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粉料自動配料輸送稱量系統在涂料行業的應用

來源: 時間:2017/6/23 13:34:06 瀏覽數:2989次
     國內涂料生產中,要用到大量的粉料,約占其原料的30%~40%,且品種多樣。這么多的粉料在生產過程中進行人工投料勞動強度大,會產生大量的粉塵,飛揚的粉塵對工人的身體健康危害極大,且污染其他正在生產和包裝的產品,直接影響到產品質量,也造成環境污染。
    一方面隨著經濟的發展,全民綜合素質的提高,工人的健康意識逐步提升,工人在工作選擇上,更傾向于選擇低勞動強度和健
環保類的工種,對于部分高勞動強度的生產制造型企業來說,逐漸面臨著用工難問題。
     另一方面,隨著國家“十二五”規劃的實施,對于涂料生產企業提出了更高的節能環保要求,同時,將全密閉式一體化涂料制造
工藝作為“十二五”環保規劃目標。逐步使用自動化生產替代人工操作,已成為涂料行業發展的一個新的趨勢。
 
一、 稱量配料輸送系統
 
     為確保產品質量,降低勞動強度,改善現場工作環境,提升公司形象,各涂料生產企業都在盡力改善生產車間的條件,想盡辦法從源頭上解決生產環境粉塵污染嚴重、工人勞動強度大等問題。
    隨著
管道氣力輸送技術的發展,徹底解決了粉料貯存、投料粉塵飛揚及產品污染等問題,并且廣泛應用于橡膠輪胎、油墨、化工、電力、食品、醫藥等行業,但是在涂料行業卻鮮有應用。 
 
1.1、系統原理
 
     氣力輸送裝置分為吸送式和壓送式兩種。

     吸送式采用羅茨風機或真空泵作為氣源設備,氣源設備裝在系統的末端,當風機運轉后,整個系統形成負壓,有
管道內外存在的壓力差空氣被吸入輸送管,與此同時物料和一部分空氣便同時被吸入,并被輸送到分離器。在分離器中,物料與空氣分離。
     壓送式是采用羅茨風機或空氣壓縮機為氣源設備,并將氣源設備布置在系統的前端,
更適合于從一處向數處的分散輸送,以及長距離、大容量的輸送。如圖1。
 
圖片
 

1.2、系統特點 
 
(1)、輸送效率較高,輸送管道能靈活地布置,從而使工廠設備工藝配置合理;
(2)、實現散料輸送,效率高,降低包裝和裝卸運輸費用;
(3)、系統密閉,粉塵飛揚逸出少,環境衛生條件好;
(4)、運動零部件少,維修保養方便,易于實現自動化;
(5)、能夠避免物料受潮、污損或混入其他雜物,可以保證輸送物料的質量;
(6)、可以進行由數點集中送往一處、或由一處分散送往數點的遠距離操作;
(7)、對于化學性能不穩定的物料,可以采用惰性氣力輸送。
 
    用于工廠車間內部輸送時,可以將輸送過程和生產工藝相結合,這樣有助于簡化工藝過程和設備。
    另外,自動配料系統能夠降低工人勞動強度,減少工人誤操作,配料精度高,產品均一性高,產品質量較容易控
制。
 
1.3、系統配置
 
     根據某工廠年產8萬t的生產能力以及5臺3~10 m3不等的分散缸的設備配置條件,經過對生產能力和生產周期、多個分散缸供粉需求的時序排布、以及整個系統運行能耗的計算,決定采用以空氣壓縮機為動力源的正壓、密相的氣力輸送模式,實現一套稱量裝置供給5臺分散缸的粉料稱量、輸送。
    設計系統的整體配置如圖2所示。

