吸水輥系統在萃取薄膜除水干燥中的研制運用

呂劍銳，魏學鋒

(大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧 大連 116036)

1 工作原理

吸水輥系統在萃取薄膜出水干燥中的研制運用，主要基于PVA縮甲醛吸水海綿的柔韌性、彈性佳、耐磨耗性、優異親水性、高吸水性、孔壁鎖水性，以及卓越的耐油性、耐溶劑特性[1]，在萃取成孔薄膜自水封裝置至后續拉伸定型裝置之間輸運行程中設置吸水輥系統。通過上、下層吸水輥裝置同步相向旋轉擠壓吸附薄膜表面及微孔內部鑲嵌水份，對萃取薄膜起到除水干燥作用，消除薄膜后續拉伸定型干燥出現影響性能的不利因素。通過在結構上設置傳動系統、噴淋系統、上層擠水輥裝置、下層擠水輥裝置、排水系統，保證上、下層吸水輥裝置始終保持與薄膜接觸的柔韌性、吸水性，上、下層吸水輥裝置與薄膜牽引速度保持一致消除對薄膜的損傷，并及時將擠壓排除的水份通過排水裝置排放至指定區域進行處理。

2 主要結構及功能作用

如圖1所示，本文所述的吸水輥系統主要由傳動系統（1）、下層吸水輥裝置（2）、擺動裝置（3）、噴淋系統（4）、上層吸水輥裝置（5）、上層擠水輥裝置（6）、導輥裝置（7）、下層擠水輥裝置（8）、機架（9）、排水系統（10）等部分組成[2]。

圖1 吸水輥系統結構示意圖

2.1 傳動系統結構及功能作用

如圖2所示，傳動系統是下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置同步相向旋轉進行萃取成孔薄膜除水干燥輸運的能量輸入保障。詳見如圖2所示，傳動系統主要由行星擺線針齒變頻減速電機（1）、鏈輪Ⅰ（2）、鏈輪 Ⅱ（3）、鏈輪 Ⅲ（4）、齒輪（5）、鏈條 Ⅰ（6）、鏈條Ⅱ（7）等部分組成。其中鏈輪Ⅰ直聯在行星擺線針齒變頻減速電機輸出軸上，鏈輪Ⅱ連接在下層吸水輥裝置軸端部，通過鏈條Ⅰ實現傳動系統的驅動力由行星擺線針齒變頻減速電機等速傳遞給下層吸水輥裝置；鏈輪Ⅲ連接在擺動裝置軸端部，鏈條Ⅱ作為鏈輪Ⅱ與鏈輪Ⅲ間的動力傳遞元件，將傳動系統的驅動力由下層吸水輥裝置繼續等速傳遞擺動裝置上；而后，通過分別設置在擺動裝置、上層吸水輥裝置軸端部且始終保持相互嚙合狀態的齒輪，將傳動系統的能量傳遞給上層吸水輥裝置，最終實現下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置同步等速相向旋轉實現對萃取成孔薄膜除水干燥及輸運功能[3]。

圖2 傳動系統、擺動裝置結構示意圖

2.2 擺動裝置結構及功能作用

如圖1所示，擺動裝置是根據萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥需要實現上層吸水輥裝置與下層吸水輥裝置分離、壓緊功能及傳動系統能量傳遞的關鍵執行部件。詳見如圖2所示，擺動裝置主要由氣控執行系統、擺臂系統Ⅰ、擺臂系統Ⅱ等部分組成。其中氣控執行系統電磁閥通斷變化促使氣缸活塞桿伸縮推拉擺臂系統Ⅰ進行旋轉，進一步帶動擺臂系統Ⅱ、上層吸水輥裝置整體進行工作位變換，實現上層吸水輥裝置與下層吸水輥裝置分離、貼合壓緊功能，方便快捷完成萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥生產工藝需求。

2.3 吸水輥裝置結構及功能作用

如圖1所示，萃取成孔薄膜膜經設置在吸水輥系統前部的導輥裝置由水封裝置輸運通過上層吸水輥裝置、下層吸水輥裝置，并通過兩者貼合壓緊盡可能完全吸除薄膜表面及微孔內部鑲嵌水份，而后經過設置在吸水輥系統前部的導輥裝置輸運至后續拉伸定型干燥設備。

