料仓静电吸附解决办法探讨

赵 红，熊 海

（1.天津长芦海晶集团有限公司，天津300450；2.中国盐业集团有限公司，北京100055）

1 前言

锦纶切片是天津长芦海晶集团有限公司（以下简称“公司”）的主要产品，通常呈白色柱形颗粒状，可溶于苯酚和热的浓硫酸，电绝缘性能优越，耐碱、耐腐蚀性能好。锦纶是合成纤维中耐磨性能最好的纤维，其大小通常为米粒般晶莹的颗粒。可用于纺丝，制作精密的设备零件，用于包装工业以及其他用于制作有特殊需求的用具，因其性能好、用途多而被广泛应用。锦纶切片吸水性较强，易氧化，一般在氮气保护的密闭料仓内输送和存储。

在产品的输送包装过程中，切片与管道、罐壁都会摩擦产生静电。尤其在包装过程中，细小的切片极易在静电的作用下吸附于罐壁，待包装完毕，包装袋落下时，下料口处瞬时与空气接触，导致切片落在地上，既浪费又不安全，而包装袋内的产品重量不足，会增加客户投诉率。因此，称重罐壁静电吸附切片产品成为迫切需要解决的问题。

2 包装过程问题简介

图1 为包装示意图，称重罐周围安装有称重传感器，作用是称量一定量的产品；称重控制器内预写好程序，待称重罐内的产品达到设定的重量时，停止切片往称重罐内进料，同时打开称重罐底部的阀门，切片进入包装袋内进行包装，即控制一次称量的切片并包装；称重罐内的切片全部落入包装袋后，固定包装袋的夹子自动松开，包装袋落地，罐体及阀1、阀2 处瞬间接触空气，罐壁吸附的切片会洒落在地上，造成诸多问题；工人开始包装时，按下包装启动按钮，阀1 打开，阀2 打开，产品进入包装袋，称重罐自动检测重量，待重量为零时，包装袋落下，阀2关，阀1关。

图1 包装示意图Fig.1 Packaging diagram

锦纶切片在由称重罐下料至包装袋的过程中，与罐壁摩擦产生静电。因其颗粒状细小，极易产生并被吸附在称重罐壁，在下料过程中没有外力作用的情况下，会一直吸附在罐壁无法下至包装袋。在下料完成包装袋落下的瞬间，包装袋与称重罐底部失去连接，阀并未完全关闭，称重罐会短暂地与大气接触。此时，吸附在称重罐壁的细小颗粒落下，然而此时包装袋已离开包装口，落下的小颗粒就会洒到地上。称重罐是按照固定程序称取一定量的切片再放入包装袋中，部分产品洒落地面，会导致包装袋内的产品重量不足，容易被客户投诉；同时，若细小颗粒洒落在地面，员工不慎踩到，容易滑跌，加大了包装作业的安全隐患。

3 解决办法探讨

在产品包装时，细小颗粒状产品洒落地面，对包装作业是一个极大安全隐患，若不慎滑倒，会造成人身伤害。为减少滑跌发生的概率，工人每包装一袋用工具清扫地面的细小颗粒，清扫完毕再去进行下一袋的包装操作，这样会大幅降低工作效率，浪费人力物力，落入地面的颗粒无法等同于A 级品出售，只能降级降价出售，这对于工业生产来说是极大损失。另一方面，称重罐称好的固定重量产品，并没有全部进入包装袋中，导致包装袋内重量不足，容易被客户投诉，从而影响企业的信誉和品牌效应，逐渐失去客户的信任。

为减少细小颗粒产品洒落地面的情况，同时增强企业的信誉度，公司努力寻求静电消除的办法。

（1）增加湿度。物体在相互摩擦时会产生静电，如果环境潮湿，静电会吸附在水分子上，然后带异种电荷的水分子在自由运动中相互中和，就不会在物体上集聚大量静电，这样就可以避免静电的焦距放电，造成危害。这种办法不太适合料仓包装，首先，需要在各个储罐和料仓新增水蒸气加入口；其次，切片的吸水性强，储罐或料仓内湿度的增加会使切片的含水量提高，而产品的含水率应控制在一定数值以内，含水太高会导致产品不合格率升高，同样会导致客户投诉。

