聚酰胺弹性体熔体输送泵的改进_杨留杰.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.35聚酰胺弹性体熔体输送泵的改进杨留杰，刘冬然，马伊，闫胜利，刘喆(沧州旭阳化工有限公司，河北沧州061113)摘要:在聚酰胺弹性体熔体输送过程中，熔体输送泵发生电流逐渐增大，直至超电流跳停的情况，影响生产的稳定运行。熔体输送泵由齿轮泵更换为双转子泵后，双转子泵运行电流平稳，无振动等异常情况，能满足熔体输送的要求。但是双转子泵的输送压力较低，不适用于压力较高场合。关键词:聚酰胺弹性体;熔体输送泵;超流中图分类号:TQ323文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0129 03Improvement of Polyamide Elastomer Melt Transfer PumpYang Liujie，Liu Dongran，Ma Yi，Yan Shengli，Liu Zhe(Cangzhou isun Chemical Co，Ltd，Cangzhou，Hebei 061113，China)Abstract:In the process of polyamide elastomer melt transfer，the current of melt transfer pump increases gradually until the overcurrent trip，which affects the stable operation of production When the melt pump is replaced by the double rotor pump，the current of the double rotor pumpis steady and no vibration，which can meet the requirement of melt transportation However，the double rotor pump transport pressure is low，not suitable for higher pressure occasionsKey words:polyamide elastomer;melt transfer pump;super flow沧州旭阳化工有限公司热塑性聚酰胺弹性体装置，是国内第一家工业化热塑性聚酰胺弹性体生产装置，具有国内领先水平。生产的 PA6 型永久抗静电剂填补了国内空白，具有较高的经济效益，旭阳生产PA6 型永久抗静电剂可为高绝缘的聚合物提高抗静电性能，改性后的抗静电剂均匀分散在聚合物中，以层状结构或丝状形态均匀分布，使树脂表面形成导电“传导网络”，降低表面电阻系数。聚酰胺弹性体熔体运动粘度大，特别是具有粘性，易附着在器壁上，其熔体输送由熔体齿轮泵进行，生产过程中出现了电流周期性升高，最终齿轮泵跳停问题，更换为双转子泵进行熔体输送，双转子泵运行平稳，生产过程稳定。1熔体齿轮泵存在的问题熔体齿轮泵在长时间运行后，齿轮泵电流增加，变速箱异响，特别是在生产负荷提升后，电流波动明显增加，并且频繁跳停，人工盘车后，方能启动。拆检后发现熔体齿轮泵齿轮碎裂(如图 1 所示)。齿轮碎裂主要是阻力负荷超过其断裂强度所致。更换齿轮泵后仍存在电流波动情况，电流仍然呈现周期性增大现象。1)随着熔体齿轮泵运行时间的增加，泵的运行电流逐渐增大。在达到一定的值后，迅速下降，有几个小时的平稳期，然后运行电流再次缓慢上升，呈周期性的变化，并且每次运行电流攀升的值都会增大，直至超电流跳停。如图 2 和图 3 所示。图 1齿轮泵齿轮碎裂实物图图 2熔体输送齿轮泵电流曲线图图 3熔体输送齿轮泵超流跳停2)在运行电流攀升过程中，电机会发生异响，声音很大，判断为电机跑套。泵的负荷阻力很大，泵9212023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1跳停后，盘不动车。2熔体齿轮泵电流攀升的原因分析1)泵体保温泵体保温温度达不到，或者泵体温度不均，局部熔体凝滞，增大了熔体泵的负荷。泵轴冷却风开的过大，可能导致泵体温度下降，熔体物料凝滞而使泵运行电流增加，冷却风调小后，泵的运行状况有改善，但不明显，仍有周期性的电流增长。