- •Муканов Михаил Андреевич проект цеха по производству полиэтиленовых пленок методом экструзии с последующими вытяжкой и раздувом рукава
- •Оглавление
- •Рассмотреть физико-химические процессы, происходящие в ходе экструзии;
- •Загрузка сырья
- •Зона питания
- •Зона плавления.
- •Зона дозирования
- •Течение расплава через формующую оснастку
- •Раздув, вытяжка и охлаждение заготовки-рукава
- •1.2 Конструктивные особенности используемого для экструзии полиэтиленовой пленки оборудования
- •1.3 Особенности перерабатываемого материала.
- •Рис 1.4 – Зависимость вязкости пэвд от скорости сдвига
- •1.4. Обзор методов получения пленки
- •Возможность получения пленок, имеющих «сбалансированные» показатели механических свойств в продольном и поперечном направлениях;
- •1.5Влияние параметров переработки на свойства пленки
- •Обеспечение одинаковой по всем участкам кольцевого зазора объемной скорости экструзии;
- •Постоянство вязкости расплава;
- •Обеспечение равномерной температуры потока расплава;
- •Постоянство раздувания горячей заготовки.
- •2 Технологическая часть
- •2.1 Требования к готовой продукции
- •2.2. Выбор материала
- •2.3 Выбор оборудования и формующей оснастки.
- •Краткое описание формующей линии
- •Гидравлическое сопротивление формующей головки должно обеспечивать оптимальную производительность экструдера и гомогенность расплава при его подготовке в экструдере.
- •2.4 Технологическая схема производственного процесса
- •Подготовка экструдера к запуску
- •2.5 Контроль производства и управленИеТехнологическим процессом
- •2.6 Контроль качества готовой продукции
- •2.7 Материальный баланс
- •3 Технологические расчеты
- •3.1 Расчет производительности экструдера.
- •3.2Расчет производительности головки экструдера
- •3.3 Нахождение рабочей точки экструдера
- •3.4 Энергетические рассчеты экструдера
- •3.5 Расчет вспомогательного оборудования
- •4 Экономические расчеты
- •4.1 Расчет проектной мощности предприятия
- •Производительности используемого оборудования;
- •4.1.2 Режим работы оборудования
- •4.1.3 Фонд времени работы оборудования
- •4.1.4 Количество оборудования
- •4.1.5 Расчет производственной мощности
- •4.2 Расчет капитальных затрат и амортизации
- •4.2.1 Нормативы на транспортно-заготовительные расходы, монтаж, технологические трубопроводы и иные затраты по оборудованию
- •4.2.2 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений на оборудование
- •4.2.3 Расчет сметной стоимости строительства здания и амортизационных отчислений
- •4800 Склад сырья
- •4.2.4 Свободный сметно-финансовый расчет строительства проектируемого участка
- •4.3 Определение издержек на сырье, материалы, топливо, пар и электроэнергию для технологических целей
- •4.3.1 Годовая потребность в сырье, вспомогательных материалах и денежных затрат на их приобретение
- •4.3.2 Расчет потребности в электроэнергии
- •Двигательные цели;
- •Технологические цели;
- •4.3.3 Денежные затраты на электроэнергию для производственных нужд
- •4.3.4 Расход воды на производственные цели и сумма денежных затрат на воду
- •4.4 Расчет численности работников, фонда заработной платы, производительности труда
- •4.4.1 Баланс рабочего времени за календарный год
- •4.4.2 Расчет численности основных и вспомогательных рабочих по нормам обслуживания.
- •4.4.3 Расчет фонда заработной платы
- •4.5 Расчет производительности труда, фондовооруженности и энерговооруженности
- •4.5.1 Расчет производительности труда.
- •4.5.2 Расчет фондовооруженности
- •4.5.3 Расчет энерговооруженности
- •4.6 Расчет себестоимости продукции
- •4.6.2 Годовая сумма затрат на электроэнергию для освещения здания
- •4.6.3 Годовая сумма затрат на электроэнергию для вентиляции
- •4.6.4 Расход воды для питья, души и канализации
- •4.7 Смета цеховых расходов
- •4.8. Проектная калькуляция себестоимости.
- •4.9 Расчет собственных оборотных средств
- •4.9.1 Расчет собственных оборотных средств
- •4.9.2 Расчет оборотных средств на топливо
- •4.9.3 Расчет оборотных средств на готовую продукцию на складах.
