对松香树脂捨却包装进行机型与结构的探索，并摸索了在170~280€脂液温度时的主娶操作套數及其相互影响的规律.试脸证明，釆用带式水喷淋冷却方式，脂液温度在260〜270C,传热温差为90〜100C时,总传热系敷K值达到200~300W/ms•K,能连续稳定生产出IQXIOmm,片厚为1.5〜2.0mm的脂片,与现有的世式冷却方式相比，大大提高了劳动生产率，改善了操作环境.填补了国内松香树脂冷却包装设备的空白.

松香树脂是油漆、油墨、橡胶、食品等工业的重要原料，我国松香树脂年消耗量近万吨.生产松香树脂的最终温度高达260-280C,高温脂液经过冷却、粉碎，然后包装出厂。目前我国多数厂家把高温脂液放入敞口冷却盘，盘底夹套内通冷却水进行冷却。这种冷却方法占地面积很大,如年产3000t松香树脂车间需要冷却盘面积90m%冷却盘冷却效率低，时间长（一般需要4〜5h）,用水量大;高温脂液倾入敞口冷却盘时，车间充满有害烟气和高温热气，树脂粉碎、包装时又产生大量粉尘，因此劳动环境恶劣，人工粉碎、称量包装,耗用劳动力多，劳动强度大.年产3000〜6000t树脂车间需要冷却包装工人36〜如人（每班11〜13人）。

美国、日本、葡萄牙的松香树脂厂采用带式冷却包装机⑴，日本还釆用转鼓式冷却包装机生产②，省时省力效率高，劳动条件好，产品为小片状或规则的小块状,质量好，适合用户要求.

目前我国松香树脂年生产能力已达1万多吨，国内市场巳超飽和，形成了产品滞销、工厂开工不足甚至完全停产的局面.因此出口外销是松香树脂产品的一条重要出路，我国是松香出口大国，増加松香深加工产品出口比例，有利于松香深加工工业的发展，同时可以増加创汇收入。但国际市场上商品树脂通常要求为一定规格的小片状或小块状，釆用国内现有的冷却包装方法只能生产无定形块状产品，规格不符合出口要求.鉴上述种种原因.我国树脂工业迫切需要研制一种新的冷却包装设备，既能满足出口要求，同时又能提高劳动生产率和产品等级，降低消耗和生产成本，改善劳动条件。

为了提供我国松香树脂片状冷却成型的技术及装备,使产品符合出口要求，增加创汇收入，促进我国松香树脂的生产，对其他树脂（如菇烯树脂、酚醪树脂、石油树脂等）的冷却包装也可以推广使用，具有一定的通用性，从1989年下半年开始,先后进行了机型方案探讨及小型机的试验，并于1991年5月完成了试验工作。

1小试样机方案

1-1小试样机技术要求

以软化点在100P以上的松香树脂为原料制成一定厚度和一定规格的薄片状产品，集冷却和包装于下体，便于一机两用，釆用连续操作，尽量降低设备造价，以便上马快和便于推广。

1.2方案探索

1-2.1主要材料探索经实验室试验，熔融松香树脂在光滑的金属（碳钢、不锈钢）表面凝固后无粘附现象，剥落容易,薄层树脂能快速冷却，

1.2.2机型探索

1. 2.2.1辗筒式冷却机型由两个内通冷却水、表面光滑、直径不同的辑筒组成（图1）。树脂在熔解锅熔融后，用阀门调节流量，经由分配器喷淋到大辗筒表面，在压1S滾压下,树脂迅速冷却并被压平为薄片状。冷却后的树脂薄片自动脱落或由刮刀刮落在料盘上，自然粉碎成无定型薄片。薄片厚度在1〜2mm之间，若脂液温度控制得较低，厚度可以增加到3mm,该机结构简单，占地面积小.缺点是有效传热面积小，冷却时间短，不易操作，不适应大量生产（见图1）.

