密炼机在工作过程中,物料受到强烈剪切与捏炼,物料温度急剧升高。在塑炼过程中温度过高将会导致物料分子的分解和焦烧,在混炼过程中温度过低将会导致物料得不到有效的塑化,各种组分得不到充分的均化,不仅影响塑炼效率,且增大了功率消耗。因此塑炼过程中对温度的控制至关重要。密炼机的温控系统就是向密炼室、转子、卸料门、压砣及挡圈等通达导热介质,并且有效的调控各部门温度的系统装置,是提高炼塑质量和效率的重要装置。
如前所述,为了有效控温,密炼室、转子、卸料门及压砣等关键部位的结构都进行了很大改进,而密炼机温控系统也实现了系统自控。
20世纪70年代之前,由于密炼机炼塑基本上还处于低速、低效的炼塑工艺阶段,其加热系统就是向相关各部位通达蒸汽,温度控制则是通过控制蒸汽压力来实现;冷却水系统大多采用开式范流式,开式冷却水循环(槽式或管道式)系统。至20世纪80年代由于炼塑工艺的发展,开始注重了对密炼室、转子和卸料门的冷却效果,冷却水系统采用了分段闭式冷却水循环控制系统,为了追求高的冷却效果,人们甚至追求使用冷冻水。20世纪90年代,随着对物料的炼制要求越来越高,人们探索出:如果炼塑温度太高,了控制物料温度,会使密炼时间过短,物料的分散度欠佳,反之又会造成物料的局部烧焦;如果炼塑温度较低,则又会造成物料在密炼室内打滑,拖长炼塑时间。而当适当控制循环冷却水的温度,而不是过分地追求低水温,实施对密炼室室壁温度、转子表面温度和卸料门温度分别分段予以有效的控制,既可以极大地提高炼塑效率,又可以很好地提高物料的分散度;既可以保证本批物料的炼塑质量,又可以破少各批次物料之间的炼塑质量差异。据介绍,在大型密炼机上,若将上述相关温度控制在30~40°C时,混炼效率可以提高20%~30%,组分分散率可达98%以上。
基于上述理论,国产新型密炼机上大多配置了闭路循环水温控制装置,该装置具有高的控制箱度及自动化程度。全封闭式温控系统,采用软化水全封闭循环,运用 PID 技术实现
精准的水温自控,控制精度可达士1°C。可以根据塑料配方和炼塑工艺要求,对各部位的工艺温度进行设定,用电加热器和通冷却水对通道内软化水进行加热或冷却,通过PID 控制热交换系统使各段温度得以有效均衡地调控。所有元件及管路均安装在一个封闭柜内,用PLC进行温度控制。它不仅节水节电、占地小、维护简便,且可使炼塑效率提高5%左右。
目前闭路循环水温控制装置已定型量产,可按密炼机规格要求选配。