- •4.10 Определение размера производственных фондов
- •4.11 Определение суммы прибыли и рентабельности
- •4.12 Определение рентабельности
- •4.13 Определение срока окупаемости
- •4.14 Основные технико-экономические показатели
- •4.15 Анализ безубыточности производства
- •4.15 Бизнес-план Резюме.
- •Требуемые инвестиции.
- •Производство.
- •5 Охрана труда
- •5.1.2 Определение категорий помещения по взрывопожарной и пожарной опасности
- •5.1.3 Пожарная безопасность
- •5.2 Санитарно-гигиеническая характеристика проектируемого объекта
- •5.2.1 Токсикологическая характеристика веществ
- •В случае аварии с выделением больших концентраций вредных веществ–фильтрующие гражданские противогазы гп-5 cдополнительными патронами дпг-1
- •В случае аварий местного характера – респираторы "Лепесток" и "Астра".
- •5.2.2 Микроклиматические условия
- •5.2.3 Отопление и вентиляция.
- •5.2.4 Освещение
- •Люминесцентные лампы общего назначения белого цвета типа лб-80 (сила тока 0,87а, напряжение 102±10,2в)
- •5.2.5 Шум и вибрация
- •5.3 Электробезопасность
- •Применение надежной изоляции, в том числе двойной.
- •Отсутствие или несвоевременное проведение ремонтно-профилактических работ. Может привести к разрушению оборудования с возможным травмированием рабочих и возникновением пожара. Выводы по разделу
- •6 Экологическая Безопасность
- •6.1 Промышленные выбросы в атмосферу
- •6.1.1 Расчет предельно допустимых выбросов
- •6.2 Промышленные сбросы
- •6.3 Твердые отходы
- •7.1 Оценка потенциальной опасности производства.
- •7.2 Анализ риска возникновения пожара
- •7.2.1 Место возникновения пожара и источники воспламенения
- •7.2.2 Динамика пожара
- •7.2.3 Токсические вещества, образующиеся при пожаре
- •7.3 Предупредительные мероприятия в режиме "повседневной деятельности" проводятся следующие мероприятия
- •Средств защиты:–гражданских противогазов гп-5 суниверсальнымизащитнымипатронамиПзу.
- •Средств пожаротушения–огнетушителей пенного типа охп-10, а также кошмы, изготовленные из негорючего материала - асбестовой ткани
- •Медицинских средств оказания первой помощи –пакетов перевязочных индивидуальных.
- •С введением режима "чрезвычайной ситуации" проводятся следующие мероприятия:
- •7.4 Защитные мероприятия
- •8 Патентный поиск
- •1. Патент № ru2205105."Экструдер для переработки термопластичных материалов"
- •2. Патент №ru 2214918 "Экструдер с винтовым каналом переменной глубины"
- •3. Патент № ru2007108508. "Экструзионная головка для производства раздувной рукавной пленки"
- •4. Патент №ru 2363581 "Устройство для охлаждения рукавной пленки"
- •Выводы.
- •Общие Выводы
Гидравлическое сопротивление формующей головки должно обеспечивать оптимальную производительность экструдера и гомогенность расплава при его подготовке в экструдере.
Формующие каналы головки должны обеспечить равномерный выход расплава по периметру формующей щели по толщине, температуре и скорости. При этом факторы, определяющие так называемую память расплава, а именно разность величины и скоростей деформации по периметру, должны быть сведены к минимуму.
Каналы головки при формировании заготовки не должны иметь застойных зон, так как материал, долго находящийся при высокой температуре в головке, начинает разлагаться.
При заданной производительности скорости экструзии в каналах головки не должны превышать критические для сохранения качественной поверхности экструдируемого расплава на выходе из головки (поверхность экструдата должна быть гладкой).
Конструкция головки должна быть легко разборной и обеспечивать заданную точность размеров каналов во всех сечениях при заданных давлениях и температурах. Эти требования вызваны необходимостью частой чистки головки, которую осуществляют как при переходе с одного материала на другой, так и при образовании налета разложившегося полимера при длительной работе на одном материале.
Поверхности контакта головки с расплавом должны быть устойчивы против коррозии и иметь незначительную шероховатость, которая уменьшает вероятность образования налета на стенках каналов головки. Это увеличивает срок службы головки и повышает размерную точность.
Обогрев (охлаждение) головки должен обеспечивать равномерное температурное поле по периметру. Следует учитывать, что неравномерное температурное поле окружающей среды вызывает отклонение геометрических размеров и физико-механических свойств заготовки по еёпериметру (например, в случае применения угловой головки с червячным прессом и фильтром тепловой поток со стороны обогрева фильтра вызывает изменение температуры корпуса головки при работе в адиабатическом режиме.) При конструировании головок с охлаждением или термостатированием формующей щели температура носителя на входе в каналы не должна превышать температуру на выходе более чем на 10-20. °С, что достигается увеличением расхода теплоносителя.
