螺旋泵和回轉(zhuǎn)式柱塞泵越來越多地用于擠出機(jī)排氣。此類干式運(yùn)轉(zhuǎn)、無接觸 真空泵使操作費(fèi)用大為降低。
過去，擠出機(jī)排氣采用水環(huán)真空泵，或是油封、旋轉(zhuǎn)滑閥真空泵，但水環(huán)真空泵應(yīng)用更 普遍。近些年來，干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵越來越多地用于擠出機(jī)排氣。由于種種原因，有些廠家不 愿意使用工質(zhì)，干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵正好符合他們的要求。工質(zhì)節(jié)省下來了，就使得操作費(fèi)用顯 著降低。
真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
常規(guī)的真空系統(tǒng)是建立在周期性設(shè)計(jì)原理之上的。真空泵的吸入側(cè)裝有分離器、截流 閥，壓出側(cè)裝有工質(zhì)分離器。對于水環(huán)真空泵而言，一個(gè)簡單的容積分離器就可分離夾帶熔 體和其它微粒，就可保護(hù)管系和真空泵不受損害。而旋轉(zhuǎn)滑閥真空泵情況就不同，為了分離 冷凝物及其它微粒，真空泵前面可能要設(shè)計(jì)多級分離器。任何分離器都會(huì)積垢、堵塞，都需 要定期清理。分離越復(fù)雜，清理費(fèi)用越高。
從用戶的角度來看，水環(huán)真空系統(tǒng)較好，因?yàn)樗O(shè)計(jì)簡單。干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵系統(tǒng)原則上 和水環(huán)真空泵系統(tǒng)差不多，有所不同的是吸入側(cè)分離器是專用于微粒分離的。此種真空系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，過濾器芯子可更換，這就使維護(hù)保養(yǎng)工作量降到最低限度。在壓出側(cè)，在大體 積消聲器
真空泵技術(shù)
市場上有多種干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵可供選用。由于其維護(hù)費(fèi)用低，所以無接觸式真空泵受用 戶歡迎。通過變頻調(diào)速，此類泵在速度控制上有技術(shù)優(yōu)勢。早先已采用的真空泵可通過間接 控制的方式與工藝配套。
間接控制包括在有吸入橫截面上扼流，通過風(fēng)口進(jìn)二次風(fēng)，或是旁路二次風(fēng)控制。通常 ，間接控制是由操作工來實(shí)施的，而且還要與具體工藝配套，此種調(diào)控方式難度大，此外操 作工還必須密切注視吸入壓力狀況。
而干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵調(diào)控簡單，只要通過變頻器簡單調(diào)控，就可調(diào)控到所要求的吸入壓力 上。給定方案的值可以儲(chǔ)存在擠出機(jī)控制系統(tǒng)中。
如果改變方案，則所要求的吸入壓力自動(dòng)保留，不受干擾，如不受原材料中殘余水含量 的影響。通過真空泵的速度控制就可自動(dòng)調(diào)節(jié)到所要求的壓力上。補(bǔ)充惰性氣體不會(huì)影響吸 入側(cè)分離器的功能。此外，真空系統(tǒng)的能耗與具體吸入壓力直接關(guān)聯(lián)。
操作經(jīng)驗(yàn)表明，真空泵的工作溫度過高會(huì)產(chǎn)生不利影響。干式運(yùn)轉(zhuǎn)、無接觸真空泵的工 藝排氣溫度可能會(huì)高達(dá)200℃以上。從工藝過程中排出的氣體有空氣、水汽和煙類。由于工 藝條件和擠出機(jī)真空度的緣故，煙類可揮發(fā)或被其它揮發(fā)成份所夾帶。通常，排出煙類是單 體、齊分子量聚合物或塑料助劑，在真空泵高溫下它們可能會(huì)結(jié)晶或降解。無論是結(jié)晶或是 降解，它們都會(huì)沉積在轉(zhuǎn)子上，會(huì)堵塞真空泵。此外，工藝過程后面的殘留冷凝液，通過環(huán) 境溫度進(jìn)一步冷卻，它們會(huì)粘附在真空泵上，造成真空泵重新啟動(dòng)困難。
綜上所述，對真空泵的要求應(yīng)是性能可靠，工作溫度低，結(jié)構(gòu)簡單，操作費(fèi)用低，效率 高，易于清理，重新啟動(dòng)便利。
螺旋真空泵
德國Busch公司進(jìn)一步開發(fā)了用于化學(xué)工業(yè)的Cobra螺旋真空泵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，兩根緊密嚙合的螺桿在筒體內(nèi)反向旋轉(zhuǎn)。早期第一代螺旋真空泵的螺距恒定、無變化，它是通過螺桿端面控制縫隙來進(jìn)行壓縮的。此種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是尾部螺棱壓縮溫度高，根據(jù)吸入速度的不同，尾部螺棱的壓縮溫度可能會(huì)高于250℃。鑒于化工和醫(yī)藥工業(yè)的防爆要求，歐洲相對應(yīng)的機(jī)加工行業(yè)也有限制性法規(guī)規(guī)定。為此，Busch公司新近開發(fā)出了氣體溫度低的新型螺桿。新螺桿的方案之一是，沿壓縮路徑，逐步減小螺距，以此方式通過螺桿壓縮氣體。此外，在壓縮區(qū)內(nèi)，通過油冷系統(tǒng)使轉(zhuǎn)子進(jìn)行充分的內(nèi)部冷卻。以此方式，氣體溫度可降至150℃以下。該系統(tǒng)技術(shù)上較復(fù)雜，此種真空泵的購置價(jià)格相當(dāng)高（圖2）
