практически непоглощаются, в то время как винтовые компрессоры издают высокочастотныеколебания, которые успешно гасятся шумопоглощающим кожухом, поставляемым встандартной комплектации. Эти факторы позволяют располагать винтовой компрессорв непосредственной близости от работающих людей. Размещая компрессор вблизиагрегата выдува, можно значительно снизить потери расхода и давления напередачу сжатого воздуха. В таком случае становится возможным использованиеменьшего рабочего давления на выходе компрессора, что ведет к уменшению потерьпри утечках, снижению износа пневмомагистралей и оборудования.
— Винтовые компрессоры неимеют трущихся частей, кроме роликовых подшипников. В поршневых же компрессорахприсутствует большое количество трущихся деталей, подверженных значительномуизносу: подшипники, вкладыши, поршневые кольца, сальниковые уплотнения,клапаны, привод лубрикатора, масляный насос. Соответственно, ресурс работы докапитального ремонта у винтовых компрессоров существенно выше (около 40000 ч).
— У винтового компрессоратемпература сжатого воздуха на выходе ниже, содержание конденсата меньше,пульсация отсутствует, следовательно, и для подготовки воздуха требуется менеесложное и дорогостоящее оборудование.
Иначе говоря, приодинаковой производительности поршневой компрессор гораздо дешевле, шумитбольше, но ремонтируется легче, а винтовой значительно дороже, но работаеттише, он надежнее и экономичнее.
Среди отечественныхпроизводителей ПЭТ-бутылок, работающих с винтовыми компрессорами, наибольшейпопулярностью пользуются компрессоры, выпускаемые немецкой фирмой «Renner».Экономичность, компактность, надежность- вот главные требования ккомпрессорному оборудованию, выдвигаемые этими пользователями. Маслозаполненнымвинтовым компрессорам серии RS свойственны простая и наглядная конструкция, атакже легкий доступ ко всем узлам при обслуживании (рис.11).
/>
Рис.22. Винтовой компрессор RS-7,5:
производительность- 0,63 м3/мин;максимальное давление- 1,6 Мпа; установленная мощность- 7,5 кВт
Обязательным элементом системыснабжения агрегата выдува сжатым воздухом является ресивер-воздухосборник,обеспечивающий наличие необходимого запаса сжатого воздуха при работе установкии сглаживание пульсаций его давления в моменты выдува. Компрессор К-22 поставляетсясовместно с ресивером емкостью 250 л. Объем ресивера желательно выбирать исходяиз условия: 1 м3 на каждые 2 м3/мин производительностикомпрессора.
Заключение
Тара из ПЭТФ широко используется вовсем мире для упаковки жидких пищевых продуктов. Неоспоримым достоинствомупаковки является относительно низкая стоимость, прозрачность, легкость ипрочность. ПЭТФ может приобретать самые сложные конфигураеции и отличаетсявысокой герметичностью. Сейчас бутылки из ПЭТФ занимают лидирующие позициисреди упаковок.
Развивающийся рынок жидких продуктови возникновение крупных производителей напитков и воды на наше рынкестимулирует потребность в оборудовании по изготовлению ПЭТФ-тары. В началеформирования рынка оборудования для выдува и розлива, основной упор делался наполуавтоматы, но можно с уверенностью сказать, что они не утратили своюактуальность и по сей день.
Площади, необходимые для размещенияоборудования относительно невелики, а затраты на него сравнительно невысоки.
Все это делает такой вид оборудованияпривлекательным для маленьки предприятий, которые заполняют наш рынок.
Литературный обзор:
1. Любешкина Е., Аксенова Т. Полиэтилентерефталат, свойства иприменение //Пакет. -2000, -№1. –С.19-28.
2. Добрынин А. ПЭТ-гранулят, производство ПЭТ-преформ//Пивное дело. -2001, -№2. –С.16-29.
3. Петляков Г. ПЭТ-преформа: 42 или 40 – что лучше? //Веко онапитках. -2002, -№6. –С.30-32.
4. Трунов В.А., Зайчик Ц.Р. Специальное оборудование дляпроизводства ПЭТ-бутылок //Пищевая промышленность.-2000,-№9.-С.2-5.
5. Трунов В.А. Новое оборудование для линий розлива пищевойпродукции // Пищевая промышленность. -2000, -№2. –С.30-32.
6. Зайчик Ц.Р., Трунов В.А. Упаковывание тихих напитков вбутылки. – М.: ДеЛи, 2000. -206 с.
7. Петляков Г.Я. Секреты качества ПЭТ-бутылки в оптимальныхрежимах разогрева преформы //Пакиндустрия.-1998,-август-С.22-23.
