XPS оборудование для производства

XPS оборудование используется для производства экструдированного пенополистирола (XPS - еXtruded PoliStyrene) путем продавливания расплава полимера с добавками через формообразующее отверстие фильеры. Для вспенивания расплава в его состав наряду с базовыми полимерами добавляются пенообразователи (фреоны или составы на основе углекислого газа).

Линия экструзии работает в автоматическом или полуавтоматическом режиме с момента подачи и дозирования сырья до момента выпуска готового листового изделия. При полной автоматизации процесса вмешательство оператора необходимо только на этапе загрузки сырья и выгрузки готового материала. Важно обеспечить компьютерный контроль технологического процесса, что достигается через электронный пульт управления.

Экструдированный пенополистирол XPS

Экструдированный (экструзионный) пенополистирол представляет собой облегченный вспененный теплоизоляционный материал, который производится методом экструзии. В отличие от обычного пенопласта, легко деформирующегося и теряющего форму при резком механическом воздействии, XPS листы имеют более плотную структуру с равномерно распределенными внутри замкнутыми ячейками (гранулами). Размер гранул 1/3-1/2 мм. При увеличении структура XPS выглядит как плотная совокупность небольших пор и пузырьков.

Посмотреть объявления о продаже пенополистирола, вы можете на нашем сайте.

Плиты XPS имеют прямоугольную форму с прямыми или L-образными краями. L-образная форма краевой кромки более предпочтительна, поскольку обеспечивает лучшее сцепление изделий между собой при укладке. При прямой кромке на стыке швов может возникать эффект продувания.

Размер плиты, регламентированный ГОСТом, равен 600Х1200 мм или 600Х2400 мм. Однако производители могут менять ширину плит. Наиболее часто она равна 580 мм. Толщина листов XPS составляет 10-100 мм. Наибольшее распространение получили листы толщиной 1 см или 2 см.

Свойства пенополистирола XPS

Одним из главных свойств XPS плит является его низкая теплопроводность. Для рассматриваемого материала коэффициент теплопроводности λ = 0,029 Вт/м. Данная величина показывает, что при разнице температур в 1 градус для стены толщиной в 1м и площадью 1м² потери тепла будут составлять 0,029 Вт. Это самый низкий показатель из всех существующих современных материалов.

XPS лист обладает устойчивостью к механическому воздействию и давлению, легко восстанавливает форму после деформации, не крошится. Прочность на сжатие при деформирующем воздействии составляет 10% – 15-100 т/м2 (150-1000кПа), что соответствует самым жестким требованиям государственных стандартов, которые предъявляются к утеплителям.

При намокании XPS проявляется негигроскопичные свойства – устойчивость к влаге и набуханию. При полном погружении водопоглощение материала составляет 0,2%. Величина настолько мала, что при расчетах ею пренебрегают.

Вода не может проникнуть в поры материала, заполненные воздухом. В незначительной степени она может заполнить поры только при их разрушении, например, если лист разрезан. За счет этого в порах экструзионного пенополистирола не развивается плесень и грибок. При промерзании до -70⁰С и последующем оттаивании пенополистирол не меняет форму и геометрические размеры, не сжимается и не растягивается. Цикл заморозки и размораживания может повторяться многократно без потери материалом физико-механических свойств.

Пенополистирол экструдированный устойчив к возгоранию. Это достигается за счет введения в его состав антипиренов, которые обеспечивают самозатухание материала. Плиты XPS имеют показатель Т2 и характеризуются как умеренно опасные утеплители. Материал будет гореть только при прямом контакте с огнем.

Химическая стойкость материала – еще одно важное свойство. XPS выдерживает воздействие различных кислот, едких щелочей, солевых растворов, хлористой извести, аммиака, масел животного и растительного происхождения, цементов, спиртосодержащих жидкостей, углекислого газа, бутана и пропана. Плиты XPS подходят под штукатурку и окрашивание.

Важно учесть, что под действием ультрафиолета может начаться разрушение верхнего слоя. Потому хранить XPS листы рекомендуется в заводской упаковке в месте, где нет прямых солнечных лучей.

Применение экструдированного пенополистирола

Воздух является лучшим теплоизолятором. Пенополистирол экструдированный XPS насыщен воздухом. Потому он считается одним из лучших утеплителей для стен, перекрытий, потолков, кровель, фасадов. Однако XPS характеризуется низкой способностью паропропускания. Потому для внутренней отделки его используют только при условии наличия качественной системы принудительной вентиляции. В противном случае будет нарушен микроклимат в помещении.

Для внешней отделки (кровли, фасады, фундаменты, полы) экструзионный пенополистирол подходит оптимально. Его используют при строительстве частных и промышленных объектов.

Технология процесса производства пенополистирола XPS

При использовании полуавтоматической линии для производства XPS компоненты смеси подаются оператором в предварительный загрузчик в количестве, заданном рецептурой. В предварительном загрузчике происходит смешивание компонентов смеси.

