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应用

面向世界的应用 塑料: 合成纤维纺丝


合成纤维生产占 全球聚合物产量的约15%, 应用范围涵盖纺织品至特种纱线。

在熔融纺丝(通常称为“ 纤维熔融纺丝”)过程中,聚合物被熔化、计量并转化为连续丝束。在此应用中,精确控制压力和温度至关重要: 微小变化都会影响熔体的粘度、工艺稳定性和最终纤维质量。

需求:

需求:

温度控制

通过正确的温度调节,可获得稳定的流变性能和相应的挤出物尺寸稳定性。

确保这些区域的热稳定性至关重要,这样系统才能快速响应热负荷或工艺变化,避免潜在缺陷(表面不稳定、厚度变化或产品光学质量改变)。

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1850

PID控制器双回路,1/4 DIN

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GRP-H

单相固态继电器,带高级诊断功能,最大电流 120A

Gefran挤出机温度控制技术基于 固态 继电器、 PID 调节器和 热电偶:

  • 每根加热丝均通过PID调节进行闭环控制,该功能可集成于PLC或由专用控制器 (如1850型)执行,使熔体温度保持在设定值±0.5°C范围内,确保粘度恒定且无表面或尺寸缺陷
  • GRP-H固态继电器结构紧凑,配备集成散热器,可实现高达120安培的精确电流控制。IO-Link通信技术通过集成命令、报警和电流消耗管理功能,有效减少了I/O卡的使用数量

该解决方案具有可扩展性,兼容集成在PLC或远程模块中的PID。配方存储和趋势历史化功能支持快速的生产转换和持续的质量改进。

需求:

熔体温度测量

熔融聚合物的实际温度是挤出工艺中的关键参数,因为它直接影响聚合物的粘度及其最终的机械和光学特性。

通过直接接触熔体测量温度,而非仅限于气缸表面,可更真实地反映材料的实际状态,在流变控制方面具有显著优势。

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TCM

塑料行业

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TRM

氧化镁 - 塑料工业

Gefran推出的TCM和TRM熔体 传感器采用不锈钢保护套或与聚合物类型兼容的其他材料(例如腐蚀性聚合物用哈氏合金)专门设计,可直接测量熔体温度,配备两种热电偶技术:

  • K型(NiCr-NiAl)最常用于挤出工艺:工作温度高达850°C,响应迅速,适用于大多数工程塑料
  • J型(Fe-CuNi)适用于稍低温度(最高400°C)和较低腐蚀性环境

TCM/TRM传感器可独立安装,也可与熔体压力传感器组合集成,采用紧凑型配置,以节省空间并简化布线。

需求:

熔体泵流量控制

在纤维生产中 ,无论螺杆压力如何变化, 保持 纺丝头熔体流量恒定至关重要 。

熔体泵在挤出机和喷丝头之间起稳定作用。该泵通过闭环控制调节,基于上游和下游的压力读数。

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ME

汞填充 - 输出 4…20mA

Gefran采用 高精度、法兰连接的ME系列汞填充熔体 传感器,用于调节泵速,保持熔融聚合物压力稳定、流量恒定。熔体压力传感器非常适合合成纤维纺丝厂等关键环境:

  • 即使在400°C以上温度下仍保持热稳定性
  • 高精度测量,适用于动态控制和高精度调节
  • 可提供 Atex 认证和 HART 协议配置

需求:

纺丝模头压力控制

在纺丝环节,纺丝头尺寸紧凑且存在微细丝,使得该工艺对压力变化极为敏感。

必须精确控制纺丝泵的进出压力,以确保丝束均匀性并防止断裂。安装需采用体积小、性能强的传感器。

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ME

汞填充 - 输出 4…20mA

ME系列汞填充熔体传感器采用M10工艺接口和紧凑型膜片,专为纺丝头安装设计,该区域空间有限且温度超过300°C。此外,该产品兼容HART协议并获得Atex认证,可适应多种设备布局。

主要特性:

  • 紧凑设计适用于关键安装场景
  • 高计量稳定性
  • 可选配集成温度传感器

通过这种集成设计,ME传感器可确保满足高品质纺纱应用所需的精确控制。

需求:

卷绕机张力控制

在纺纱的最后阶段,固化的丝束通过卷绕系统缠绕在滚筒上,该系统必须以受控速度运行并与上游工艺同步。张力不当会导致纱线尺寸变化、卷绕不稳定或断裂。

持续张力监测可保持牵引速度与丝束机械强度之间的正确平衡,确保产品均匀性和工艺稳定性,即使在高速运行时亦然。

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TR

用于主轴张力测量的力传感器

解决方案:

在卷绕机上安装 一个或 多个TR力 传感器,可直接持续测量丝线牵引力,为张力控制提供可靠参考。

主要特性:

  • 双重功能:精确测量张力并为旋转部件提供机械支撑
  • 信号与通信:模拟力信号由专用放大器处理,输出稳定、线性化且经过滤波,可直接集成到控制系统中
  • 动态控制:系统通过电机驱动装置实现张力快速调节,保持恒定的卷绕条件

凭借此配置,Gefran解决方案可实现精确可靠的绕组张力控制,减少工艺缺陷,确保成品丝材的质量。

工作原理:

熔融纺丝过程中,聚合物 ( 通常为PET、 尼龙或聚丙烯) 经计量混合后送入 挤出机,在挤出机内 完成塑料材料的熔融与均质化。 计量泵确保熔体以恒定流量输送至过滤系统, 去除可能影响丝束完整性的杂质。

熔融材料 随后被 输送至纺丝头,穿过 由 数千个微孔 组成的 纺丝模头(spinneret) ,这些微孔决定了 丝束的数量、 直径和截面。

在生产线出口处,纤维 丝 经过快速冷却(淬火) 以 固化聚合物 结构并 固定其分子取向。最后进行卷绕工序,完成 整个生产周期。

需求与技术

熔体纺丝工艺对压力和温度变化极为敏感。 仅 几巴或 几度的偏差 就可能 改变聚合物的粘度,导致 流体不稳定、 丝束 缺陷或 生产中断。

因此, 熔体压力和温度传感器 对于监控 挤出机出口、 熔体 泵和 最终纺丝阶段 的 聚合物至关重要。

纺丝头结构紧凑、 工作 温度高且 测量需具备可重复性,因此需要采用 热漂移小 、 机械尺寸紧凑的可靠传感器。

Gefran 通过提供 专门 用于 压力 和 温度控制 的 测量解决方案 来满足这些需求 ,即使在 最严苛的条件下。

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