一種用于火zha藥制備的雙螺桿連續(xù)塑化混合裝置
專li名稱：一種用于火zha藥制備的雙螺桿連續(xù)塑化混合裝置，申請?zhí)枺篊N202211303480.X，公開公告號：CN115594552A，2023年1月完成發(fā)明專li公開，專li權(quán)申請人為南京科銳擠出機械有限公司?；饅ha藥、高能熱敏含能材料制備屬于高風險特種加工領(lǐng)域，物料本身對溫度、壓力、剪切應力高度敏感，加工過程中一旦出現(xiàn)局部過熱、壓力驟升、剪切過載等異常工況，極易引發(fā)安全隱患。傳統(tǒng)間歇式攪拌混料設備生產(chǎn)效率低下，物料混合均勻度有限，批次之間產(chǎn)品一致性差，人工參與環(huán)節(jié)多，安全管控難度大；而普通通用雙螺桿擠出設備沒有針對高能含能物料做專項安全防護設計，溫度、壓力監(jiān)測手段簡單，缺少多重聯(lián)鎖防護機制，無法直接應用于火zha藥類高危物料的連續(xù)塑化混合生產(chǎn)場景。南京科銳擠出機械有限公司立足特種熱敏高能材料加工領(lǐng)域的現(xiàn)實需求，研發(fā)出本項發(fā)明專li，重點解決火zha藥制備過程當中混合效率不足、安全防護薄弱、工藝參數(shù)監(jiān)測缺失等行業(yè)痛點，實現(xiàn)物料高效混合的同時，具備完shan的安全防護體系，可以實時檢測混合腔內(nèi)部溫度與壓力變化，及時識別異常工況，有效規(guī)避生產(chǎn)過程當中意外風險的發(fā)生，為高能敏感材料連續(xù)化加工提供全新設備技術(shù)方案。
在火zha藥及含能復合材料加工工藝中，物料組分復雜，多種粉體、黏結(jié)劑、功能助劑需要實現(xiàn)高度均勻的塑化共混，混合效果直接決定成品物料理化性能。傳統(tǒng)間歇式釜式混料模式，每一批次都需要完成投料、混煉、出料、清釜完整流程，生產(chǎn)不連續(xù)，勞動強度大，不同批次容易出現(xiàn)混合程度差異，產(chǎn)品品質(zhì)波動明顯。普通雙螺桿設備雖然具備連續(xù)混煉能力，但面向高能敏感物料時存在諸多短板，螺桿剪切強度難以精準管控，容易產(chǎn)生過量剪切熱；機筒內(nèi)部溫度、壓力采集點位少，只監(jiān)測機筒外壁溫度，無法獲取物料真實的內(nèi)部瞬時溫度與腔體內(nèi)實際壓力；缺少多級超限報警、緊急泄壓、快速停機等成套安全防護結(jié)構(gòu)，一旦工藝出現(xiàn)波動，不能夠快速響應處置，給特種生產(chǎn)帶來極大不確定性。本發(fā)明專li針對以上痛點，重新對雙螺桿主機螺桿組合構(gòu)型、機筒腔體結(jié)構(gòu)、在線傳感監(jiān)測布局、安全聯(lián)鎖執(zhí)行機構(gòu)進行一體化創(chuàng)新設計，在保障高效分布?分散混合效果的前提下，控制剪切熱的生成，降低物料局部過熱概率。設備腔體內(nèi)部布設多組高精度溫度傳感器與壓力傳感器，傳感器直接接觸物料流道區(qū)域，能夠?qū)崟r采集塑化混合過程當中物料真實溫度、腔體內(nèi)實際壓力數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)實時上傳至控制系統(tǒng)，實現(xiàn)全流程工藝參數(shù)可查看、可記錄、可追溯。
