對鬆香樹脂捨卻包裝進行機型與結構的探索，並摸索了在170~280€脂液溫度時的主娶操作套數及其相互影響的規律.試臉證明，釆用帶式水噴淋冷卻方式，脂液溫度在260〜270C,傳熱溫差為90〜100C時,總傳熱係敷K值達到200~300W/ms•K,能連續穩定生產出IQXIOmm,片厚為1.5〜2.0mm的脂片,與現有的世式冷卻方式相比，大大提高了勞動生產率，改善了操作環境.填補了國內鬆香樹脂冷卻包裝設備的空白.

鬆香樹脂是油漆、油墨、橡膠、食品等工業的重要原料，我國鬆香樹脂年消耗量近萬噸.生產鬆香樹脂的最終溫度高達260-280C,高溫脂液經過冷卻、粉碎，然後包裝出廠。目前我國多數廠家把高溫脂液放入敞口冷卻盤，盤底夾套內通冷卻水進行冷卻。這種冷卻方法占地麵積很大,如年產3000t鬆香樹脂車間需要冷卻盤麵積90m%冷卻盤冷卻效率低，時間長（一般需要4〜5h）,用水量大;高溫脂液傾入敞口冷卻盤時，車間充滿有害煙氣和高溫熱氣，樹脂粉碎、包裝時又產生大量粉塵，因此勞動環境惡劣，人工粉碎、稱量包裝,耗用勞動力多，勞動強度大.年產3000〜6000t樹脂車間需要冷卻包裝工人36〜如人（每班11〜13人）。

美國、日本、葡萄牙的鬆香樹脂廠采用帶式冷卻包裝機⑴，日本還釆用轉鼓式冷卻包裝機生產②，省時省力效率高，勞動條件好，產品為小片狀或規則的小塊狀,質量好，適合用戶要求.

目前我國鬆香樹脂年生產能力已達1萬多噸，國內市場巳超飽和，形成了產品滯銷、工廠開工不足甚至完全停產的局麵.因此出口外銷是鬆香樹脂產品的一條重要出路，我國是鬆香出口大國，増加鬆香深加工產品出口比例，有利於鬆香深加工工業的發展，同時可以増加創匯收入。但國際市場上商品樹脂通常要求為一定規格的小片狀或小塊狀，釆用國內現有的冷卻包裝方法隻能生產無定形塊狀產品，規格不符合出口要求.鑒上述種種原因.我國樹脂工業迫切需要研製一種新的冷卻包裝設備，既能滿足出口要求，同時又能提高勞動生產率和產品等級，降低消耗和生產成本，改善勞動條件。

為了提供我國鬆香樹脂片狀冷卻成型的技術及裝備,使產品符合出口要求，增加創匯收入，促進我國鬆香樹脂的生產，對其他樹脂（如菇烯樹脂、酚醪樹脂、石油樹脂等）的冷卻包裝也可以推廣使用，具有一定的通用性，從1989年下半年開始,先後進行了機型方案探討及小型機的試驗，並於1991年5月完成了試驗工作。

1小試樣機方案

1-1小試樣機技術要求

以軟化點在100P以上的鬆香樹脂為原料製成一定厚度和一定規格的薄片狀產品，集冷卻和包裝於下體，便於一機兩用，釆用連續操作，盡量降低設備造價，以便上馬快和便於推廣。

1.2方案探索

1-2.1主要材料探索經實驗室試驗，熔融鬆香樹脂在光滑的金屬（碳鋼、不鏽鋼）表麵凝固後無粘附現象，剝落容易,薄層樹脂能快速冷卻，

1.2.2機型探索

1. 2.2.1輾筒式冷卻機型由兩個內通冷卻水、表麵光滑、直徑不同的輯筒組成（圖1）。樹脂在熔解鍋熔融後，用閥門調節K8凯发登录入口，經由分配器噴淋到大輾筒表麵，在壓1S滾壓下,樹脂迅速冷卻並被壓平為薄片狀。冷卻後的樹脂薄片自動脫落或由刮刀刮落在料盤上，自然粉碎成無定型薄片。薄片厚度在1〜2mm之間，若脂液溫度控製得較低，厚度可以增加到3mm,該機結構簡單，占地麵積小.缺點是有效傳熱麵積小，冷卻時間短，不易操作，不適應大量生產（見圖1）.

