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一种低粘度物料专用的水下拉条切粒机
专利名称：一种低粘度物料专用的水下拉条切粒机，申请号：CN202020471796.X，授权公告号：CN212072528U，2020年12月正式获得国家实用新型专利授权，专利权人为南京科锐挤出机械有限公司。在高分子改性造粒行业当中，低粘度熔融物料是一类加工难度较高的特殊物料，这类熔体流动性强、熔体强度差，常规拉条切粒、普通水下切粒设备很难实现稳定生产。普通风冷拉条工艺中，低粘度料条软塌、容易粘连变形，空气冷却换热效率有限，料条冷却不充分，进入切粒机构之后极易出现粘刀、连粒、堵料；传统水下切粒对熔体压力、模头出料状态要求高，低粘度物料出料容易出现发散、断条，无法形成稳定挤出流。南京科锐挤出机械有限公司针对低粘度物料造粒的行业技术瓶颈，自主研发本款低粘度物料专用水下拉条切粒机专利，创新采用可进水式整机结构，依靠水体直接对挤出料条进行充分浸没冷却，利用水流携带拉条平稳送入切割室内完成切粒作业，解决低粘度熔体强度不足带来的料条变形、冷却不足、送料不稳定、切粒成品差等诸多难题，填补低粘度体系物料造粒装备的技术短板。
传统造粒设备在面对低粘度物料生产时会暴露出大量适配性缺陷。普通风冷拉条切粒模式，料条从模头挤出之后依靠空气对流冷却，低粘度熔体温升高、熔体强度低，刚挤出的料条软而无力，自重作用下发生下垂、扭曲、互相粘连，料条还未充分固化就进入切刀，产生大量连粒、扁粒、粘团，产品合格率低下。如果单纯拉长风冷输送距离，又会造成设备占地面积大幅增加，同时料条自重下垂问题依旧无法根治。常规水下切粒设备依靠模头直接浸在水中，熔体在模面孔口直接被水冷却切割，该工艺更加适合中高粘度物料；低粘度物料出料压力波动稍大就会出现熔体四散发散，无法形成稳定料流，容易造成模孔挂料、堵模，设备很难长时间连续运行。市面上部分改造型水拉条设备，仅简单增加水槽，料条漂浮于水面之上，料条只能实现单面接触冷却水，冷却不均匀，料条上下软硬程度不一致，送料牵引辊夹持打滑，时快时慢，切出粒子长短参差不齐，频繁出现断条停机，严重制约工厂的生产效率。本专利突破传统水拉条设备半浸泡冷却的设计思路，采用整机可进水式结构，让挤出后的料条完全浸没在冷却水内部，全方位接触水体实现快速均匀冷却，同时利用定向水流的推力裹挟料条向前输送，辅助料条平稳进入切割室，不再完全依靠牵引辊的机械拉力拖拽脆弱的低粘度料条，从流体结构层面解决低粘度料条强度不足、冷却差、输送困难的核心痛点。
该专利设备主要包含进水式冷却腔体、水循环系统、导流通道、水流驱动机构、切割室、切刀总成、出料分离组件、水循环过滤单元等核心结构。挤出机模头挤出的熔融低粘度料条直接进入进水式冷却腔体内部，料条整体完全浸泡在循环冷却水当中，料条四周均与冷水接触，实现快速、均匀充分冷却，让料条在很短行程内完成固化定型，规避料条软塌变形、互相粘连的问题。设备内部设置定向导流水道，水循环系统形成稳定流向，水流顺着料条行进方向流动，水流产生的流体推力携带已经冷却定型的拉条，顺着导流通道平稳送入后端切割室，水流可以对料条起到辅助输送作用，降低牵引机构对料条的机械拉扯力，避免脆弱低粘度料条被拉断。料条进入切割室之后，切刀机构完成定长切粒，切下的颗粒跟随水流一同进入水料分离单元，完成颗粒与水的分离，冷却水经过过滤之后循环回流至冷却腔体，实现水体循环重复利用。整套设备可以调节水流量、水流流速、冷却水温度，根据物料粘度、挤出速率匹配对应的工艺条件，适配不同牌号低粘度高分子物料的造粒生产。既可以控制冷却强度保障料条充分硬化，又可以依靠水流辅助输送减少断条故障，实现连续稳定切粒。
该专利技术已经落地装配于南京科锐挤出机械有限公司多套改性造粒生产线，专门针对低粘度聚酯、部分共聚物、高流动改性料、小分子改性体系等难加工物料，既可以配套普通双螺杆挤出生产线，也可以对接TSC双阶挤出设备完成特种物料造粒。在实际工业化生产当中，相比传统风冷拉条与普通水拉条设备，搭载本专利的切粒设备料条变形、粘连现象大幅减少，断条停机频次显著下降，粒子长度均匀，连粒、粘料不良率得到有效控制。设备无需过长的风冷输送机架，节约厂房占地；水循环系统自带过滤净化，水体可以循环使用，生产运维成本可控。设备所有结构件加工、水循环密封性测试、水流导流效果模拟、切粒总成耐久测试全部纳入ISO9001:2015质量管理体系管控，保证进水腔体不漏水、导流通道通畅、切粒机构运行稳定。
作为公司造粒辅机板块重要的实用新型专利，本专利和企业多款水下切粒机专利、快开模板专利形成互补，丰富企业造粒工艺的技术路线，同时覆盖水下切粒、水拉条切粒两大工艺，可针对不同粘度物料匹配对应的造粒方案。结合企业机电成套设备电气控制系统生产备案、粉尘处理负压输送辅机环保生产备案、CE欧盟安全认证、出口产品检验备案以及自营进出口配套能力，搭载该专利的成套设备既服务国内改性塑料生产企业，也可以实现海外项目交付。南京科锐挤出机械有限公司始终聚焦各类难加工高分子物料的装备开发，不只聚焦主机混炼性能，同样重视后端造粒成型工艺的专项突破，针对高粘度、热敏、低粘度、长纤维、特种含能材料等不同物料工况开发对应的专用设备结构，把自主专利技术转化为设备实际生产能力，致力于为新材料行业客户提供适配多种物料、运行稳定、成品品质优异的成套挤出造粒整体解决方案。