該發(fā)明核心技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在高效混合與多重安全防護兩大層面。在混煉結(jié)構(gòu)設計上，采用適配火zha藥物料特性的低剪切、高分散螺桿元件組合，兼顧輸送推進、熔融塑化、組分分散混合功能，在不產(chǎn)生過高剪切溫升的基礎之上完成多組分物料的均勻共混，實現(xiàn)連續(xù)進料、連續(xù)混合、連續(xù)出料，擺脫間歇式生產(chǎn)的效率瓶頸，提升生產(chǎn)連續(xù)性與批次穩(wěn)定性。在安全防護體系方面，設備設置溫度閾值、壓力閾值多級預警機制，當監(jiān)測數(shù)值接近安全臨界區(qū)間時系統(tǒng)提前發(fā)出聲光預警；一旦溫度或者壓力超過安全設定上限，系統(tǒng)可快速觸發(fā)聯(lián)鎖保護動作，執(zhí)行緊急停機、緊急泄壓、強制冷卻等處置流程，及時化解異常工況帶來的風險，從設備硬件和軟件控制兩個維度構(gòu)建多重安全屏障，有效防止意外情況發(fā)生。同時設備整體結(jié)構(gòu)充分考慮防靜電、阻燃、防爆設計要求，機筒、螺桿、傳動部件均選用適配特種工況的材質(zhì)，降低摩擦起熱、靜電積聚等風險因素，整機適配火zha藥制備車間的安全生產(chǎn)規(guī)范要求。
該發(fā)明專li技術(shù)和公司已授quan的“一種針對熱敏高能材料的連續(xù)塑化混合裝置"實用新型專li形成發(fā)明?實用新型專li組合，一個側(cè)重特種工況安全監(jiān)測與整體裝置發(fā)明，一個側(cè)重結(jié)構(gòu)部件優(yōu)化，二者技術(shù)相互補充，共同構(gòu)筑企業(yè)在熱敏、高能、含能類高分子材料加工裝備領(lǐng)域的核心技術(shù)壁壘。相關(guān)技術(shù)成果除面向火zha藥制備場景之外，還可以向下兼容民用低煙無鹵阻燃材料、高填充熱敏改性料、易分解復合材料等高危敏感物料的加工需求，經(jīng)過適配改造之后，可落地應用在TSC雙階擠出生產(chǎn)線、特種改性造粒成套裝備之上，拓展設備的特種材料加工適配能力。設備從零部件加工、裝配、傳感器標定到整機安全聯(lián)鎖測試，全部納入ISO9001:2015質(zhì)量管理體系，每一套樣機都要完成多輪溫度壓力模擬超限測試、聯(lián)鎖保護可靠性測試，確保監(jiān)測系統(tǒng)靈敏可靠，安全機構(gòu)動作響應及時。
作為企業(yè)重要的發(fā)明專li成果，該項技術(shù)補齊了南京科銳擠出機械有限公司在特種高危材料連續(xù)混煉裝備上的知識產(chǎn)權(quán)布局。結(jié)合公司機電成套設備電氣控制系統(tǒng)生產(chǎn)備案、粉塵處理負壓輸送輔機環(huán)保生產(chǎn)備案、CE歐盟安全認證、出口產(chǎn)品檢驗備案等全套資質(zhì)體系，相關(guān)技術(shù)既可以服務國內(nèi)特種新材料科研與工業(yè)化項目，也可以根據(jù)民用項目需求做技術(shù)降維適配，服務改性塑料、可降解材料、阻燃復合材料等眾多民用新材料行業(yè)。南京科銳擠出機械有限公司持續(xù)聚焦普通高分子材料以及熱敏高能特種材料兩大方向進行裝備研發(fā)，不只追求設備的混煉加工性能，更將安全生產(chǎn)、過程監(jiān)測、風險預警放在設備研發(fā)的重要位置，持續(xù)把專li技術(shù)轉(zhuǎn)化為實體裝備的綜合性能，致力于為各類新材料客戶提供安全可靠、工藝可控、高效穩(wěn)定的成套擠出塑化混合整體解決方案。
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