1.2.2、2帶式冷卻機型將熔融樹脂分配在轉動的鋼帶上冷卻。克服了滾筒冷卻機的缺陷，使有效傳熱麵積大大増加，冷卻時間也可隨意調節，較易製出各種規格的片狀材脂產品。缺點是占地麵積較大，需要優質鋼帶，價格較高,機器調整比較複雜.

1. 2.2.3方案的確定通過以上兩種機型的探索，綜合分析,並著眼於在產量較大的工業生產上應用，決定采用帶式機型為小試樣機。

2帶式冷卻包裝小型樣機簡介

2. 1結祠

樣機由供料、冷卻、傳送、壓片和稱量包裝五部分組成（見圖2）。

2.2工作原理

2. 2.1供料將樹脂在帶加熱調節裝置的熔解鍋（1）中熔解，待脂液升到指定的溫度後，由閥門（2）調節K8凯发登录入口，由分配器（3）把脂液均勻分布在鋼帶表麵。

2.2.2傳送主要由鋼帶（7）和主動輪（9）、從動輪（12）組成,變速電機經減速器減速後驅動主動輪帶動鋼帯運轉。

2.2.3冷卻在鋼帶背麵設置由若幹噴咀（8）組成的噴淋裝置，冷卻水通過鋼帶的傳導迅速帶走熱樹脂的熱量。

2.2.4壓片在鋼帶上的高溫脂液’一方麵在通過光機(4〉時被展平並被壓成一定厚度，另方麵同時受到鋼帶和光輾從兩個側麵強烈冷卻.樹脂在未完全凝固之前再經過縱、橫齒根壓成一定規格的小塊，疑固並冷卻,其脂片由刮刀從鋼帶剝離，然後稱量包裝。

2.3性能

樣機的主、從動輪之間的中心距為2.5m,鋼帶寬度330mm,帶速在2-6~2.7m/min之間無級調速，電機功率為LlkW。設計生產能力為50kg/h,脂片規格：10X10mm,厚度1〜3mm。

熔解鍋一次可熔融鬆香樹脂80kg,熔解後的脂液溫度在170〜28(TC之間能按要求自動調節。

3試驗與數據分析

3.1分配器試驗與選型

樹脂在鋼帶表麵分布狀況不僅影響冷卻效果，還影響產品質量•所以分配器是冷卻包裝機的關鍵零部件之一，作者設計了4種型式分配器，即多孔式、鮭隙式、溢流式及平板式，並逐一進行了試驗。

3.1.1.多孔式分配器在一根管子上每間隔一定距離開一個小孔，利用樹脂自身的壓力噴淋到鋼帶上，後經光輻展平為薄片。其特點是結構簡單，脂液分布較均勾，效果較好.但易被樹脂中的雜質或不堵物堵塞，有時也因脂液溫度低，凝固堵塞小孔。以後在生產中應用時脂液需經過過濾後才能進入分配器。

3.1.2變隙式分配器在一根光軸上幵一槽麵與平麵配合，形成一狹長的鮭隙,脂液通過鮭隙呈薄膜狀流出分布於鋼帶上.旋轉光軸，調整槽口與配合麵的位置，可以調整熒隙的寬度，從而調整樹脂的K8凯发登录入口。

特點；與多孔式分配器相比，脂液分布應更均勻.但由於分配器的鮭隙過小，操作時更易堵塞。

3.1.3溢流式分配器原理近似鮭隙式分配器，將脂液流入分配器脂液槽內，槽的一側是一個水平狀的“堰”，當脂液在槽內充滿後，脂液即溢流出“堰”，象“瀑布“一樣落在鋼帶上，此結構克服了縫隙式分配器易堵的缺點•但在操作時，K8凯发登录入口控製較難•溢流"堰”水平度要求較高。

&1.4平板分配器將脂液流經較長的傾斜平板以擴大均勻分布流域，然後撤在鋼帶上。

結構最簡單,單獨使用時效果不夠理想.

