一种防水卷材生产用冷却成型设备及防水卷材成型方法与流程

本发明涉及防水卷材冷却成型，尤其涉及一种防水卷材生产用冷却成型设备及防水卷材成型方法。

背景技术：

1、在防水卷材的生产过程中，冷却成型是衔接压延成型与后续收卷工序的关键环节，其冷却效果直接决定卷材的尺寸稳定性、表面质量、力学性能及使用寿命；目前，行业内普遍采用冷却水箱浸泡冷却的方式，通过将经压延机成型后的高温卷材浸入冷却水中，快速导出热量实现定型，配合外部循环设备实现冷却水的循环复用，以降低能耗与水资源消耗。

2、然而，现有冷却成型设备在实际应用中仍存在诸多技术瓶颈，难以满足高质量防水卷材的生产需求：

3、首先，冷却水箱内水温均衡性难以保障，现有设备的循环系统仅能实现冷却水的整体循环，无法有效打破上下层水温分层现象，高温卷材浸入后，接触区域的冷却水温度快速升高，而周边低温水难以快速补充混合，导致卷材表面不同位置承受的冷却强度不一致，尤其是厚型、宽幅卷材，上下表面温差引发的内应力的会显著增加卷材变形、开裂的风险，严重影响产品合格率；

4、其次，卷材边缘翘曲变形问题突出，高温卷材从压延机导出后，整体直接浸入冷却水中，由于卷材边缘与空气、冷却水的接触面积更大，散热速率远高于中心区域，形成显著的温度梯度，这种温差导致边缘区域收缩量远超中心区域，进而产生“荷叶边”“波浪边”等变形缺陷，此类变形难以通过后续工序修正，直接影响卷材的搭接施工精度与防水密封性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决冷却水上下层水温分层的问题，而提出的一种防水卷材生产用冷却成型设备。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种防水卷材生产用冷却成型设备，包括卷材挤出机，所述卷材挤出机的一侧设有压延机，所述压延机的一侧设有冷却水箱，所述冷却水箱内装配有传动组件，所述传动组件包括多根转动连接于冷却水箱内的传动辊轴，多根所述传动辊轴平均分为两组，两组所述传动辊轴外表面共同装配有传送带；

4、所述传送带的内壁上装配有多个拨板，所述拨板经传送带的转动实现上层水与下层水的交换混合，以平衡不同位置冷却水的水温。

5、作为上述技术方案的进一步描述：

6、所述拨板的一侧开设有接水槽，所述接水槽的一侧壁呈倾斜状。

7、作为上述技术方案的进一步描述：

8、多根所述传动辊轴的一端均装配有双槽带轮，多个所述双槽带轮平均分为两组，每组所述双槽带轮上均啮合连接有第一同步带。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、所述冷却水箱上通过轴承座装配有联动轴，所述联动轴的两端均固定有单槽带轮，两个所述单槽带轮均通过第二同步带与其中两个双槽带轮相连接，所述冷却水箱边缘处通过电机架安装有输出端与其中一个单槽带轮相连接的减速电机。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、所述冷却水箱内壁上装配有导向组件，所述导向组件包括前导向辊和后导向辊，所述前导向辊和后导向辊分别转动连接于冷却水箱内壁的两端。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、所述冷却水箱内壁靠近后导向辊的一侧转动连接有走向调节辊，所述冷却水箱内壁上还转动连接有多根深度调节辊，多根所述深度调节辊处于前导向辊和走向调节辊之间。

15、作为上述技术方案的进一步描述：

16、所述冷却水箱内壁靠近进口端的一侧设有入水限制组件，所述入水限制组件包括固定于冷却水箱内壁上的安装板，所述安装板上螺纹连接有调节螺柱，且所述调节螺柱 贯穿安装板的一端通过横架连接有上走向板，所述冷却水箱内壁的底部固定有下走向板。

17、作为上述技术方案的进一步描述：

18、所述上走向板和下走向板的中部均开设有v形冷却槽，所述下走向板上插接有四根顶端均与上走向板相连接的导向柱。

19、作为上述一种防水卷材生产用冷却成型设备的防水卷材成型方法的进一步描述：包括以下步骤：

20、s1：原料准备，将改性沥青物料通过原料预干燥系统和预热装置进行预处理，并输送至卷材挤出机中；

21、s2：通过卷材挤出机将物料挤出到压延机加工成型；

22、s3：压延成型后的卷材通过极细雾化喷淋装置进行预润湿；

23、s4：预润湿后的卷材进入冷却水箱借助v形冷却槽进行冷却，使卷材中间先入水，两侧逐步入水进行梯度冷却，并进入后腔通过均匀的水温进行二次冷却强化定型效果；

24、s5：通过风机清除卷材表面残水后，通过外部机构收卷；

25、卷材挤出机的挤出温度补偿量、减速电机的转速和冷却水循环流量，均通过控制系统的联动控制模型进行调控；

26、所述联动控制模型调控减速电机转速的调控公式为ω_mixer=ω_base+α×i_cool_target，其中，ω_mixer为减速电机的转速，ω_base为基础转速，保证基本的水体扰动，α为转速调节系数，i_cool_target为目标冷却强度；