Самой распространенной головкой, используемой для экструзии с раздувом, является головка со спиральным дорном [8]. В такой головке расплав полимер распределяется по спиральным каналам, глубина которых уменьшается в направлении течения. Широкое использование головки со спиральным дорном обусловлено тем, что она работает при низком давлении и при этом достигается хорошее распределение потоков расплавов.
Наиболее простой и часто встречающийся тип головки – угловая вращающаяся головка с центральным подводом расплава. Конструкция головки этого типа показана на рисунке 2.3
Угловая вращающаяся головка с центральным подводом и спиральным распределителем расплава состоит из корпуса (6), внутри которого установлен спиральный распределитель (8) с закрепленным на нем болтами (2) дорном (3). Расплав поступает от экструдера в центр головки и затем через радиальные каналы в винтовой распределитель (8), где, перемешиваясь равномерно, распределяется по периметру формующей щели. Распределительные системы в форме вешалки тянутся по всему периметру и переходят в спиральные каналы, глубина которых сходит на нет. На спиральном участке глубина канала постепенно уменьшается, а зазор между дорном и корпусом увеличивается, что приводит к разделению расплава на два потока, первый из которых движется в осевом направлении между спиралями, а второй продолжает двигаться по спирали. При этом в любой точке выходного кольцевого зазора течение расплава складывается из тангенциальных течений из всех каналов распределительной системы, благодаря чему стыков не образуется и достигается высокая термическая однородность расплава. Детали головки обогреваются снаружи электронагревателями (7) с автоматическим регулированием и контролем температуры.
Рисунок 2.3 – угловая вращающаяся головка с центральным подводом расплава и спиральным распределителем
Для размещения в головке магистралей подачи и отвода воздуха вовнутрь рукава в головке предусмотрены каналы (а). При необходимости головку можно снабжать устройством для её вращения. Вращение корпуса и распределительных каналов головки (корпуса (6) совместно с матрицей (4) и дорном (3)) позволяет получать равноплотную намотку пленки в рулон, кроме того, вращение головки уменьшает разнотолщинность пленки по ширине. В связи с этим вращающиеся головки используют в линиях для производства пленок, которые затем подвергают последующей сварке, нанесению рисунков, и т.п. В этом случае верхняя часть головки (включая корпус, матрицу, дорн и спиральный распределитель) подвижно закреплена в подшипниковом узле (10). Для центровки корпуса головки служит выступ (13), который входит во втулку (14), выполненную из износостойкого материала. Гайкой (11) через подшипник выступ (13) прижимается своей нижней частью к поверхности втулки, создавая давление, необходимое для исключения вытекания расплава из канала. По мере изнашивания выступа (13) или втулки (14) гайку (11) подтягивают.
Крутящий момент от электропривода (12) через шестерню (9) передается на корпус головки. При непосредственном присоединении системы нагрева головки к системе питания происходит осциллирующее вращение корпуса головки на 270÷360°. При сборке головки последовательно измеряют точность зазоров между корпусом (6) и распределителем (8), а также точность формующего зазора, образованного дорном (3) и матрицей (4) . Практика показывает, что точность выполнения деталей формующей головки не должна быть ниже второго класса. Величину формующего зазора дополнительно регулируют изменением положения матрицы (4) с помощью регулировочных болтов (1). Такая регулировка необходима для выравнивания расхода расплава полимера по периметру щели; как правило, это необходимо из-за неравномерности температурного поля по сечению канала на входе в головку, разного деформационного состояния расплава после прохождении головки и иных факторов. В связи с этим регулировку формующего зазора осуществляют после выхода машины на заданный температурный режим и экструзии расплава через головку в течение 20÷30 минут. Для обеспечения возможности регулирования зазора в процессе работы установки усилие затяжки болтов (5) должно быть достаточно для предотвращения утечек расплава и не должно превышать усилия, развиваемого регулировочными болтами (1) [4]
Экструзионная линия ВМ-900 комплектуется на выбор головкой с диаметром фильеры в 100, 150 или 200 мм. Исходя из рекомендуемой для ПЭ степени раздува, лежащей в пределах 3÷6 [1] и ширины рукава 800 мм, выбираем головку с диаметром фильеры в 150 мм.