上述4種分配器基本都能使用。從操作簡單方便來看，試驗中多釆用多孔式及溢流式•

3.2脂液溫度上對產品產量M、冷卻水量》、佳熱溫度差5及總傳熱係數K僮的厳響

進入冷卻包裝機的脂液溫度.是冷卻過程的重要參數,對冷卻機的性能影響極大。試驗過程中，調整進機的I，分別以170。到280C之間進行測試，摸索各參數間相互影響情況及變化規律。現將測試數據匯總於表1。由表1可以看出：

3.2.1脂液溫度I升高，樹脂產量M下降以t_a170r作為起點，脂片最終溫度為50C時,”每增加10C,其總熱量Q在理論上增加約4%〜8%,產量M應相應下降。實測數據表明，在相近冷卻條件下,％每升高10。，樹脂產量M下降的幅度一般為12%〜16%左右。實際操作時，除了溫度〃作為影響因素外,高溫脂液鋪在鋼帶上，脂液層較薄，超過一定厚度,脂液便從鋼帶兩側濫流出來成為產量M下降的重要影響因素，見圖3。

3-2.2脂液溫度、升高，冷卻水用量£•加大原理與上麵相同，即-升高，總熱量&增加，水量D必隨之加大，以帶走所增加的熱量.在相近的傳熱條件下，、每升高10P,理論上增加的水量D約為4%〜8%（以170E為起點）.實際操作所增加的水量達11%〜18%,大大超過理論值，見圖3。這主要是試驗裝置操作不慎所致。在今後工業生產時，為了減少冷卻水消耗量D,建議建立冷卻水循環係統.

雙1 脂液溫度對產量、冷卻水量、傳熱溫度羞及總傳熱係數的影響

Table1Effectofresinliquidtemperatureonresinchipsyield,cooling
waterconsumption■>heattransfertemperaturedifferential
andtotalheattransfercoefficient

樹脂Rosinresin 冷卻水Coolingwater

3.2.3脂液溫度上升高，傳熱溫度差増大這種流動形式，可以被認為是冷卻麵（鋼帶）的一側是迅速更新的膜狀流體（冷卻水），其溫度近似一個不變量，與氣溫接近.而另一側轉動的薄層樹脂，可以看作脂流。樹脂狀態由流體迅速凝固，並逐慚被冷卻.從圖4可以看到,燦由高溫（17。〜280C）逐漸被冷卻到45〜5。。時，隨著w升高，以亦隨之増大。假設冷卻水溫度不變，如每升高1QP,&-増高的理論值約為&%,當水溫隨氣溫在11〜26C之間變化時,實測的值在4%上下波動。

3.2.4脂液溫度次升高，總傳熱係數K值降低從表1測試數據中可以看出，在近似冷卻條件下"・升高，樹脂產量M下降，導致単位時間內傳遞熱量Q減少，在此同時，血.值増大,根據傳熱方程，必造成總傳熱係數K值大幅度下降，參見圖4.

從熱力學觀點出發，上每升高1QC,在相同冷卻條件下以z*170P為起點進行推理，將増高約4%,Q值將增大4%〜8%。假設在設備傳黑總量Q不變、傳熱麵積A恒定的條件下，按傳熱方程計算,K值將隨之下降約4%。實際上，傳熱總量Q不會固定不變的，而傳熱麵積A亦隨著脂液在鋼帶上覆蓋麵積變化而變化，所以由實測數據計算的K值下降幅度在13%〜2。%左右，比推算值大得多。

3.3脂片厚度5與脂液溫度上關係、對產量M、冷卻水量。、總傳熱係數K值的彩響

脂片厚度8是影響冷卻機性能的一個重要因素.試驗時,8從1mm逐漸加厚到2.8mm左右，試驗順利。當3超過3mm以後，脂液在鋼帶上難以成型，而且一次加料鋪裝極為困難.試驗表明，地越高,脂片成型厚度3越薄，反之S就厚，見表2。

表2 脂液溫度對脂片厚度的影響

Table2Effectofresinliquidtemperatureonthethicknessofresinchips

脂片厚度&對產品產量M、冷卻水D及總傳熱係數K值的影響的試驗數據，見表3°

表3 脂片厚莊對產量、冷卻水童及總傳熱索數的影響

Table3EHectotthethicknessofresinchipson'theyieldofproducts_fcoofingwaterconsumptionandtotalheattransfercoefficient

分析表3數據可得出這樣一個變化規律"隨著脂片厚度S的增厚，樹脂產量M隨之增加，每噸產品耗用冷卻水量趨向減少，而總傳熱係數區值隨著增大。說明在鋪裝操作允許情況下，適當增加脂片厚度.有利於提高傳熱效率及生產能力，並能降低冷卻水消耗量。

3.4鋼帶運行速度V.與脂液溫度/.相互間的影響

鋼帶運行速度V實質是表明脂液在裝置內冷卻的時間,從這一意義來說，在很大程度上決定著鋼帶（冷卻麵）的長度.