8. Петляков Г., Редько А. Техника и технология производстваПЭТ-тары и розлива жидкостей //Индустрия упаковки.-2000, №2.-С.22-25.
9. Угольников С., Петляков Г. Полуавтоматическое оборудованиедля выдува ПЭТ-бутылок // Тара и упаковка. -1998, -№1. –С.46-48.
10. Патент на изобретение №2129957 по заявке 98115130 от17.08.98// Петляков Г.Я.// Установка для изготовления пустотелых изделий.
11. Петляков Г. Российский рынок оборудования для выдуваПЭТ-бутылок //Веко о напитках. -2002, -№3. –С.19-24.
12. Деркач Я. Современные технологии и оборудование дляпроизводства тары и упаковки из полиэтилентерефталата // Тара и упаковка. -2003,-№3. –С.12-25.
13. Петляков Г. О реалиях и путях развития выдувногооборудования в России рассказывает производитель // Пакет. -2002, -№5. –С.22-23.
14. Патент на изобретение №2140853 по заявке 99106902 от13.04.99// Угольников С.А., Петляков Г.Я., Белов С.А.// Установка дляизготовления пустотелых изделий.
15. Погорелов Б.В., Коалесцентная осушка воздуха- обеспечениедолговечности работы пневматики //Индустрия напитков. -2004, -№2. –С.34-35.
16. Пневматика для автоматизации //Главный каталог «Festo Pnevmatic».
Приложение:
Таблица 1.
Технические характеристикипресс-формы СП-Ф8/2Характеристика Назначение выдуваемой бутылки Газированные напитки Масло _ихи напитки Косметика и детергенты Многолитровые емкости Количество выдуваемых за цикл бутылок 2 1 Межосевое расстояние, мм 130 - объем, л 0,2-3,0 До 8,0 максимальная высота, мм 350 340 Тип горла (сменные вставки) BPF-28 PCO BPF-28 набивная BPF-28 PCO
BPF-28 PCO
DIN-28/410
MTE-38
MTE-43 Охлаждение пресс-формы Жидкостное Габаритные размеры (ДхШхВ), мм, не более 170 х 300 х 450 260 х 250 х 360 Масса, кг, при объеме бутылки: 0,3 л 35 - 2,0 л 55 - 5,0 л - 75
Таблица 2
Техническиехарактеристики полуавтоматических машин различных марок для выдува ПЭТ-бутылок
Характеристика
СП-8
ПВ-700
ПВБ-700
ПВ-700
ПАВ-600 Производительность, бут/ч, по бутылкам вместимостью 1,5 л 600 700 800 700 600 Объем выдуваемых бутылок, л 0,25-2,0 0,25-2,0 0,25-2,0 0,1-2,0 0,2-2,0 Установленная мощность, кВт 15,6 20 12 11,5 15
Расход воды на охлаждение, м3/ч 0,3 0,5-0,8 0,5 0,6 0,7-1,0 Давление воздуха при выдуве, Мпа 1,6-2,5 1,6-3,0 1,5 1,5 1,6
Расход сжатого воздуха, м3/ч 29 30-48 40 24-36 30-40 станция нагрева 1220х 520х 1270 1600х 500х 700 1200 х 540х 960 1035х 630х 1240 1160х 480х 1100 агрегат выдува 1250х 520х 1610 1320х 700х 1900 1200х 500х 1640 1200х 550х 1860 1150х 490х 1460 станция нагрева 260 250 250 265 220 агрегат выдува 445 650 450 430 450 Предприятие-изготовитель «Продвижение», Москва «Даки-НИП», Нижний Новгород «Мастерплюс», Черкесск «МиССП-Совпласт», Кропоткин «НИТАР», Москва
Таблица 3
Техническиехарактеристики полуавтоматических машин различных марок для выдува ПЭТ-бутылокбольшой емкости (5,0- 8,0 л)
Характеристика
СП-8Б
ПВ-400
ПВБ-400
ПВ-300-5
ПАВ-350
КВН-1 Производительность, бут/ч, по бутылкам вместимостью 1,5 л 600 400 400 350 350 500 Объем выдуваемых бутылок, л 3,0-8,0 3,0-5,0 3,0-8,0 5,0 3,0-5,0 3,0-5,0 Установленная мощность, кВт 23 20 13 13 15 18
Расход воды на охлаждение, м3/ч 0,3 0,5-0,8 0,5 0,6 0,7-1,0 0,8 Давление воздуха при выдуве, Мпа 1,6-2,5 1,6-3,0 1,6 1,5 1,6 1,0
Расход сжатого воздуха, м3/ч 66 30-48 42 24-36 30-50 72 Габаритные размеры, мм: станция нагрева 1220х 520х 1270 1600х 500х 700 1200 х 540х 960 1035х 630х 1240 1160х 490х 1100 1550х 1400х 680 агрегат выдува 1700х 730х 1600 1320х 700х 1900 1440х 500х 1640 1350х 550х 1910 1150х 490х 1460 1660х 1300х 820 Масса, кг: станция нагрева 260 Н/д Н/д 265 220 250 агрегат выдува 710 1000 850 430 450 400 Предприятие-изготовитель «Продвижение», Москва «Даки-НИП», Нижний Новгород «Мастерплюс», Черкесск «МиССП-Совпласт», Кропоткин «НИТАР», Москва «Авто-Эльф», Москва
