吸水辊系统在萃取薄膜除水干燥中的研制运用

吕剑锐，魏学锋

(大连橡胶塑料机械有限公司，辽宁 大连 116036)

1 工作原理

吸水辊系统在萃取薄膜出水干燥中的研制运用，主要基于PVA缩甲醛吸水海绵的柔韧性、弹性佳、耐磨耗性、优异亲水性、高吸水性、孔壁锁水性，以及卓越的耐油性、耐溶剂特性[1]，在萃取成孔薄膜自水封装置至后续拉伸定型装置之间输运行程中设置吸水辊系统。通过上、下层吸水辊装置同步相向旋转挤压吸附薄膜表面及微孔内部镶嵌水份，对萃取薄膜起到除水干燥作用，消除薄膜后续拉伸定型干燥出现影响性能的不利因素。通过在结构上设置传动系统、喷淋系统、上层挤水辊装置、下层挤水辊装置、排水系统，保证上、下层吸水辊装置始终保持与薄膜接触的柔韧性、吸水性，上、下层吸水辊装置与薄膜牵引速度保持一致消除对薄膜的损伤，并及时将挤压排除的水份通过排水装置排放至指定区域进行处理。

2 主要结构及功能作用

如图1所示，本文所述的吸水辊系统主要由传动系统（1）、下层吸水辊装置（2）、摆动装置（3）、喷淋系统（4）、上层吸水辊装置（5）、上层挤水辊装置（6）、导辊装置（7）、下层挤水辊装置（8）、机架（9）、排水系统（10）等部分组成[2]。

图1 吸水辊系统结构示意图

2.1 传动系统结构及功能作用

如图2所示，传动系统是下层吸水辊装置、上层吸水辊装置同步相向旋转进行萃取成孔薄膜除水干燥输运的能量输入保障。详见如图2所示，传动系统主要由行星摆线针齿变频减速电机（1）、链轮Ⅰ（2）、链轮 Ⅱ（3）、链轮 Ⅲ（4）、齿轮（5）、链条 Ⅰ（6）、链条Ⅱ（7）等部分组成。其中链轮Ⅰ直联在行星摆线针齿变频减速电机输出轴上，链轮Ⅱ连接在下层吸水辊装置轴端部，通过链条Ⅰ实现传动系统的驱动力由行星摆线针齿变频减速电机等速传递给下层吸水辊装置；链轮Ⅲ连接在摆动装置轴端部，链条Ⅱ作为链轮Ⅱ与链轮Ⅲ间的动力传递元件，将传动系统的驱动力由下层吸水辊装置继续等速传递摆动装置上；而后，通过分别设置在摆动装置、上层吸水辊装置轴端部且始终保持相互啮合状态的齿轮，将传动系统的能量传递给上层吸水辊装置，最终实现下层吸水辊装置、上层吸水辊装置同步等速相向旋转实现对萃取成孔薄膜除水干燥及输运功能[3]。

图2 传动系统、摆动装置结构示意图

2.2 摆动装置结构及功能作用

如图1所示，摆动装置是根据萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥需要实现上层吸水辊装置与下层吸水辊装置分离、压紧功能及传动系统能量传递的关键执行部件。详见如图2所示，摆动装置主要由气控执行系统、摆臂系统Ⅰ、摆臂系统Ⅱ等部分组成。其中气控执行系统电磁阀通断变化促使气缸活塞杆伸缩推拉摆臂系统Ⅰ进行旋转，进一步带动摆臂系统Ⅱ、上层吸水辊装置整体进行工作位变换，实现上层吸水辊装置与下层吸水辊装置分离、贴合压紧功能，方便快捷完成萃取成孔薄膜穿膜操作、除水干燥生产工艺需求。

2.3 吸水辊装置结构及功能作用

如图1所示，萃取成孔薄膜膜经设置在吸水辊系统前部的导辊装置由水封装置输运通过上层吸水辊装置、下层吸水辊装置，并通过两者贴合压紧尽可能完全吸除薄膜表面及微孔内部镶嵌水份，而后经过设置在吸水辊系统前部的导辊装置输运至后续拉伸定型干燥设备。

