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一种高产能的水下切粒机
专利名称：一种高产能的水下切粒机，申请号：CN201922468956.5，授权公告号：CN211518148U，2020年09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。水下切粒是改性塑料、弹性体、功能母粒生产当中的关键后道工序，熔融熔体从挤出机模头挤出后，在水环境下被高速切刀切割成塑料颗粒，颗粒随冷却水输送至脱水烘干单元。传统水下切粒设备在高产能连续生产工况下普遍存在两大痛点：一是切粒单元受结构限制，单位时间处理量有限，高产能工况下容易出现粘粒、连粒；二是烘干工作台结构简单，塑料颗粒容易堆积堆叠，颗粒与热风接触面积小，表层水分蒸发快但颗粒内部及缝隙水分难以彻底烘干，烘干效率偏低，产能提升之后烘干跟不上切粒速度，造成出料颗粒含水量超标，直接影响后续包装储存。南京科锐挤出机械有限公司针对高产能造粒场景下切粒效率不足、烘干效率受限的行业难题，研发本款高产能水下切粒机专利，重点对工作台整体构造进行优化改造，增大塑料粒与热风的有效接触面积，同步提升烘干效率与整机切粒产能，满足改性材料大产量连续化造粒生产需求。
传统水下切粒设备实际生产中暴露出诸多短板，制约高产能工况稳定运行。常规水下切粒机的烘干工作台多采用普通平板或者简单网板结构，颗粒从水路输送进入烘干工作台之后容易出现局部堆料，颗粒层层堆叠，内层颗粒被掩埋，热风只能作用于表层颗粒，大部分颗粒无法与热气流充分接触，热交换面积小，烘干热利用率低。想要降低颗粒含水率，只能降低生产线整体速度，延长颗粒烘干停留时间，无法匹配挤出主机的高产出，出现“切得快、烘不干”的瓶颈。部分设备单纯提高热风温度，又容易造成热敏类塑料受热粘连，颗粒抱团结块，影响成品颗粒外观品质。同时老式工作台物料走向单一，物料平铺厚度不可控，高产能来料量大时堆料现象进一步加剧，还会出现跑料、堵料。切粒‑输送‑烘干各单元匹配性差，当挤出主机满负荷生产，切粒产出速率大于烘干处理能力，整条生产线只能降速运行，挤出主机的产能优势无法释放。另外普通工作台缺少合理导风布局，热风在烘干箱内部形成气流死角，箱体内温度分布不均匀，一部分颗粒烘干达标，另一部分颗粒含水率居高不下，成品颗粒水分指标批次波动大，给后续储存带来发霉、结块风险。工作台拆装清理繁琐，堆积的细料、碎屑不易清理，长时间生产会滋生杂质混入成品粒子。
该专利高产能水下切粒机主要由机座总成、切粒水箱、高速切刀组件、模头铸带板、水力输送管路、优化构造工作台、热风烘干箱体、热风循环系统、滤水筛分组件以及驱动控制系统组成。熔融物料经由挤出主机输送至模头铸带板挤出，在水箱水环境下由高速切刀完成切割，切割完成的塑料颗粒跟随冷却水经由管路输送至烘干工位。本专利的核心创新在于对工作台构造做系统性优化，工作台采用分层导流、错落式导流筋板与镂空网板复合结构，网板均匀开设滤水孔，冷却水快速向下滤除；工作台内部设置多组错落扰流导料结构，颗粒在向前输送过程当中被导料结构持续扰动翻动，不断改变颗粒摆放姿态，避免颗粒堆叠压实，让每一颗塑料颗粒都能够充分暴露在热风环境当中，大幅增大塑料颗粒与热风的有效接触面积。烘干箱体配套循环热风系统，热气流可以从工作台的底部、侧部多方向穿透料层，打破传统仅从上往下吹风的局限，热交换更加充分。工作台与烘干箱体做一体化密闭设计，减少热量散失，提升热能利用率。切粒端同步做适配高产能优化，模头开孔数量、切刀转速、水路输送流量与烘干工作台处理能力相互匹配，实现切粒、水力输送、脱水烘干整套工序速率协同，不再出现后道烘干拖慢主机产能的问题。工作台各组件采用快装结构，能够快速拆卸清理网板缝隙内部滞留细料，减少杂质累积，维护便捷。整套设备既可以生产PP、PE等通用改性塑料，也适配弹性体、填充母粒、低VOC改性料等多种物料造粒。
搭载本专利优化工作台结构的水下切粒机，高产能工况下颗粒不会大量堆叠，热风穿透性显著提升，烘干效率得到明显改善，在不额外提高热风温度的前提下，即可将颗粒表面以及缝隙水分充分去除，降低成品粒子含水率，减少后期颗粒吸潮、结块问题。切粒单元与烘干单元处理能力互相匹配，可以充分释放前端挤出主机生产能力，提升整条生产线单位时间产出。优化后的工作台扰动输送模式，还可以减少弹性体等软质物料颗粒粘连抱团现象，成品颗粒圆整度好，颗粒尺寸均匀稳定。设备既可以配置在大产能工业化连续造粒生产线，也可用于中试规模改性实验线，适配从小试到量产不同层级生产场景。工作台网板、导流筋板、热风循环组件全部纳入ISO9001:2015质量管理体系，开展连续高负荷造粒耐久测试、含水率抽样验证，保障长时间不间断生产工况下设备运行稳定。
该专利水下切粒机可以与公司多项主机专利设备配套协同使用，可对接高扭矩双螺杆挤出机、强混炼三螺杆挤出机、色母填充母粒专用三螺杆挤出机、降低塑料VOC动态排气机构等装备，形成“喂料‑混炼‑脱挥‑高产能水下切粒造粒”完整成套改性塑料生产线，补齐后端造粒环节的技术短板，进一步丰富公司从小试微型设备、中试机型到大产能量产设备的完整装备矩阵。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、出口产品检验备案全套合规资质，该高产能水下切粒成套装备面向新材料改性企业、科研院所，同时支持海外项目成套设备交付。南京科锐挤出机械有限公司兼顾挤出主机与下游后处理设备的技术研发，不只专注混炼、反应、排气等主机性能，同时针对切粒、烘干等后道工序的产能匹配痛点进行专项结构创新，致力于为高分子改性行业客户提供切粒均匀、烘干充分、产能匹配、运行稳定的成套挤出造粒整体解决方案。