为了提升温度，进行了如下调整:由于泵体保温为导热油加热，其加热的导热油与管道加热的导热油为一个系统，是本加热系统 8 个支路中的一路(如图2)，通过关小其余支路的阀门，增大熔体输送泵的导热油流量，提高加热效果;泵体由三路导热油加热，三路导热油由并联改为串联，增大导热油流量。改进后，泵的运行状况有改善，但未彻底改变。图 4熔体泵流程图2)泵吸入不足由于工艺的原因，熔体里面夹杂有气泡，由于聚合釜出料口径小，内径为 DN25 的管道，熔体齿轮泵运行时可能存在吸入不足的问题，随着气泡进入熔体齿轮泵，在熔体齿轮泵入口低压区形成微小气泡，随着泵的旋转带入高压区，气泡破裂，对泵产生破坏作用，从泵内部金属表面上剥蚀一些细小颗粒，阻止泵的运转。3)熔体影响热塑性聚酰胺弹性体熔体内存在细小凝胶粒。为了确定是否存在凝胶粒子，使用甲酸和六釜异丙醇溶解熔体过滤出的物质，均有部分不能溶解的物质(见图5)。同时熔体过滤出的物质进行 DSC 分析，DSC 显示无熔融峰(见图6)，判定不溶不熔物质为凝胶粒子。因为泵体间隙小，凝胶粒子会导致熔体齿轮泵卡阻，使熔体齿轮泵负荷增加，最终导致跳停;同时泵的运行受熔体运动粘度的影响较大。4)由于泵体无支撑，由进出料管固定，泵体运行时，有数毫米间的摆动，可能是泵体阻力增大的间接因素。图 5甲酸溶解熔体 24 小时后的溶胀物图 6甲酸不溶物质 DSC 曲线图3双转子泵将熔体齿轮泵更换为双转子泵，并对双转子泵进行了改造，最终双转子泵运行平稳。1)改造前双转子泵存在的问题双转子泵外侧压盖无保温，可能造成温度低，在泵停转时，熔体凝滞风险增大;由于结构设计不合理，转子与轴用螺栓连接，螺栓外凸，压盖有一个凹陷(见图 7 和图 8)，存在死区，物料易积存。积存后，物料会结胶，甚至碳化而影响聚合物质量;泵的安装形式为竖直安装，上进下出，泵体与转子间隙 35丝，聚合釜和升温后热胀，拉动泵体，同时转子泵升温后热胀，致使转子与泵体上下间隙变化(见表 1)，使转子泵阻力增大，同时泵体与电机连接为花键连接，致使连接轴有较大应力。图 7双转子泵转子固定螺栓0312023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1图 8转子固定螺栓及外侧压盖凹槽表 1转子泵转子与泵体间隙泵出厂转子与泵体间隙升温后实测间隙调整后实测转子与泵体间隙进口35 丝进口25 丝进口30 丝出口35 丝出口10 丝出口40 丝2)双转子泵的改造一是双转子泵外侧压盖增加电加热壳，恒定温度保温，消除熔体凝滞风险;二是对转子进行改进，转子与轴一体，不需螺栓连接，外侧压盖不需凹槽设计，消除了死区;三是调整转子与泵体间隙，出口间隙略大于进口间隙，利于转子泵输送，同时将泵与电机连接形式改为双万向节形式，消减了因热胀而形成的应力。3)改造后双转子泵运行情况双转子泵输出压力如图 9 所示。由图 9 可知，转子泵输出频率恒定，在泵后阀门开度为 3%时，转子泵输出压力 0.25 MPa，泵后阀门开度 1%时，转子泵输出压力只有 0.6 MPa，输出压力低;泵后阀门开度3%时，输入釜液位上升，泵后阀门开度 1%时，输入釜液位下降，说明泵后阀门开度对转子泵流量影响较大，不能用作精确计量;无论转子泵后阀门开度大小，双转子泵电流无明显变化，电流无攀升现象，无杂音，震动在标准范围内。双转子泵压力与泵的制造精度、介质粘度、泵体间隙等因素有关。1:泵后调节阀开度;2:输入聚合釜液位指示3:泵后压力指示;4:转子泵电流指示图 9双转子泵输出压力与泵后阀门开度趋势图4结语1)熔体齿轮泵本身由系统导热油加热，无温度检测，由于聚合工艺流程、熔体本身性质、热油系统设计及热油循环泵选型、熔体齿轮泵选型的局限，熔体齿轮泵在输送过程中出现了电流波动较大甚至跳停的问题。2)双转子泵输送压力较低，难以输送高压物料，限制了其应用。3)双转子泵流量受泵后阻力影响较大，不能用作精确计量泵。4)在输送压力要求不高，并且无需计量的情况下，双转子泵可满足熔体输送需求。参考文献:1 赵振伦，姜立忠，潘宇 永久型抗静电 PA6 制备及性能 工程塑料应用 J 2020，48(12)2 忽朝新 熔体齿轮泵故障成因分析与对策 化工装备与技术 J 2002，23(6)3 林文和 聚酯熔体齿轮泵的优化改造 机电信息J 2018(27)收稿日期:2022 11 03作者简介:杨留杰(1981 )，河南开封人，工程师。从事聚酰胺聚合的生产、研发工作。131