如图1、图2所示，吸水辊装置主要是由下层吸水辊装置、上层吸水辊装置组成，其中下层吸水辊装置安装调整至最佳工作位置后即保持不变，仅在传动系统作用下与上层吸水辊装置保持同步等速相向旋转，实现对萃取成孔薄膜除水干燥及输运功能；与下层吸水辊装置不同，上层吸水辊装置在摆动装置的带动下，可实现两个工位：非工作工位为萃取成孔薄膜穿膜操作所需的旋转一定角度与下层吸水辊装置分离，工作工位为萃取成孔薄膜除水干燥所需的下层吸水辊装置压紧贴合并与牵引速度匹配的同步等速相向旋转。

值得重点强调，为保证吸水辊的最佳除水干燥功能的实现，下层吸水辊装置、上层吸水辊装置选择具有闭孔率低、相互连通微孔结构的PVA缩甲醛海绵辊。借以充分利用PVA材料优良的表观特性、柔韧性、亲水性、弹性佳、耐磨耗性，卓越的耐油性、耐溶剂性，以及其孔壁锁水机理为主的高吸水率、保水率，非常好地对萃取薄膜除水干燥，保证萃取成孔薄膜的表面质量及透气度等更关键性能要求，为后续薄膜的进一步定性干燥创造了有利条件。[1]

2.4 挤水辊系统结构及功能作用

如图3所示，挤水辊系统主要由上层挤水辊装置（1）、下层挤水辊装置（3）组成，其两者分别设置在上层吸水辊装置、下层吸水辊装置下部，具有位置角度调整功能。为保证上层吸水辊装置、下层吸水辊装置在萃取成孔薄膜牵引输运过程中快速有效吸除薄膜表面及微孔内部镶嵌水份，在两者各自旋转轨迹下部适宜位置分别设置挤水辊系统的上层挤水辊装置、下层挤水辊装置。如此设置挤水辊系统，主要目的在于根据生产需要持续高效对PVA海绵辊实施挤压脱水，保证吸水辊装置始终保持最佳吸水工作状态，输运萃取成孔薄膜的同时保证对其优良的挤压除水干燥功能，防止在后续拉伸定型干燥过程中产生水花纹，为保证萃取成孔薄膜的表面质量及透气度等更关键性能要求创造积极条件。

图3 挤水辊系统、排水系统结构示意图

2.5 排水系统结构及功能作用

如图3所示，排水系统在结构上主要由上接水盘（2）、排水软管 Ⅰ（4）、下接水盘（5）、排水软管 Ⅱ（6）组成，其中上接水盘、下接水盘分别安装在机架对应上层挤水辊装置、下层挤水辊装置挤压上层吸水辊装置、下层吸水辊装置连续排液的适宜位置。其中上接水盘设置在对应上层挤水辊装置下部，通过排水软管Ⅰ将上层吸水辊装置挤压脱离出积聚在上接水盘内的液体排放至下接水盘中；下接水盘内盛放的是通过下层挤水辊装置挤压作用迫使下层吸水辊装置排放出的液体，以及上接水盘内排放至此的液体，两部分液体汇聚后通过排水软管Ⅱ排放至制定区域进行集中处理。排水系统与挤水辊系统协调配合，共同完成吸水辊系统在萃取成孔薄膜输运过程中的除水干燥。

2.6 喷淋系统结构及功能作用

详见图1所示，喷淋装置设置在吸水辊系统上部，通过管路系统将进水总管内的纯净水以一定压力、流量喷淋在下层吸水辊装置、上层吸水辊装置PVA海绵辊表面，利用PVA的亲水、孔壁锁水特性，保持PVA海绵辊表面始终湿润柔滑、最佳弹性及柔韧性，避免在萃取成孔薄膜输运及除水干燥过程中对膜面产生损伤。作为吸水辊系统的辅助装置，喷淋系统必须时刻保证正常工作状态能力，以保证下层吸水辊装置、上层吸水辊装置PVA海绵辊表面处于最佳除水干燥状态为佳。

3 结束语

塑料挤出拉伸薄膜经萃取成孔经过水封装置后，薄膜表面及微孔内部会吸附镶嵌大量液体，通过吸水辊系统的研制运用，可将薄膜表面及镶嵌于微孔内部的液体充分吸除干燥。吸水辊系统在萃取成孔薄膜除水干燥中的研制运用，充分消除了后续拉伸定型干燥生产过程薄膜表面形成不规律性水花纹可能性，避免薄膜因未经优异的除水干燥而影响表面质量及透气度等关键性能，为薄膜后续拉伸定型干燥创造了有利条件保障。