螺旋真空泵主要用于要求低吸入壓力的工藝條件。與羅茨增壓泵結(jié)合后，螺旋真空泵可 實(shí)現(xiàn)水汽工藝條件下的高真空度（<10mbar）、高吸入量。螺旋真空泵可用溶解性好的液態(tài)介質(zhì)徹底清洗，然后用惰性氣體干燥。
回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵
另一大類干式運(yùn)轉(zhuǎn)、無接觸真空泵是回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵。
Busch公司的Mink回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵是內(nèi)部壓縮、羅茨真空泵的變形體。其構(gòu)造特點(diǎn)是，在筒體內(nèi)兩個(gè)活塞反向往復(fù)，柱塞上有一個(gè)或多個(gè)齒，齒伸至筒體內(nèi)壁。這樣，一個(gè)柱塞上的單個(gè)齒之間形成恒定的容積移動(dòng)，而柱塞之間形成可變的容積移動(dòng)。從入口到入口，往復(fù)塞之間的移動(dòng)容積增大，增大的容積又被下一個(gè)齒封閉。而后，該容積又被壓縮至反向往復(fù)活塞的齒間出口并排出。
Mink回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵多用于印刷工業(yè)，以制造無油、無塵的真空和鼓風(fēng)。此種泵也用 于各種塑料混配，復(fù)合生產(chǎn)的塑料薄膜生產(chǎn)，結(jié)果表明，此種泵非常適用于擠出機(jī)排氣，預(yù) 分離器也很合適。與螺旋真空泵比較，回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵的終壓要高些（一級<100mbar，二 級<20mbar）。兩級技術(shù)方案的壓縮溫度，在多數(shù)應(yīng)用情況下被認(rèn)為是正常的（圖3 ）。
應(yīng)注意的是，在回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵的情況下，被抽出的氣體越是擴(kuò)散（如在循環(huán)中）， 真空泵堵塞的可能性越大。由于是內(nèi)部壓縮，所以液體輸送的可能性受到限制。但是，液體 的相容性還是高于可冷凝的蒸汽組份（從工藝角度預(yù)計(jì)的）�？捎脤Ｓ迷O(shè)備清洗真空泵，這 樣，重新啟動(dòng)、開始生產(chǎn)就方便、可靠。
展望
用于擠出機(jī)排氣的真空系統(tǒng)，最好應(yīng)包括有簡單可靠的擠出機(jī)分離器。
此種擠出機(jī)上的分離器可先將未充分混合。未充分熔融的組份分離出擠出機(jī)，從而確保 至真空泵的吸入管線不堵塞。真空泵可將其它組份的氣體壓縮。排入大氣。在壓出側(cè)，有效 的分離器可分離可冷凝的氣體組份，并將其直接排入一個(gè)容器，然后運(yùn)走排放掉。如果工質(zhì) 不被污染，那么水環(huán)式真空泵的維護(hù)、保養(yǎng)工作也很少，也較理想。總之，使用工質(zhì)增加了 工藝廢料量及排放量。
干式運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵在很多應(yīng)用情況下是理想的。來自于熔體的氣體和冷凝物被壓縮，在壓 出側(cè)被分離掉。目前，還沒有一個(gè)萬能的、十全十美的技術(shù)方案，但預(yù)計(jì)不久的將來會(huì)達(dá)到 這一目標(biāo)。目前，干式運(yùn)轉(zhuǎn)、無接觸真空泵的實(shí)際應(yīng)用是沿著正確方向的一個(gè)技術(shù)進(jìn)步，也 是保護(hù)資源的重大進(jìn)步。
結(jié)語
螺旋真空泵和回轉(zhuǎn)式柱塞真空泵用于擠出機(jī)排氣已有些年了。此類無介質(zhì)、無接觸、效 果好的真空泵可取代已普遍采用的水環(huán)式真空泵、旋轉(zhuǎn)滑閥真空泵。通過省去工質(zhì)，可使全 套生產(chǎn)裝置的操作費(fèi)用降低。省去工質(zhì)，同時(shí)也要求工藝有所變動(dòng)。無工質(zhì)真空泵的轉(zhuǎn)速可 通過變頻器控制鏈調(diào)控，這就使得擠出機(jī)的吸入壓力保持恒定，生產(chǎn)條件可以穩(wěn)定。此類真 空泵在生產(chǎn)過程中無需維護(hù)，但生產(chǎn)結(jié)束后真空泵須自動(dòng)、徹底清洗（經(jīng)自動(dòng)清洗過程）。
此類真空泵將取代已經(jīng)采用的其它真空泵。
作者：中國塑料機(jī)械網(wǎng) 來源：中國塑料機(jī)械網(wǎng)信息中心
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