齿轮泵在塑料橡胶生产中的应用(2)

橡胶生产中对齿轮泵的特殊需求

　　在橡胶工业中，用到齿轮泵的典型橡胶复合物包括聚丁橡胶（BR）、氯丁橡胶（CR）、乙丙三元共聚物橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）、丁苯橡胶（SBR）以及天然橡胶。这些橡胶复合物给齿轮泵提出了许多挑战性的问题。虽然与热塑性塑料相比，这些橡胶的加工温度已经很低了，但是它们还是有可能发生燃烧或焦化，这些问题使得橡胶处理机出现了许多潜在的问题。这些橡胶还存在高粘度、低润滑性以及高磨损性等问题。此外，许多口模都被设计为适合在高压下工作（高于5000 psi）。因此，要使齿轮泵的性能在较长时间内保持高水准，所有这些问题都必须在齿轮泵设计的时候考虑进去。根据经验我们得出，在橡胶加工中，一个设计合理的齿轮泵必须包含以下要素：

　　★ 在轴承和轴颈处要完全杜绝橡胶材料的进入；
　　★ 齿轮的设计不能使压力偏离到5000 psi以上；
　　★ 易磨损部件上需要涂覆特殊的加硬材料；
　　★ 泵体和泵轴要有冷却装置，以控制好体系温度。

在终端生产线上安装齿轮泵的利好

　　齿轮泵的设计决定了其对产品的尺寸误差能控制得很好，特别是在型材挤出过程中，由于规格控制非常重要，这点显得尤为重要。通过减小压力波动、给出更平稳的模口压力，齿轮泵能将挤出产品的尺寸误差控制得非常好（一般为±1.5%）。这是第一个主要的利好，能显著提高产品产量并节约材料。

　　一般来说，挤出机的泵送能力很差，其工作效率一般为40～50%。在挤出机上增加一个齿轮泵、使其泵送效率增加到98%后，能极大减轻挤出机的泵送压力，使挤出机的混合和研磨功能得到最大发挥。同时，齿轮泵的引入也大大降低了橡胶内部的剪切力，于是极大地降低了橡胶的温度（图5）。这也使得挤出机中的线速度得到提高，使得产品的输出量得到了25～40%的增长。这是引进齿轮泵后得到的第二个主要的利好。

图5、齿轮泵承担成型压力时，橡胶温度(T2对T1)成比例减小

　　此外，使用齿轮泵的其它利好还包括能降低能耗、减少挤出机螺杆和机筒的磨损，并能改善最终产品的外观（利于销售）。必须指出，当齿轮泵用在连续硫化生产线上时，我们必须考虑其对样品后续加工过程中硫化能力的影响。

在定制混合或复合过程中增加齿轮泵的利好

　　挤出处理器，一般也称为混合间，厂商利用它们来制得各种橡胶复合物。而橡胶复合物又是根据定制的配方，把橡胶和各种其它成分共混制得。比如某一个特定的配方中包含了EPDM类橡胶材料、炭黑、增塑剂、着色剂、油类以及固化剂等成分。在接下来的混合过程中，当所有这些成分都被放入到处理器中共混时，污染物或杂质也很可能会被引入到体系中。这些污染物不仅仅会污染橡胶，同时也会导致体系中产生凝胶或烧结块。这些凝胶或烧结块会对最终的加工处理产生严重的危害，特别是对于制造电线或电缆、型材、化妆品盒、薄壁模型制品和轧辊复合物的客户来说后果尤为严重。

　　如今，许多客户要求他们的橡胶加工商生产出“超洁净”的橡胶复合物，以满足他们在应用上的需求。为了达到这一目标，橡胶复合物必须在一个挤出机/过滤器上制备。当加工商试图利用挤出机完成这一目标时，问题就出现了。典型的问题是该过程中产生过量的热量，导致橡胶产生焦烧现象。此外，挤出机中出现的逆流也使得样品输出量下降。在这套挤出机/过滤器体系上加一个齿轮泵，其性能会得到如下几点的改进：

　　★ 具有突破传统挤出机极限的过滤能力；
　　★ 精确控制产品的尺寸和均一度；
　　★ 提高输出量（泵送能力能达到7700 lbs/hr）；
　　★ 挤出过程中热量产出减小，消除了焦烧现象和挤出机中的逆流现象；
　　★ 能够彻底过滤用于汽车和建筑市场的海绵复合物；
　　★ 减少螺杆和机筒的磨损；
　　★ 在保证样品不发生焦烧的前提下，通过一次挤出就完成混合和过滤。

总结

　　在橡胶制造和挤出的许多领域中，齿轮泵正获得越来越多的认同。许多早已在热塑性塑料加工领域中实现了的利好，如更好的尺寸控制、更高的产量、节约用料以及更长的挤出机寿命等，现在终于能在橡胶加工领域成为现实。