27、所述i_cool_target的计算公式为i_cool_target=k1×(t_pre_cool-t_set)+k2×(t_water_avg-t_water_set），其中，t_pre_cool为卷材进入入水限制组件前的表面温度，t_set为卷材设定的目标入水温度，t_water_avg为冷却水箱前腔的平均温度，t_water_set为冷却水箱设定的目标水温，k1,k2为比例系数，k1反映对卷材温度偏差的敏感度，k2反映对水温偏差的敏感度；

28、所述联动控制模型调控‌冷却水循环流量的调控公式为q_cool_water=q_base+β×i_cool_target，其中，q_cool_water为‌冷却水循环流量，q_base为基础循环流量，β为流量调节系数；

29、所述联动控制模型调控挤出机温度补偿量计算公式为：δt_extrude=-η×(t_pre_cool-t_set），其中，δt_extrude为挤出机温度补偿量，η为前馈补偿系数（0<η<1）。

30、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

31、1、通过设置的传动组件，实现了平衡冷却水温，提升冷却均匀性，通过传动组件的传送带带动拨板转动，拨板的接水槽可接取下层冷却水并输送至上层，同时配合拨板对上下层冷却水的双向拨动，有效打破冷却水箱内上下层、区域间的水温分层现象，保证冷却水温度一致，避免卷材因上下表面冷却强度差异产生内应力与表面缺陷；

32、2、通过设置的入水限制组件，有效抑制边缘翘曲变形，保障卷材平整度，入水限制组件的上走向板与下走向板配合，通过v形冷却槽实现卷材从中间到两侧的逐步冷却，避免卷材整体直接入水导致边缘散热过快形成温度梯度，从源头抑制“荷叶边”“波浪边”等变形缺陷。

1.一种防水卷材生产用冷却成型设备，包括卷材挤出机（10），所述卷材挤出机（10）的一侧设有压延机（11），所述压延机（11）的一侧设有冷却水箱（12），其特征在于，所述冷却水箱（12）内装配有传动组件（20），所述传动组件（20）包括多根转动连接于冷却水箱（12）内的传动辊轴（21），多根所述传动辊轴（21）平均分为两组，两组所述传动辊轴（21）外表面共同装配有传送带（22）；

2.根据权利要求1所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述拨板（23）的一侧开设有接水槽（24），所述接水槽（24）的一侧壁呈倾斜状。

3.根据权利要求2所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，多根所述传动辊轴（21）的一端均装配有双槽带轮（25），多个所述双槽带轮（25）平均分为两组，每组所述双槽带轮（25）上均啮合连接有第一同步带（26）。

4.根据权利要求3所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述冷却水箱（12）上通过轴承座装配有联动轴（27），所述联动轴（27）的两端均固定有单槽带轮，两个所述单槽带轮均通过第二同步带（28）与其中两个双槽带轮（25）相连接，所述冷却水箱（12）边缘处通过电机架安装有输出端与其中一个单槽带轮相连接的减速电机（29）。

5.根据权利要求1所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述冷却水箱（12）内壁上装配有导向组件（30），所述导向组件（30）包括前导向辊（31）和后导向辊（32），所述前导向辊（31）和后导向辊（32）分别转动连接于冷却水箱（12）内壁的两端。

6.根据权利要求5所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述冷却水箱（12）内壁靠近后导向辊（32）的一侧转动连接有走向调节辊（33），所述冷却水箱（12）内壁上还转动连接有多根深度调节辊（34），多根所述深度调节辊（34）处于前导向辊（31）和走向调节辊（33）之间。

7.根据权利要求1所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述冷却水箱（12）内壁靠近进口端的一侧设有入水限制组件（40），所述入水限制组件（40）包括固定于冷却水箱（12）内壁上的安装板，所述安装板上螺纹连接有调节螺柱（41），且所述调节螺柱（41）贯穿安装板的一端通过横架连接有上走向板（42），所述冷却水箱（12）内壁的底部固定有下走向板（43）。

8.根据权利要求7所述的一种防水卷材生产用冷却成型设备，其特征在于，所述上走向板（42）和下走向板（43）的中部均开设有v形冷却槽（44），所述下走向板（43）上插接有四根顶端均与上走向板（42）相连接的导向柱。

9.基于权利要求1-8任意一项所述一种防水卷材生产用冷却成型设备的防水卷材成型方法，其特征在于，包括以下步骤：