Таблица 4
Возможные неисправности иих устранение.Проблема причина Действия по устранению Разрыв бутылок при выдуве Низкое качество преформ Сменить преформы Неравномерное распределение массы материала Отрегулировать мощность нагрева Неполное смыкание пресс-формы Отрегулировать смыкание пресс-формы и угол прогиба кривошипа Слабая прочность на вертикальные нагрузки Неравномерное распределение массы материала Отрегулировать мощность зон нагрева Низкое качество преформ Сменить преформы Вес преформы не соответствует литражу бутылки Сменить преформы Мутность на всей бутылке Слишком высокая температура преформ Снизить температуру нагрева Мутность односторонняя Преформа не вращается в тунеле Найти и исправить установочную головку Избыток материала на дне Слишком высокая температура преформ Снизить мощность верхней зоны нагрева Неоптимальный режим выдува Повысить давление предвыдува Сделать предвыдув более ранним Смятые шейки бутылки Слишком высокая температура резьбовой части преформы Проверить систему охлаждения печи и воды Отрегулировать положение радиаторов охлаждения и отражателей Изгиб шейки бутылки Нет совмещения оси выдувной головки пресс-формы Совместить ось пресс-формы и выдувной головки Вспучивание дна бутылки после выдува Недостаточное охлаждение матрицы Проверить систему охлаждения, при наличии накипи, прочистить канклы Дефекты бутылки, трудно устраняемые изменением режимоввыдува Низкое давление сжатого воздуха Проверить давление и расход компрессорной станции, состояние трубопровода Загрязнение пресс-форм Проверить и прочистить каналы деаэрации Утечка сжатого воздуха Отрегулировать положение выдувных головок Низкое качество преформ Сменить преформу Перламутровая бутылка Слишком низкая температура преформ Повысить мощность зон нагрева Уменьшить скорость движения транспортера Наличие шва на боковой поверхности бутылки Негерметичное закрытии пресс-форм Отрегулировать смыкание пресс-форм и угол прогиба кривошипа Смещение полу матриц пресс-форм Отрегулировать взаимное положение полу матриц, затяжку крепежных болтов Конденсация внутри бутылки Слишком низкая температура преформ Выдержать преформы до температуры помещения, в котором установлен аппарат Слишком высокое содержание влаги в сжатом воздухе Установить компрессор в сухом помещении. Включать систему воздухоподготовки, осушитель и магистральный фильтр Дефекты поверхности бутылки Повреждение пресс-форм Сменить или отремонтировать пресс-форму Загрязнение пресс-формы Очистить пресс-форму Дефекты пресс-формы Сменить преформу Формат Зона Поз. Обозначение Наименование Кол. Примеч. 1 Станина 1 2 Цилиндр 1 3 Рычажный механизм 1 перемещения и закрытия половинок пресс-форм 4 Кронштейн 1 5 Механизм перемещения 1 штоков 6 Устройство для 1 растягивания пресс-форм 7 Подвижный шток 1 8 Устройство для 1 запечатывания горлышек пресс-форм 9 Герметизаторы с 1 резиновыми кольцами уплотнения 10 Половинки пресс-форм 11 Пресс-форма Изм Лист № докум Подп Дата Разраб. Егорова Е.Н. схеме агрегата выдува СП-8 Лит Лист Провер. Ананьев В.В. 1 Утв. Формат Зона Поз. Обозначение Наименование Кол. Примеч. 1 Пресс-форма 1 2 Преформа 1 3 Шток 1 Изм Лист № докум Подп Дата Разраб. Егорова Е.Н. схема агрегата выдува ПЭТФ бутылок Лит Лист Провер. Ананьев В.В. 1 Утв.