Изготовление ПЭТФ-бутылок (стр. 3 из 6)
Использование данной технологии оправдано на предприятиях с производительностью более 5000 бутылок в час. Во всех остальных случаях применяется двухстадийный процесс изготовления бутылок, когда заготовки и бутылки производятся на разных машинах и в принципе в разное время и в разных местах [4,5].
На рис. 2 показаны функциональная схема и состав оборудования для выдува бутылок из преформ.
Рис.2. Функциональная схема комплекта оборудования для выдува ПЭТ-бутылок из преформ
Станция разогрева предназначена для придания материалу преформ пластичности, достаточной для формования из них бутылок. Она включает в себя системы нагрева и перемещения. Преформы при разогреве двигаются вдоль ТЭНов и при этом равномерно вращаются. ТЭНы, разнесенные по высоте, образуют зоны управляемого разогрева, что позволяет работать с преформами разной геометрической конфигурации. Температура разогрева регулируется изменением величины приложенного к ТЭНам напряжения. В автоматических линиях станция разогрева компонуется совместно с агрегатом выдува в одном корпусе. В линиях полуавтоматического оборудования станции разогрева представляют собой автономное устройство, в котором загрузка преформ осуществляется вручную. Работник, извлекая для выдува пару прогретых преформ, на их место в освободившиеся ячейки помещает новые преформы [5].
Агрегат выдува предназначен непосредственно для формования бутылок. Он включает в себя кинематическую систему закрытия формы, запечатывания горла и вытягивания преформ, пневматическую систему привода, ресивер и систему воздухоподготовки. Основные операции рабочего цикла агрегата выдува условно показаны на рис. 3.
Рис.3. Основные операции процесса изготовления ПЭТ-бутылок и рабочий цикл агрегата выдува
Агрегат выдува снабжен сменными пресс-формами для формования 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 в раскрытую пресс-форму. После полного смыкания ее половинок (1) опускаются узлы запечатывания горла (2) и выдвигаются штоки, растягивающие преформы до дна бутылок (3). Вслед за этим в замкнутую полость преформы подается сжатый воздух, и растянутая в продольном направлении преформа раздувается в радиальном направлении, приобретая требуемую форму сосуда (4). Затем все механизмы агрегата возвращаются в исходное положение, а из раскрытой пресс-формы извлекаются готовые бутылки (5). Рабочее давление в пневматической системе агрегата 0,6Мпа.Выдув бутылок осуществляется воздухом под давлением от 1,2 до 4,0Мпа.
Компрессор обеспечивает агрегат выдува сжатым воздухом. Его производительность, рабочее давление и надежность во многом определяют эффективность работы всей линии. Компрессор поставляется вместе с ресивером – накопителем воздуха. Чем больше его объем, тем меньше вероятность появления перепадов давления при выдуве и тем стабильней работа оборудования. Система подготовки воздуха осуществляет его осушение и фильтрацию перед выдувом бутылок. Это необходимо для соблюдения санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к изготавливаемой таре.
Система охлаждения, входящая в состав комплекта для выдува пластиковых бутылок, чрезвычайно важна. Она обеспечивает в станции разогрева преформ стабилизацию температуры горлышек, а в агрегате выдува- охлаждение пресс-формы. При плохом охлаждении в первом случае появляются бутылки 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 или подключают специально спроектированный охладитель [5].
Полуавтоматическое оборудование имеет производительность 600-1200 бутылок в час. Загрузка преформ в станцию разогрева, перенос их в пресс-форму извлечение готовой продукции происходит в ручную.
3.1. Станция разогрева ПЭТФ-преформ СП-8/2
Основными частями станции разогрева преформ (рис. 11.) являются: механизм перемещения преформ, блок нагрева и электронная система управления.
Механизм перемещения преформ обеспечивает поступательное движение заготовок вдоль нагревательных элементов с одновременным их вращением вдоль продольной оси для обеспечения равномерного прогрева. Он включает в себя цепной, замкнутый в горизонтальной плоскости конвейер с 34 шпинделями (гнездами для установки преформ). Конвейер приводится в движение мотор-редуктором. На оси шпинделя закреплена шестерня, при контакте зубцов которой с гребенкой обеспечивается вращение преформы.