（2）静电接地法。这是消除静电危害最简单的方法，主要用来消除导电体上的静电，而不宜用来消除绝缘体上的静电。采用了具有足够机械强度的静电接地，将罐体接地可以使罐体与地面之间的电荷平衡，进而减少静电。这种方法导除了设备外壳所产生的部分静电，对设备外壳所带静电处理效果很好，但对设备内壁与产品摩擦所产生的静电并没有起到很好的消除作用。

（3）增加抗静电添加剂。抗静电剂可减少或消除静电，然而它并不是一种非常有效的解决方法，只是一种缓解静电问题的办法。抗静电剂是一种特殊的化学物质，可形成一层很薄的涂层，覆盖于物体表面，用来吸收、中和或分散静电电荷，以达到减少或消除静电现象的目的。但此方法会改变工艺参数以及产品的性能，不会考虑应用在实际生产中。

（4）静电中和法。静电中和法是在静电荷密集的位置，想办法产生带电离子，将现场产生的静电荷中和掉，以消除罐壁上产生的静电。此种方法需要保证将产生的离子完全中和才能达到预期效果，防止罐壁上产生的静电荷消除掉而又产生新的电荷，随之带来更大危害。此种方法目前成本较高的方法，不考虑应用在实际生产中。

（5）工艺控制法。在称重罐体外壁增加振动装置，与称重罐下料程序联锁，利用激振力大于静电吸附力的原理，采用振动的方式使细小颗粒强行脱离罐壁并落入包装袋。在称重罐下料时振动装置启动，下料结束后振动装置停止，并延时关阀。

4 工艺控制法解决包装下料静电吸附问题

在考虑既不影响产品质量，又能解决实际问题的情况下，公司选择工艺控制法，解决称重罐下料过程中因摩擦静电导致的少量产品吸附于罐壁无法下至包装袋内的问题。

在称重罐的锥底，选取合适的部位（见图2），增加了气动滚珠振动器。振动器的结构简图见图3，采用压缩空气作为动力。压缩空气由设置于一侧的压缩空气入口进入振动器内部空腔内，再从压缩空气出口排出，从而推动金属滚珠在轨道腔体内高速转动。滚珠在轨道腔体内的高速运转可以产生振动力，能够带动称重罐壁振动，使得颗粒产品随着称重罐壁的振动落于包装袋内，而不会吸附在罐壁上。

图2 工艺控制法消除静电包装示意图Fig.2 Schematic diagram of process control method for eliminating static electricity in packaging

图3 振动器结构简图Fig.3 Structural diagram of vibrator

在给振动器提供压缩空气的管路，增加电磁阀用以控制振动器压缩空气的供应和停止。通过工艺控制进行如下包装过程：当下料开始时，阀1和阀2 打开，与此同时电磁阀打开，压缩空气正常进入振动器内，振动器开始工作；下料结束时，振动器的电磁阀延时关闭，压缩空气延时停止供应，即振动器在下料结束后仍然工作一段时间（具体时长由延时继电器调节），振动器结束工作时，保证称重罐壁不再有吸附的颗粒，此时阀1 和阀2 关闭，包装过程结束。

使用此工艺控制法进行包装，相较于传统方法，现场情况得到很大改善。改进前，料仓包装口下方满是洒落的产品小颗粒，操作现场极不美观，工人操作时滑倒的概率大大增加，同时因为每袋产品的重量总是徘徊在较低水平，易造成产品不合格。改进后，包装现场比较整洁，切片洒落的情况明显改善，同时，其他问题也相应得以解决。

5 结语

公司通过改进工艺控制法下料，既保证了包装过程的顺利通畅，又使得现场的情况得到明显的改善，是一种值得推广的解决静电吸附的办法。