1.2.2、2带式冷却机型将熔融树脂分配在转动的钢带上冷却。克服了滚筒冷却机的缺陷，使有效传热面积大大増加，冷却时间也可随意调节，较易制出各种规格的片状材脂产品。缺点是占地面积较大，需要优质钢带，价格较高,机器调整比较复杂.

1. 2.2.3方案的确定通过以上两种机型的探索，综合分析,并着眼于在产量较大的工业生产上应用，决定采用带式机型为小试样机。

2带式冷却包装小型样机简介

2. 1结祠

样机由供料、冷却、传送、压片和称量包装五部分组成（见图2）。

2.2工作原理

2. 2.1供料将树脂在带加热调节装置的熔解锅（1）中熔解，待脂液升到指定的温度后，由阀门（2）调节流量，由分配器（3）把脂液均匀分布在钢带表面。

2.2.2传送主要由钢带（7）和主动轮（9）、从动轮（12）组成,变速电机经减速器减速后驱动主动轮带动钢帯运转。

2.2.3冷却在钢带背面设置由若干喷咀（8）组成的喷淋装置，冷却水通过钢带的传导迅速带走热树脂的热量。

2.2.4压片在钢带上的高温脂液’一方面在通过光机(4〉时被展平并被压成一定厚度，另方面同时受到钢带和光辗从两个侧面强烈冷却.树脂在未完全凝固之前再经过纵、横齿根压成一定规格的小块，疑固并冷却,其脂片由刮刀从钢带剥离，然后称量包装。

2.3性能

样机的主、从动轮之间的中心距为2.5m,钢带宽度330mm,带速在2-6~2.7m/min之间无级调速，电机功率为LlkW。设计生产能力为50kg/h,脂片规格：10X10mm,厚度1〜3mm。

熔解锅一次可熔融松香树脂80kg,熔解后的脂液温度在170〜28(TC之间能按要求自动调节。

3试验与数据分析

3.1分配器试验与选型

树脂在钢带表面分布状况不仅影响冷却效果，还影响产品质量•所以分配器是冷却包装机的关键零部件之一，作者设计了4种型式分配器，即多孔式、鮭隙式、溢流式及平板式，并逐一进行了试验。

3.1.1.多孔式分配器在一根管子上每间隔一定距离开一个小孔，利用树脂自身的压力喷淋到钢带上，后经光辐展平为薄片。其特点是结构简单，脂液分布较均勾，效果较好.但易被树脂中的杂质或不堵物堵塞，有时也因脂液温度低，凝固堵塞小孔。以后在生产中应用时脂液需经过过滤后才能进入分配器。

3.1.2變隙式分配器在一根光轴上幵一槽面与平面配合，形成一狭长的鮭隙,脂液通过鮭隙呈薄膜状流出分布于钢带上.旋转光轴，调整槽口与配合面的位置，可以调整熒隙的宽度，从而调整树脂的流量。

特点；与多孔式分配器相比，脂液分布应更均匀.但由于分配器的鮭隙过小，操作时更易堵塞。

3.1.3溢流式分配器原理近似鮭隙式分配器，将脂液流入分配器脂液槽内，槽的一側是一个水平状的“堰”，当脂液在槽内充满后，脂液即溢流出“堰”，象“瀑布“一样落在钢带上，此结构克服了缝隙式分配器易堵的缺点•但在操作时，流量控制较难•溢流"堰”水平度要求较高。

&1.4平板分配器将脂液流经较长的倾斜平板以扩大均匀分布流域，然后撤在钢带上。

结构最简单,单独使用时效果不够理想.

上述4种分配器基本都能使用。从操作简单方便来看，试验中多釆用多孔式及溢流式•

3.2脂液温度上对产品产量M、冷却水量》、佳热温度差5及总传热系数K僮的厳响

进入冷却包装机的脂液温度.是冷却过程的重要参数,对冷却机的性能影响极大。试验过程中，调整进机的I，分别以170。到280C之间进行测试，摸索各参数间相互影响情况及变化规律。现将测试数据汇总于表1。由表1可以看出：

3.2.1脂液温度I升高，树脂产量M下降以t_a170r作为起点，脂片最终温度为50C时,”每增加10C,其总热量Q在理论上增加约4%〜8%,产量M应相应下降。实测数据表明，在相近冷却条件下,％每升高10。，树脂产量M下降的幅度一般为12%〜16%左右。实际操作时，除了温度〃作为影响因素外,高温脂液铺在钢带上，脂液层较薄，超过一定厚度,脂液便从钢带两側濫流出来成为产量M下降的重要影响因素，见图3。

3-2.2脂液温度、升高，冷却水用量£•加大原理与上面相同，即-升高，总热量&增加，水量D必随之加大，以带走所增加的熱量.在相近的传热条件下，、每升高10P,理论上增加的水量D约为4%〜8%（以170E为起点）.实际操作所增加的水量达11%〜18%,大大超过理论值，见图3。这主要是试验装置操作不慎所致。在今后工业生产时，为了减少冷却水消耗量D,建议建立冷却水循环系统.

双1 脂液温度对产量、冷却水量、传热温度羞及总传热系數的影响

Table1Effectofresinliquidtemperatureonresinchipsyield,cooling
waterconsumption■>heattransfertemperaturedifferential
andtotalheattransfercoefficient

树脂Rosinresin 冷却水Coolingwater

3.2.3脂液温度上升高，传热温度差増大这种流动形式，可以被认为是冷却面（钢带）的一侧是迅速更新的膜状流体（冷却水），其温度近似一个不变量，与气温接近.而另一側转动的薄层樹脂，可以看作脂流。树脂状态由流体迅速凝固，并逐惭被冷却.从图4可以看到,灿由高温（17。〜280C）逐渐被冷却到45〜5。。时，随着w升高，以亦随之増大。假设冷却水温度不变，如每升高1QP,&-増高的理论值约为&%,当水温随气温在11〜26C之间变化时,实测的值在4%上下波动。

3.2.4脂液温度次升高，总传热系数K值降低从表1测试数据中可以看出，在近似冷却条件下"・升高，樹脂产量M下降，导致単位时间内传递热量Q减少，在此同时，血.值増大,根据传热方程，必造成总传热系数K值大幅度下降，参见图4.

从热力学观点出发，上每升高1QC,在相同冷却条件下以z*170P为起点进行推理，将増高约4%,Q值将增大4%〜8%。假设在设备传黑总量Q不变、传热面积A恒定的条件下，按传热方程计算,K值将随之下降约4%。实际上，传热总量Q不会固定不变的，而传热面积A亦随着脂液在钢带上覆盖面积变化而变化，所以由实测数据计算的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与脂液温度上关系、对产量M、冷却水量。、总传热系數K值的彩响

脂片厚度8是影响冷却机性能的一个重要因素.试验时,8从1mm逐渐加厚到2.8mm左右，试验顺利。当3超过3mm以后，脂液在钢带上难以成型，而且一次加料铺装极为困难.试验表明，地越高,脂片成型厚度3越薄，反之S就厚，见表2。

表2 脂液温度对脂片厚度的影响

Table2Effectofresinliquidtemperatureonthethicknessofresinchips

脂片厚度&对产品产量M、冷却水D及总传热系数K值的影响的试验数据，见表3°

表3 脂片厚庄对产量、冷却水童及总传热索数的影响

Table3EHectotthethicknessofresinchipson'theyieldofproducts_fcoofingwaterconsumptionandtotalheattransfercoefficient

分析表3数据可得出这样一个变化规律"随着脂片厚度S的增厚，树脂产量M随之增加，每吨产品耗用冷却水量趋向减少，而总传热系数区值随着增大。说明在铺装操作允许情况下，适当增加脂片厚度.有利于提高传热效率及生产能力，并能降低冷却水消耗量。

3.4钢带运行速度V.与脂液温度/.相互间的影响

钢带运行速度V实质是表明脂液在装置内冷却的时间,从这一意义来说，在很大程度上决定着钢带（冷却面）的长度.