Блок нагрева обеспечивает регулируемое повышение температуры воздуха вокруг преформ до величины, при которой материал их приобретает требуемую пластичность. Основными элементами блока нагрева являются 16 ТЭНов, оболочки которых выполнены из кварцевого стекла. ТЭНы установлены вдоль цепного конвейера с двух сторон и разнесены по высоте, образуя восемь зон прогрева преформ. Для локализации горячего воздуха в зоне движения преформ предусмотрены стальные кожухи. Температура воздуха под кожухом измеряется с помощью термопары и отображается на дисплее терморегулятора, установленного на лицевой панели приборного ящика. Чтобы резьбовые части преформ не деформировались от нагрева, вдоль их движения проложена прямоугольная трубка, в полости которой циркулирует охлаждающая жидкость.
Электронная система станции разогрева обеспечивает управление как температурой в зонах разогрева преформ, так и их скоростью при движении. Конструктивно все элементы электронной системы смонтированы в переднем отсеке корпуса станции разогрева и приборном ящике. Все органы управления и регулирования станции разогрева расположены на лицевой панели приборного ящика.
Температура разогрева регулируется изменением величины приложенного к ТЭНам напряжения. Тиристорная схема позволяет менять напряжение от 0 до 220В. Регулирование скорости движения преформ осуществляется с помощью преобразователя частоты. При работе оборудования напряжение, подводимое к ТЭНам, задается оператором по результатам оценки качества разогрева преформ и зависит от температуры внешнего воздуха, размеров и конфигурации преформы, свойств ее материала и заданной производительности- то есть от скорости движения цепного конвейера станции.
Загрузка преформ осуществляется вручную. Она начинается после достижения заданных значений температур зон нагрева, о чем можно судить по показаниям на дисплее терморегулятора (обычно через 10-15 минут после включения). На цепь механизма перемещения преформы устанавливаются парами с одинаковыми интервалами между ними. Перед началом выдува первых - пробных бутылок оператор на ощупь должен убедиться в том, что преформы прогрелись равномерно по высоте и приобрели необходимую для формования пластичность. А визуальный контроль должен быть направлен на недопущение перегрева преформ, выражающегося в локальном или полном помутнении материала.
Подобрав температурные режимы работы станции, осуществляют пробный выдув, после чего оператор увеличивает загрузку конвейера до обеспечения требуемой производительности. По мере извлечения для выдува пары разогретых преформ, на их места в освободившиеся ячейки помещаются новые преформы. Станция разогрева СП-8 имеет производительность 1200 преформ в час, то есть может одна обслуживать два агрегата выдува.
3.2. Технологический расчет станции разогрева
Станцию разогрева упрощенно можно представить в виде цепного, замкнутого в горизонтальной плоскости конвейера, движущегося со скоростью VК и имеющего Z гнезд для установки преформ. На рис. 4 приведена расчетная схема механизма перемещения преформ.
Рис.4. Расчетная схема механизма перемещения преформы
Часовая производительность преформ П при непрерывном движении механизма определяется по формуле
П = 3600 • Vк / d [преформ в час],
где d- расстояние между шпинделями, м; Vк – скорость перемещения цепи конвейера, м/с.
Причем скорость Vк , на практике задаваемая из опыта работы, в инженерных расчетах может быть определена по формуле:
Vк =Dв • nв / 60000 [м/с]
где Dв–диаметр ведущей звездочки, мм; nв –частота вращения ведущей звездочки, об/мин.
Машина однопоточная; тогда, если считать по ротору загрузки, ее часовая производительность составит:
П = 3600 • nр • Z [преформ в час]
где Z –количество шпинделей на роторе; nр – частота вращения ротора загрузки, об/с.
В поточных машинах время технологического цикла нагрева преформ Тн выражается зависимостью:
Тн = L / Vср [сек]
где Vср –средняя скорость движения преформ, м/с (подбирается опытным путем для каждого конкретного типа и веса преформы); L-путь, проходимый преформой в машине, м;
L = 2 L1 + S [м]
где L1– длина прямого участка конвейера, м; S = πDв– длина криволинейного участка, м.
Технологический цикл загрузки-выгрузки преформ Тзравен длительности поворота ротора на угол φ между позициями загрузки и выгрузки. Длительность технологического цикла может быть найдена из пропорционального соотношения: