由于影響粉末流量的變量有多個(gè)，所以塑料混配操作中碳酸鈣氣動(dòng)傳輸和/或喂料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并非小事。塑料混配工廠的投資回報(bào)（ROI）取決于是否正確選擇了最具成本效益的氣動(dòng)傳輸和喂料系統(tǒng)。小編今天以碳酸鈣為例，為判定/設(shè)計(jì)最具成本效益的氣動(dòng)傳輸和喂料系統(tǒng)助力。

碳酸鈣是塑料行業(yè)最受歡迎的礦物填料之一。廣泛應(yīng)用于全球各地，不僅適用于各種聚合樹脂和經(jīng)濟(jì)材料，還可通過研磨等方法將其粒度輕松降至特定值。作為塑料復(fù)合材料的添加劑，碳酸鈣可以幫助降低表面能并增加不透明度和表面光澤度，從而使得表面更加光潔。此外，如果嚴(yán)格控制粒度大小，碳酸鈣還可以幫助提高抗沖擊強(qiáng)度性能和彎曲模量（剛度）。

多種熱塑性樹脂都可以使用碳酸鈣。聚丙烯復(fù)合材料中往往添加碳酸鈣以提高硬度，這是能夠適應(yīng)高溫操作的一個(gè)必要條件。在PVC中，管材、線材和電纜絕緣層、乳膠手套、垃圾袋等柔性復(fù)合材料，以及擠壓管、水管和門窗異型材等剛性復(fù)合材料，都使用了碳酸鈣。

01

碳酸鈣的氣力輸送

堆積固體的顆粒形狀、大小（縱橫比）和粒度分布以及顆粒的粗糙度、硬度（耐磨性）和密度會(huì)在很大程度上影響喂料或氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

對(duì)于碳酸鈣，其特性根據(jù)單份樣本的來源和生產(chǎn)工藝有很大不同。圖1中的篩析方法展現(xiàn)了兩份碳酸鈣樣本在顆粒形狀、粒度和粒度分布方面的不同。

圖1

大量的顆粒交互作用（如圖2所示）使得填料的顆粒級(jí)屬性和堆積流動(dòng)性之間很難建立明確的相互關(guān)系。因此，無法購買現(xiàn)成的氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)，必須根據(jù)特定情況進(jìn)行訂制。堆積特性的不同會(huì)影響系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇。通常情況下，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，以幫助確定材料的屬性和流動(dòng)性。

圖2

氣力傳輸系統(tǒng)通常包括五個(gè)基本部分：動(dòng)力裝置、傳輸線、配料裝置、物料氣體分離裝置和控制系統(tǒng)。

配料設(shè)備

在選擇配料裝置時(shí)，必須考慮某些粒級(jí)的碳酸鈣顆粒較輕且流動(dòng)性較強(qiáng)，可能會(huì)大批涌入傳輸線。 在這種情況下，必須考慮使用旋轉(zhuǎn)閥來測(cè)量送入傳輸線的材料。不管用高壓氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)還是真空氣動(dòng)傳輸系統(tǒng)，都可以通過旋轉(zhuǎn)閥上料。由于碳酸鈣存在黏度等級(jí)，所以產(chǎn)物容易堆積并粘附在下落式旋轉(zhuǎn)閥的葉片上。這種情況下需使用鼓風(fēng)式旋轉(zhuǎn)閥；隨著閥門轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流穿過每個(gè)閥套，吹落葉片上的材料。在喂料倉內(nèi)安裝流化錐也可以幫助控制材料流動(dòng)。

傳輸線

碳酸鈣粉末在傳輸系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生許多問題，其中包括卡在料斗中、大量涌入傳輸線、堆積在傳輸線內(nèi)側(cè)以及堵塞接收裝置內(nèi)的過濾袋或筒倉。

不管是高度流化還是略帶黏性的碳酸鈣，都可以使用剛性管材作為傳輸線。但如果碳酸鈣容易粘附在傳輸線內(nèi)部，則可以考慮使用柔性管材，因?yàn)殪`活彎曲的特性可以防止物料堆積在管壁上。

在真空連續(xù)作業(yè)系統(tǒng)中，使用沖洗閥可以很好地確保傳輸線在兩次傳輸之間保持清潔。首先，關(guān)閉真空系統(tǒng)上料側(cè)的切斷閥，使傳輸線內(nèi)的氣壓不斷增加。然后打開此閥門，所形成的的壓力波可以幫助清除粘附在傳輸線內(nèi)表面的所有物料。

材料氣體分離裝置

碳酸鈣往往會(huì)粘附在過濾器上，從而導(dǎo)致堵塞并降低過濾器工作效率。 對(duì)于黏性級(jí)碳酸鈣，用過濾袋代替折疊濾筒可以幫助防止碳酸鈣粘附在過濾器上。如果情況嚴(yán)重，則建議使用PTFE過濾介質(zhì)。

有些碳酸鈣粒級(jí)可能需要使用更陡的錐形卸料口，以幫助徹底卸完料斗中的材料。通常，接收裝置料斗內(nèi)的振動(dòng)器或流化墊等流動(dòng)輔助裝置可以確保接收裝置更快、更完全地進(jìn)行卸料。

02

碳酸鈣喂料

以下兩個(gè)主要變量決定了每份碳酸鈣樣本對(duì)應(yīng)喂料系統(tǒng)的選擇：礦物填料（例如，粒度和形狀、氣體滲透性、堆積密度和安息角）的特性以及既定喂料速度。

失重（LIW）式喂料器可以完全封住原料和灰塵并提供理想的喂料速度，從而確保最終產(chǎn)品整體質(zhì)量。LIW喂料器擁有多種不同配置，可根據(jù)具體特性、流動(dòng)性和喂料流量自定義料斗大小、喂料設(shè)備和橋秤。

體積測(cè)量與重量測(cè)量

多數(shù)喂料器都可以歸為體積喂料器或重量喂料器。體積喂料器在單位時(shí)間內(nèi)送出一定體積的物料，是一種資金成本最低的喂料解決方案。但螺旋式體積喂料器不具備探測(cè)功能，也無法根據(jù)物料堆積密度的變化進(jìn)行調(diào)整。因此，此類喂料器最適合堆積密度穩(wěn)定且流動(dòng)相對(duì)自由的物料（例如：球狀顆粒）和喂料精度不是非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。

重量喂料器在單位時(shí)間內(nèi)送出恒定重量的物料。重量喂料器不僅具備喂料過程監(jiān)控功能，還擁有能夠測(cè)量重量和速度的反饋回路，從而確定每秒實(shí)際喂料重量。

料斗選擇

一旦確定了喂料器的尺寸和類型，必須選擇擁有合適形狀和尺寸的料斗來盛裝連續(xù)塑料混配操作中需要的適量填料。料斗分為圓柱形、非對(duì)稱和對(duì)稱形，其尺寸從1升到數(shù)百升各有不同。喂料器料斗的大小取決于喂料器的補(bǔ)料要求以及可用空間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般每小時(shí)補(bǔ)料12次，且料斗中填料的最高線應(yīng)為料斗容積的80%。由于存在增量成本和空間要求且材料壓實(shí)度可能會(huì)因?yàn)轭w粒之間的交互作用力而提高，所以料斗尺寸不應(yīng)過大。因此，使用以下理論計(jì)算方法來初步估計(jì)要選擇的料斗尺寸：料斗容量=流量/（堆積密度×0.8×12）。

料斗中的沉淀碳酸鈣容易變得密實(shí)，因此，可能會(huì)出現(xiàn)鼠洞和架橋。

喂料設(shè)備

根據(jù)喂料的不同，所使用的喂料設(shè)備也不同。易流動(dòng)粉末和顆粒可以使用單螺桿喂料器，難流動(dòng)粉末可以使用雙螺桿喂料器，纖維料和易碎材料可以使用振動(dòng)托盤。

各種雙螺桿設(shè)計(jì)

對(duì)于易流動(dòng)級(jí)碳酸鈣，使用單螺桿喂料器就足夠了，但通常建議使用雙螺桿喂料器，以便讓結(jié)果更可靠。根據(jù)礦物填料的流量和特性，可以使用各種不同的螺桿。最常用的螺桿異型材為凹陷形、鉆頭形、螺旋形和雙螺旋形。使用螺桿的目的是將大量固體料均勻送入塑料混配工藝。當(dāng)螺桿喂料器停止工作時(shí)，這些螺桿還可以阻止物料流動(dòng)，防止流化固體料大量涌入。

在喂料器螺桿等金屬表面上，碳酸鈣也容易變得密實(shí)。為此，需使用兩個(gè)具有自清潔功能的嚙合同向旋轉(zhuǎn)螺桿來確保螺桿表面清潔和無堆積料。

橋秤

稱重系統(tǒng)從小容量臺(tái)秤到大型三點(diǎn)懸秤系統(tǒng)各有不同。