如圖1、圖2所示，吸水輥裝置主要是由下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置組成，其中下層吸水輥裝置安裝調整至最佳工作位置后即保持不變，僅在傳動系統作用下與上層吸水輥裝置保持同步等速相向旋轉，實現對萃取成孔薄膜除水干燥及輸運功能；與下層吸水輥裝置不同，上層吸水輥裝置在擺動裝置的帶動下，可實現兩個工位：非工作工位為萃取成孔薄膜穿膜操作所需的旋轉一定角度與下層吸水輥裝置分離，工作工位為萃取成孔薄膜除水干燥所需的下層吸水輥裝置壓緊貼合并與牽引速度匹配的同步等速相向旋轉。

值得重點強調，為保證吸水輥的最佳除水干燥功能的實現，下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置選擇具有閉孔率低、相互連通微孔結構的PVA縮甲醛海綿輥。借以充分利用PVA材料優良的表觀特性、柔韌性、親水性、彈性佳、耐磨耗性，卓越的耐油性、耐溶劑性，以及其孔壁鎖水機理為主的高吸水率、保水率，非常好地對萃取薄膜除水干燥，保證萃取成孔薄膜的表面質量及透氣度等更關鍵性能要求，為后續薄膜的進一步定性干燥創造了有利條件。[1]

2.4 擠水輥系統結構及功能作用

如圖3所示，擠水輥系統主要由上層擠水輥裝置（1）、下層擠水輥裝置（3）組成，其兩者分別設置在上層吸水輥裝置、下層吸水輥裝置下部，具有位置角度調整功能。為保證上層吸水輥裝置、下層吸水輥裝置在萃取成孔薄膜牽引輸運過程中快速有效吸除薄膜表面及微孔內部鑲嵌水份，在兩者各自旋轉軌跡下部適宜位置分別設置擠水輥系統的上層擠水輥裝置、下層擠水輥裝置。如此設置擠水輥系統，主要目的在于根據生產需要持續高效對PVA海綿輥實施擠壓脫水，保證吸水輥裝置始終保持最佳吸水工作狀態，輸運萃取成孔薄膜的同時保證對其優良的擠壓除水干燥功能，防止在后續拉伸定型干燥過程中產生水花紋，為保證萃取成孔薄膜的表面質量及透氣度等更關鍵性能要求創造積極條件。

圖3 擠水輥系統、排水系統結構示意圖

2.5 排水系統結構及功能作用

如圖3所示，排水系統在結構上主要由上接水盤（2）、排水軟管 Ⅰ（4）、下接水盤（5）、排水軟管 Ⅱ（6）組成，其中上接水盤、下接水盤分別安裝在機架對應上層擠水輥裝置、下層擠水輥裝置擠壓上層吸水輥裝置、下層吸水輥裝置連續排液的適宜位置。其中上接水盤設置在對應上層擠水輥裝置下部，通過排水軟管Ⅰ將上層吸水輥裝置擠壓脫離出積聚在上接水盤內的液體排放至下接水盤中；下接水盤內盛放的是通過下層擠水輥裝置擠壓作用迫使下層吸水輥裝置排放出的液體，以及上接水盤內排放至此的液體，兩部分液體匯聚后通過排水軟管Ⅱ排放至制定區域進行集中處理。排水系統與擠水輥系統協調配合，共同完成吸水輥系統在萃取成孔薄膜輸運過程中的除水干燥。

2.6 噴淋系統結構及功能作用

詳見圖1所示，噴淋裝置設置在吸水輥系統上部，通過管路系統將進水總管內的純凈水以一定壓力、流量噴淋在下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置PVA海綿輥表面，利用PVA的親水、孔壁鎖水特性，保持PVA海綿輥表面始終濕潤柔滑、最佳彈性及柔韌性，避免在萃取成孔薄膜輸運及除水干燥過程中對膜面產生損傷。作為吸水輥系統的輔助裝置，噴淋系統必須時刻保證正常工作狀態能力，以保證下層吸水輥裝置、上層吸水輥裝置PVA海綿輥表面處于最佳除水干燥狀態為佳。

3 結束語

塑料擠出拉伸薄膜經萃取成孔經過水封裝置后，薄膜表面及微孔內部會吸附鑲嵌大量液體，通過吸水輥系統的研制運用，可將薄膜表面及鑲嵌于微孔內部的液體充分吸除干燥。吸水輥系統在萃取成孔薄膜除水干燥中的研制運用，充分消除了后續拉伸定型干燥生產過程薄膜表面形成不規律性水花紋可能性，避免薄膜因未經優異的除水干燥而影響表面質量及透氣度等關鍵性能，為薄膜后續拉伸定型干燥創造了有利條件保障。