В автоматической линии оператор загружает сырье в вакуумные загрузчики, после чего гравиметрические дозаторы отмеряют необходимое количество компонентов. Основным полимером для производства XPS служат полистирол и вторичный полистирол, полученный после рециклинга. Добавочные компоненты – красители, стабилизирующие добавки, антипирен.

Фото заимствовано с сайта granula.pro

Из предварительного загрузочного бункера сырье подается в питающий бункер первого экструдера. Здесь происходит полимеризация и первичное перемешивание компонентов смеси, введение вспенивающих агентов с последующим перемещением ко второму экструдеру. В качестве вспенивающих агентов используется этанол, углекислый газ СО2 и фреоны. Основными пенообразователями являются этанол и углекислый газ. Их использование позволяет снизить себестоимость готовой продукции.

Стоит учесть, что не все виды оборудования для производства XPS рассчитаны на работу с СО2, поскольку углекислый газ подается в сверхкритическом состоянии – при высоких значениях температуры и давления. При этом важен четкий контроль этих параметров. Существуют линии, работающие только на фреоне. Себестоимость произведенной на них продукции выше.

Во втором экструдере осуществляется процесс гомогенизации до состояния, когда каждый компонент смеси, включая пенообразователи, имеет равную концентрацию в любом произвольном объеме расплава. На этом же этапе осуществляется охлаждение смеси, насыщенной пенообразователями. После второго экструдера расположен статический смеситель, в котором завершается процесс смешивания.

Далее расплав перемещается в зону формования, где пропускается через формообразующую головку – фильеру. На выходе из фильеры вспенивающий агент переходит из сверхкритического состояния в газообразное. Процесс падения давления вспенивающего агента до нормального уровня сопровождается увеличением объема полистирола. По консистенции вспененный материал похож на взбитые сливки. В таком виде он проходит формующую фильеру.

Лента из вспененного полистирола подается на прокатное (калибрующее) устройство для формирования листов заданной толщины. С калибрующего устройства листы движутся по отводным устройствам - рольгангам, одновременно охлаждаясь. Завершающим этапом является нарезка листов на изделия заданной ширины и длины с последующей фрезеровкой L-кромок, если это необходимо.

Отходы производства (обрезки) передаются в дробилку и далее в гранулятор для рециклинга и последующего использования. Производство XPS листов является безотходным. Однако в исходном сырье допускается применение вторичного сырья в количестве до 10% от общей массы компонентов.

Фото заимствовано с сайта p-z-o.com

Готовые листы пенополистирола для формирования пачек отправляются в штабелер, а оттуда в зону упаковки. Завершающим этапом является выстаивание готовой и упакованной продукции в теплом помещении для дегазации вспенивающих агентов (их замещения воздухом). В результате листы XPS приобретают заданные параметры прочности на сжатие при деформации.

Состав линии для производства листов XPS

Оборудование для производства XPS схоже по составу линии с оборудованием для производства пенопласта. Однако отличается технология. Средняя производительность XPS экструдера при круглосуточной работе составляет 150 м³ в сутки.

• Станина и фундамент.

• Смеситель и загрузчик.

• Система впрыска вспенивающих компонентов.

• Экструзионная система.

• Прокатное устройство.

• Первое и второе отводное устройство.

• Устройство для торцевания.

• Поперечный резак.

• Укладчик.

• Электронная система управления.

Станина и фундамент

Станина производственной линии имеет составную конструкцию. Линия может быть доукомплектована дополнительными узлами, если это необходимо. 

Для эксплуатации данного вида оборудования необходимо предусмотреть фундамент, на котором устанавливается экструдер. Он крепится к бетонной плите и ограничивается при помощи барьеров.

Экструзионная система.

Экструзионная система – сердце линии по производству плит XPS.  Она может включать одношнековых, двухшнековый или трехшнековый экструдер.

Одношнековый экструдер

Производительность одношнекового экструдера составляет 50-5000 кг/час. Диаметр шнека одночервячного экструдера может варьироваться в диапазоне 20-400 мм. Преимуществом данной системы экструзии является сниженное энергопотребление до 30% в сравнении со стандартными двухчервячными экструдерами. При использовании одношнекового экструдера достигается высокая точность управления процессом, достаточно хорошая производительность.

Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

Двухшнековый экструдер

Двухшнековый экструдер – наиболее популярное решение для большинства производственных задач. При его использовании достигается стабильный контроль температуры и давления, повышенная производительность в сравнении с одночервячным экструдером. В процессе работы в двухшнековом экструдере достигается качественное перемешивание полимерных компонентов.

Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

Трехшнековый экструдер

Свободный объем шнека в трехшнековой модели экструдера увеличен до 40% в сравнении с одночервячными и двухчервячными моделями. В трехшнековом экструдере достигается максимальное рассеивание вспенивающих агентов в массе смеси, более высокий крутящий момент и пропускная способность оборудования. За счет этого обеспечивается высококачественное наполнение пенообразователями полистирола.