圖片

 
1.3.1、工藝流程介紹
 
     通過人工解包方式將小包裝、噸袋包裝的原料在解包站1進行解包,雙壓送罐2交替壓送將原料送入到100m3的大儲倉4中貯存。也可以通過原料槽車3直接對接到輸送管路5上,將原料壓送到大儲倉中。
    大儲倉中的物料,按照系統中設定的
工藝配方的要求自動進行稱量,3臺大儲倉對應1臺壓送秤6,2臺壓送秤交替稱量和輸送。稱量好的物料輸送到緩沖罐7中,并在緩沖罐中進行單批次物料總重量的校核。
    緩沖罐中的物料按照系統設定的速度勻速送入到分散缸8中。系統的二級輸送管路上單獨配置了1臺解包站9、壓送罐10,可實現大儲倉內原料種類以外的其他原料的輸送,有一定的靈活性。
    系統在解包投料位置和氣力輸送末端均設有高效除塵過濾裝置11,避免
粉塵泄漏污染環境。
 

1.3.2、系統參數
 
     5臺分散缸的生產周期均按照2 h/批次,用粉量按照65%計算,則系統設計能力:一級氣力輸送能力20 t/h;二級稱量、輸送能力12 t/h。按照該涂料生產工藝需求,系統靜態稱量精度小于0.5%,分散缸投料誤差小于1%。
 

1.3.3、技術難點
 
     通過對涂料行業目前生產狀況進行調查,及對生產原料的物性分析,發現制約自動配料系統在涂料行業推廣的瓶頸之一,是黏性粉料的處理。
    因為鈦白粉粒徑小,黏附性強,在輸送過程中極有可能造成
管道的堵塞,鈦白粉輸送一直是國內外急需解決的一大難題。
    針對在涂料行業黏性粉料處理的難題,結合多年在粉料配料輸送方面的經驗和專利技術,對該套系統的關鍵設備進行特殊處理,氣力輸送管道分段安裝壓力傳感器,通過實時監控管道輸送壓力開啟輔管閥補氣,既避免管路堵塞又能最大限度地降低能耗,并且可以做到系統隨停隨啟,降低設備維護量。
    經過設備在
生產中的實際使用,驗證了這些技術的應用,可以解決鈦白粉等黏性物料在自動配料系統中對輸送管道的黏附、堵管問題,以及對于容器的黏附和起拱問題。
 
二、稱量配料輸送系統的實際使用效果
 
2.1、系統使用前后現場管理及操作情況對比(見表1)

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2.2 生產能力分析
 
    通過現場實測數據分析(見圖3),一級氣力輸送能力可達到28 t/h,二級稱量、氣力輸送能力可達到14t/h,超過了設計能力,完全能夠滿足目前生產需要。

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2.3、部分投資效益分析
 
2.3.1、節能
    按年產8萬t生產能力計算,系統使用后每臺生產時間可節約30%~50%(含配料、投料時間),耗電量相對應節約20%~30%,提高了生產效率。
 
2.3.2、環保
    系統使用前,粉料投料基本上都是開放式投料,粉料四處飛揚,對于車間環境、工人身體健康都有很大的影響;開放式投料每批原材料至少要浪費1~2kg。投料完成后工人需要清理現場,不管是人力成本還是生產效率都會受到影響。
   系統使用后,以年產8萬t生產能力計算,可節約原料浪費至少3 t/a,整個生產過程從解包投料到原料進入分散缸都是密閉的環境,避免了
粉塵飛揚,對于改善工人勞動環境,減少職業病的發生起到了重要作用。
 
2.3.3、倉庫利用率
    年產3萬t左右的涂料生產企業,粉料原材料約占地1 095.5 m2/月,使用大儲倉貯存物料,可節約倉庫占地面積,提高原材料總體周轉率,提高倉庫的使用率。
 
2.3.4、人力成本
   系統使用前,以年產8萬t涂料生產企業為例,一般需要4人以上來完成投粉工作,投料時間長,勞動強度大。
   系統使用后,只需安排1人專門負責原材料的解包及中控室的操作。部分粉料可利用槽車直接輸送到大儲倉內,節約了人工裝卸、倉庫到車間的運輸和管理成本。相比系統使用前,至少可節約2~3人。
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