文献综述
随着人们对生活质量的要求不断提高和环保意识的不断增强,聚酯(PET)双向拉伸吹塑瓶以其无毒、安全及材料可循环回收利用的特性日益得到重视,且PET瓶的容积小到50mL,大到30L,因此被广泛应用于饮料、食品、医药、农药、食用油、化妆品等产品的包装,我们日常生活中所使用的矿泉水瓶和碳酸饮料瓶均为PET瓶。
PET胚料吹瓶机系统设计应考虑到四个方面:壁厚控制系统,加热功率控制系统,回收系统、节能措施以及电气控制系统。
- 壁厚控制系统
壁厚控制系统是对模芯缝隙的开合度进行控制的系统,即位置伺服系统。在中空容器的生产过程中为了保证制品的质量,要求被控量能够准确地跟踪设置值,同时还要求响应过程尽可能快速。以简单的10点壁厚控制器为例,在连续挤出的模式下,从模头挤出一个型坯最短时间约5s,在5s的时间内要实现一条有限长度的函数曲线,需要将其分成10个段落,在时间轴上,每个段落只有大约0.5s的时间,按照跟踪理论,壁厚控制器的单位脉冲过渡时间应为段落时间的1/5 ~ 1门0, 即0.O5 ~ 0.1 s,这就要求系统响应非常迅速。而在响应如此迅速的同时,还要保证被控的位置量能够准确跟踪设置值,否则,壁厚控制将失去意义。要达到上述两种要求的控制效果,对于重载荷系统来说,正是壁厚控制系统设计的难点。另外, 由于在型坯轮廓曲线上取10个点来描绘曲线,点与点之间还须进行插值处理,尽量使轮廓曲线光滑。
壁厚控制系统采用闭环反馈设计,其组成部分包括壁厚控制器、电液伺服阀、动作执行机构和作为信号反馈装置的电子尺。用户在壁厚控制器的面板上设定型坯壁厚轴向变化曲线, 控制器根据曲线输出大小变化的电压或者电流信号至电液伺服阀,由电液伺服阀驱动执行机构控制模芯的上下移动,从而造成模芯缝隙的变'ft。电子尺通过测量缝隙的大小得出相应的电压信号反馈给壁厚控制器。这就构成了闭环的壁厚控制系统。
- 加热功率控制系统
目前PET吹瓶机的加热控制方式主要是交流调压和交流调功来实现输出加热功率。交流调压在每半个周波对晶闸管开通相位进行控制,实现输出电压有效值的调节。交流调功以交流电的周期为基本单位,通过对晶闸管的控制来改变晶闸管通断周期数的比,可方便调节输出功率的平均值。人们用模糊PID控制、内模控制、随机自适应预测控制、变系数PID调节等技术对PET吹瓶机温度控制进行了理论研究、仿真与应用。
根据pet吹瓶机加热系统的要求,确定加热系统结构如图1所示。上位机通过profibus总线与14台调功器通信,每台调功器由10路红外灯管组成加热器,上位机控制各调功器中灯管的输出加热功率。上位机可以设定调功器的输出功率值、控制方式、总线开关、传感器等参数,同时监控调功器的输出功率、母线电流电压、过流过压、灯管异常、超温报警等信息。
- 高压回收系统
空气压缩机是PET吹瓶能耗最高环节,通常高压空气压缩机生成的高压气在完成高压定型后被直接排放,如果将这个资源进行有效的回收,并利用到低压系统,可以达到节能减排目的。由于近年石油价格的大幅飙升,PET原料的成本也日渐高涨,如何在制造环节降低加工成本也日益成为吹瓶工厂和设备厂家关注的环节。P E T 瓶的吹瓶时,能耗最大的辅助设备就是空压机,特别是使用热灌装工艺吹瓶时,压缩空气的消耗更是成倍的增加。使用传统的吹瓶设备吹瓶,由空压机从大气中吸气,通过多级增压,产生压力高达40bar的高压空气,用于吹瓶后直接排放到大气中,压缩空气的利用率极低。如果将这部分排放的压缩空气加以回收,利用,经济效益将十分可观。
ARS系统的回收原理
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