Смеситель и загрузчик

Комплекс данных узлов обеспечивает первичную приемку компонентов смеси, последующее перемешивание и подачу в зону питания экструдера. Работу смесителя и загрузчика обеспечивает мотор мощностью 2,2 кВт. Диаметр загрузочной воронки бункера 155 мм. Средняя производительность 1,5 т/25 мин. В различных моделях параметры загрузчика могут отличаться.

При загрузке сырья важно следить за его состоянием. Слежавшееся или мокрое сырье может прилипать к стенкам загрузчика или шнека, отчего возникает закупорка или нарушается рецептура смеси. Важно остановить работу устройства и очистить смеситель и загрузчик от залипшей массы.

Система впрыска вспенивающих компонентов

Система впрыска используется для подачи пенообразующих компонентов в цилиндр экструдера в процессе полимеризации и гомогенизации полимеров и добавок. В устройстве впрыска используется плунжерный насос, выдерживающий высокое давление до 50 МПа. Насос приводится в действие мотором мощностью 4,4 кВт.

Компоненты для вспенивания массы могут представлять опасность для окружающей среды и рабочего персонала. По этой причине важно не допускать утечек и своевременно проверять уплотнители системы.

Прокатное устройство

На выходе из формующей головки полистирол имеет вспененную структуру. Объем массы пенеполистирола в 40 раз больше первоначального объема. Расширение происходит одновременно с процессом понижения давления углекислого газа. Для придания пенообразной ленте переменной толщины заданного размера ее пропускают через прокатное устройство (калибратор). Прокатный станок смонтирован на колесах, за счет чего его можно двигать вперед-назад и останавливать в определенном месте.

Прокатное устройство представляет собой конструкцию из двух плит, верхняя из которых движется благодаря механизму подъема-опускания (четыре вертикальных подъемника с самосмазывающимися подшипниками). Плиты (пластины) закреплены на основании.  Механизм подъема-опускания плиты приводится в движение при помощи двух моторов мощностью 0,75 кВт. Вертикальные подъемники подъемного механизма попарно соединены между собой гибкими муфтами, что обеспечивает их синхронное движение.

Отводное устройство (рольганг)

В конструкции линии по производству плит XPS  используется два отводных устройства. Первое отводное устройство обеспечивает отведение ленты вспененного пенополистирола непосредственно от формующей головки. Равномерно вращающиеся ролики плотно прижимаются к плите, тем самым обеспечивая ее перемещение вперед за счет силы трения. Ролики имеют прорезиненную поверхность. Они приводятся в движение двумя моторами мощностью по 4 кВт каждый.

Второе отводное устройство расположено после прокатного станка и принимает с него плиту. При этом плита имеет неровные края, нетоварный вид. Над вторым отводным устройством расположен резак, обеспечивающий обрезку кромок. Оператор устанавливает положение лезвий режущего устройства, тем самым определяя ширину будущего листа. Режущие лезвия приводятся в движение двумя электромоторами, работающими от переменного тока. Протягивание плиты осуществляется четырьмя роликами с моторами, как и в первом отводном устройстве.

При нарезке ленты на плиты заданной ширины образуется пыль, которая сдувается вентиляторами. Все элементы отводного устройства закреплены на станине. Предусмотрен выключатель для экстренной остановки станка при возникновении аварийной ситуации.

Устройство для торцевания

Плиты XPS  выпускаются двух видов: с прямыми кромками и с кромкой L-образной формы. В первом случае применения устройства для торцевания не требуется. Во втором случае по торцам плиты нарезаются канавки, благодаря которым улучшается сцепление при стыковке двух плит. Установка для торцевания включает в себя подвижное лезвие, прижимные ролики и мотор.

Поперечный резак

Поперечная резка необходима для того, чтобы разрезать на плиты нужной длины первоначальную ленту. При разрезании ленты образуются опилки и пыль, которые удалятся при помощи вентиляторов мощностью 1,5 кВт.

За перемещение подвижного поперечного резака вперед отвечает пневматический цилиндр. Обратное движение пилы резака осуществляется за счет мотора, соединенного с ней ременной передачей. В процессе резки плита прижимается и фиксируется двумя пневматическими цилиндрами. Шаг нарезки устанавливается оператором и контролируется фотоэлементом.

Укладчик

При нарезании ленты на поперечные куски она продолжает двигаться дальше и отправляется на штабелер, где собирается в пачки. Укладчик представляет собой стальную раму с установленной на ней плитой из оцинкованной стали. Размер плиты укладчика 2,4Х1,2 м, что достаточно для плит различного размера. Пачки могут иметь 4 или 8 плит в зависимости от толщины вспененного пенополистирола.

Электронная система управления

Плиты XPS производятся в полуавтоматическом или автоматическом режиме. В обоих случаях параметры задаются оператором и передаются узлам производственной линии через электронную систему управления. В большинстве моделей используются высокоточные и производительные компьютеры японского производства, управляющие технологическим процессом: температурой подогрева и охлаждения, параметрами резки.