冷却装置、牵引装置和卷取装置
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第151页（3407字）
吹塑薄膜用的冷却装置应当满足生产能力高、制品质量好、生产过程稳定等项要求。该冷却装置必须有较高的冷却效率，冷却均匀，且能对薄膜厚度不均匀性进行调整，挤出过程中保证管泡稳定、不抖动，生产出的薄膜具有良好的物理力学性能。
(一)冷却装置
吹塑薄膜常用的冷却装置有：风环、冷却水环、双风口减压风环和内冷装置。
1．风环
普通风环的结构见图7－8。
图7－8 普通风环的结构
1－调节风量螺钉 2－出口缝隙 3－风环盖 4－风环体
风环一般距离机头30～100mm的位置，薄膜直径增加时选大值。风环的内径比口模的内径大150～300mm，小口径时选小值，大口径时选大值。
普通风环的作用是将来自风机的冷却沿着薄膜圆周均匀、定量、定压、定速地按一定方向吹向管泡；普通风环由上下两个环组成，有2～4个进风口，压缩空气沿风环的切线(或径线)方向由进风口进入。在风环中设置了几层挡板，使进入的气流经过缓冲、稳压，以均匀的速度吹向管泡。出风量应当均匀，否则管泡的冷却快慢就不一致，从而造成薄膜厚度不均匀。风环出风口的间隙一般为1～4mm，可调节。实践证明，风从风环吹出的方向与水平面的夹角(一般称为吹出角)最好选择为40°～60°，如果该角度太小，大量的风近似垂直方向吹向管泡，会引起管泡周围空气的骚动。骚动的空气引起管泡飘动，使薄膜产生横向条纹，影响薄膜厚薄的均匀性，有时甚至会将管泡卡断。角度太大，会影响薄膜的冷却效果。出风口和薄膜之间的径向距离应调整到能得到合适的风速、压缩空气的量一般为5～103／min。普通风环的冷却效果是比较差的，如果管泡的牵引速度较快时，可以用两个普通风环串联，同时对薄膜冷却。
2．水环
在平挤下吹的生产线中，熔体刚离开口模时先用风环冷却，使管泡稳定；然后立即用水环冷却，才能得到透明度较高的薄膜。冷却水环的结构如图7－9所示。
由图7－9可知，冷却水环是内径与膜管外径相吻合的夹套。夹套内通冷却水，冷却水从夹套上部的环形孔溢出，沿薄膜顺流而下。薄膜表面的水珠通过包布导辊的吸附而除去。
图7－9 冷却水环结构图
1－冷却水槽 2－定型管
3．双风口减压风环
这是一种负压风环，其工作原理见图7－10。它有两个出风口，分别由两个鼓风机单独送风，出风口的大小可调节。风环中部设置的隔板，分为上、下风室；在上、下风室间设置了减压室。双风口减压风环的主要结构参数包括风环内径和风口吹出角度。为了使风环产生足够的负压并便于开车时引膜操作，推荐下风口的直径(D下)比口模直径大100m。上风口的直径(D上)根据薄膜的吹胀比而定，一般取(1．1～2．0)D下。当吹胀比较高时，取上限；反之取下限。风口吹出角推荐如下：上风口的吹出角为60°～70°；下风口的吹出角为30°～40°。
图7－10 双风口减压风环工作原理图
1－管泡 2－上风口 3－下风口 4－机头 5－减压风环 6－减压 7－气流分布
双风口减压风环具有两方面的优点：
①利用“负压效应”使管泡在风环内提高膨胀程度，以增加薄膜吹胀的换热面积。由于管泡提早膨胀，减少了熔膜的厚度，使换热效应得到加强，从而降低管泡的冷却线，增加管泡的刚性和稳定性。
②通过“负压效应”，加快了冷却空气的流动，使其沿管泡的流动状态趋于最佳化，提高了换热效应。
4．内冷装置
内冷装置从理论上讲，可分为水冷和空气冷却；从实际应用的角度来说，现在应用较多的还是空气冷却。管泡内热交换器式空气内冷装置和开环式空气内冷装置分别见图7－11和图7－12。
图7－11 管泡内热交换器式空气内冷装置
1－空气进口及出口 2－机头 3－风环 4－牵引辊 5－排气口 6－热交换器 7－空气进入管泡内 8－挤出机
图7－12 开环式空气内冷装置
1、2、10－风机 3－空气调节阀 4－气阀 5－探杆 6－管泡 7－排气管 8－风环 9－机头
内冷装置的机头结构见图7－13。
图7－13 内冷装置的机头结构
1－模头安装板 2－接管 3－模头体 4－薄膜泡管 5－泡管内部支撑的空气 6－环形模唇 7－冷却空气进入管 8－热空气排出管 9－侧进料熔体进入管
因为内部和外部空气都必须经过模头，模头设计必须保证进入和排出空气的畅通。此模头被装备在挤出段，迫使来自冷却器的空气再次冷却泡管壁，以改善冷却速率。热的空气经过泡管的外部回路空气管线和通气孔。
(二)牵引装置
1．人字板
人字板能稳定管泡形状，使其逐渐压扁导入牵引装置。它由两块板状结构物组成，因呈人字形，俗称人字板。人字板的夹角可用调节螺钉调节，一般为30°，有时也可以到50°。夹角太大，薄膜有摺皱；太小，辅机高度增加，如果是用金属辊排列所成的人字板，则辊筒内还可以通冷却水，进一步对薄膜进行冷却。
当薄膜直径大于2m时，可不用人字板而用导向辊。将一系列导向辊排列成人字形。导向辊是直径约50mm的金属辊，表面镀铬。
2．牵引机构
牵引装置的作用是将人字板压扁的薄膜压紧并送至卷取装置，以防止管泡内空气泄漏，保证管泡的形状及尺寸稳定。牵引装置由一根钢辊和一根橡胶辊组成，钢辊为主动辊。牵引辊的缝隙要对准机头中心。用牵引速度的快慢可以调节薄膜的厚度，故牵引速度应能实现无级调速。
(三)卷取装置
薄膜从牵引辊出来后，经过导向辊而进入卷取装置。薄膜卷取质量的好坏对以后的裁切、印刷等影响很大。卷取时，薄膜应平整无皱纹，卷边应在一条直线上。薄膜在卷取轴上的松紧程度应该一致。卷取装置可分为：表面卷取和中心卷取。表面卷取的工作原理如图7－14所示。动力传到主动辊上，由于卷辊的重量而压在主动辊上，因摩擦随主动辊作反向旋转，从而卷薄膜。这种装置的卷取速度与卷绕直径无关，因而能与牵引速度保持同步；结构简单，卷取轴不易弯曲。但该装置易损伤薄膜。
图7－14 表面卷取工作原理示意图
1－成品 2－主动辊 3一从动辊
中心卷取是把薄膜直接卷绕在转动的卷辊的卷心上。为了薄膜收卷时有恒定的线速度，保证薄膜在收卷时受到恒定的张力，过去，最简单的办法是利用摩擦离合器调节卷取辊的转速。现在大多数厂家都用力矩电机。
卷取时要求卷取平整、两端边整齐。