在保證脂液冷卻凝固成型，脂片最終溫度達到45〜55C左右的前提下.脂液溫度［高，顯熱相對多.在近似的冷卻條件下,冷卻時間需要相應加長.則操作控製鋼帶運行速度V.便需相應減慢。若如低，則可增速,這是符合傳熱機理的，從表4也可得到相同的結論。

表4 鋼帶運行速度與脂液溫度的相互影響

Table4Relativeeffectbetweenthebeltspeedandtheresin

liquidtemperature

鋼帶運行速度Speedofthebelt（m/min） 3.5 3.7 3.7 4.4 4-4 4.4

脂液溫度Resinliquidtemp. 270 260 259 230 204 170

3.5產品粉碎率的測定

在冷卻包裝過程中，產品脂片應為有規則的定型薄片，盡量減少粉末量。作為商品脂片.不但要求外觀好看，減少損耗,而且要求有利於減少脂片在存貯過程的氧化量。所以在試驗時要求粉塵率不超過5%,總粉碎率（包括粉塵和碎屑占產品總量的比率）不超過10%。作者對產品粉塵率及總粉碎率進行了測定,在運轉正常情況下,20kg脂片,粉塵量0.8kg,粉塵率4%,碎屑量1.1k_gt總粉碎率9.5%,分析結果表明，該裝置基本能夠達到所要求的指標，集冷卻與包裝於一體的連續操作，可以減少產品的粉碎率。為了減少產品在運輸過程中再度出現粉碎，建議采用包裝箱（如紙箱）包裝，以免產生過多碰撞壓碎現象,適當增加脂片厚度，還可以減少產品粉碎率。

3.6熱效率把

從熱力學觀點出發，熱效率是考瑋在一定溫差範圍內實際可能傳遞熱量的狀況。經測算本裝置的熱效率列於表5,

從表5可見本裝置熱效率V均在82%到91%之間，多為90%以下，平均熱效率?為88.39%.可見.在這樣的溫差下操作，本裝置傳熱麵積較為適宜，處於比較經濟的熱效率範囿內。

4結論

4.1帶式冷卻包裝機，性能可靠，結構合理，操作可行.集冷卻和包裝於一體;能連續穩定生產出符合規格要求的脂片，可滿足出口樹脂產品的要求。並能提高勞動生產率，降低勞動強度，改善了操作環境,填補國內鬆香樹脂冷卻包裝設備的空白。

4.2采用水噴淋在轉動的薄鋼帶上對另一側熱樹脂進行冷卻的方式，傳熱效果好，熱效率高。提高了水的傳熱膜係數a（一般在120。〜1400W/m2•K之間）及傳熱溫度差（一般在90〜105C之間），使總傳熱係數K值增大，比用蛇管冷卻的K值増大1〜2倍，有利於減少傳熱麵積，提高生產能力。

4.3本試驗探索了170〜280'C脂液溫度的主要操作參數及其相互影響的規律，從鬆香樹脂生產實際出發,把完成反應後的樹脂直接從反應釜（或熱脂貯槽）送到本裝置加工,減少中間冷卻工序。推薦采用的主要操作參數為/

脂液溫度260〜270C,成品脂片溫度45〜55C,鋼帶運行速度為3.5-4.0

產品規格J0X10mm方塊，片厚L5〜2.0mm；平均傳熱溫度差&“為90〜100富》總傳熱係數K值為200~300W/m^!-K.

4.4本裝置能耗不大，易於操作。裝機容量為1.IkW；耗水量為5~7t/t產品,若增設冷卻水循環係統，隻増加空冷機及循環水泵的電耗，總操作成本將會進一步下降.

4.5本機與冷卻盤相比，設備造價較高，國產不鐫鋼薄鋼帶尚少，在不影響產品質量前提下，采用普通薄鋼帶，可以降低設備造價。在操作上，以手控為主，隻對個別重要操作環節裝

設自控儀表。這樣，既保證設備性能可靠性,又能進一步降低設備造價。

4.6產品做成藩片狀，易脆裂,為防止在裝運過程中被撞碎，需要改變目前國內編織袋包裝的方式，而改用包裝箱包裝，但將增加包裝成本。