在保证脂液冷却凝固成型，脂片最终温度达到45〜55C左右的前提下.脂液温度［高，显热相对多.在近似的冷却条件下,冷却时间需要相应加长.则操作控制钢带运行速度V.便需相应减慢。若如低，则可增速,这是符合传热机理的，从表4也可得到相同的结论。

表4 钢帶运行速度与脂液温度的相互影响

Table4Relativeeffectbetweenthebeltspeedandtheresin

liquidtemperature

钢带运行速度Speedofthebelt（m/min） 3.5 3.7 3.7 4.4 4-4 4.4

脂液温度Resinliquidtemp. 270 260 259 230 204 170

3.5产品粉碎率的测定

在冷却包装过程中，产品脂片应为有规则的定型薄片，尽量减少粉末量。作为商品脂片.不但要求外观好看，减少损耗,而且要求有利于减少脂片在存贮过程的氧化量。所以在试验时要求粉尘率不超过5%,总粉碎率（包括粉尘和碎屑占产品总量的比率）不超过10%。作者对产品粉尘率及总粉碎率进行了测定,在运转正常情况下,20kg脂片,粉尘量0.8kg,粉尘率4%,碎屑量1.1k_gt总粉碎率9.5%,分析结果表明，该装置基本能够达到所要求的指标，集冷却与包装于一体的连续操作，可以减少产品的粉碎率。为了减少产品在运输过程中再度出现粉碎，建议采用包装箱（如纸箱）包装，以免产生过多碰撞压碎现象,适当增加脂片厚度，还可以减少产品粉碎率。

3.6热效率把

从热力学观点出发，热效率是考瑋在一定温差范围内实际可能传递热量的状况。经测算本装置的热效率列于表5,

从表5可见本装置热效率V均在82%到91%之间，多为90%以下，平均热效率?为88.39%.可见.在这样的温差下操作，本装置传热面积较为适宜，处于比较经济的热效率范囿内。

4结论

4.1带式冷却包装机，性能可靠，结构合理，操作可行.集冷却和包装于一体;能连续稳定生产出符合规格要求的脂片，可满足出口树脂产品的要求。并能提高劳动生产率，降低劳动强度，改善了操作环境,填补国内松香樹脂冷却包装设备的空白。

4.2采用水喷淋在转动的薄钢带上对另一侧热树脂进行冷却的方式，传热效果好，热效率高。提高了水的传热膜系数a（一般在120。〜1400W/m2•K之间）及传热温度差（一般在90〜105C之间），使总传热系数K值增大，比用蛇管冷却的K值増大1〜2倍，有利于减少传热面积，提高生产能力。

4.3本试验探索了170〜280'C脂液温度的主要操作参数及其相互影响的规律，从松香樹脂生产实际出发,把完成反应后的树脂直接从反应釜（或热脂贮槽）送到本装置加工,减少中间冷却工序。推荐采用的主要操作参数为/

脂液温度260〜270C,成品脂片温度45〜55C,钢带运行速度为3.5-4.0

产品规格J0X10mm方块，片厚L5〜2.0mm；平均传热温度差&“为90〜100富》总传热系数K值为200~300W/m^!-K.

4.4本装置能耗不大，易于操作。装机容量为1.IkW；耗水量为5~7t/t产品,若增设冷却水循环系统，只増加空冷机及循环水泵的电耗，总操作成本将会进一步下降.

4.5本机与冷却盘相比，设备造价较高，国产不镌钢薄钢带尚少，在不影响产品质量前提下，采用普通薄钢带，可以降低设备造价。在操作上，以手控为主，只对个别重要操作环节装

设自控仪表。这样，既保证设备性能可靠性,又能进一步降低设备造价。

4.6产品做成藩片状，易脆裂,为防止在装运过程中被撞碎，需要改变目前国内编织袋包装的方式，而改用包装箱包装，但将增加包装成本。