Matmatch
Зарегистрированных посетителей: 9608

Каталог оборудования - Одношнековый экструдер

Схема установки

Основным оборудованием экструзионного процесса является червячный пресс или экструдер, оснащенный формующей головкой, в котором происходит непрерывная пластикация и гомогенизация полимера, получение однородного расплава и его выдавливание через формующую головку в виде профиля изделия.


Принципиальное устройство одношнекового экструдера:
1-шнек; 2-материальный цилиндр; 3-загрузочный бункер; 4-охлаждающие каналы; 5-кольцевые зонные нагреватели; 6-термопары; 7-формующая головка; 8-корпус экструдера; 9-механическая передача; 10-патрубок для отвода охлаждающей воды; 11-подшипниковый узел; 12-электродвигатель.

Принцип работы

Принципиальное устройство одночервячного экструдера показано на рисунке. Полимерный материал из бункера 3 поступает в материальный цилиндр 2, захватывается вращающимся червяком 1 и транспортируется к формующей головке, фрагмент которой показан позицией 7. При этом полимер в первой, питающей, зоне червяка l1 размягчается и уплотняется в пробку, в зоне сжатия l2 он расплавляется, а в зоне дозирования l3 гомогенизируется и подготавливается к подаче в формующую головку. Для обеспечения требуемого теплового режима и условий транспортирования на материальном цилиндре установлены зонные кольцевые нагреватели 5 с индивидуальными вентиляционными устройствами; участок цилиндра вблизи загрузочного отверстия охлаждается водой по каналам 4, а для контроля температуры служат термопары 6. Конструкция червяка, как правило, предусматривает его внутреннее охлаждение водой, подаваемой и отводимой через устройство 10. Червяк получает вращение от электромеханического привода, состоящего из электродвигателя 12 постоянного или переменного тока и редуцирующей механической передачи 9. Осевое усилие, действующее на червяк в направлении, противоположном транспортированию расплава, воспринимается подшипниковым узлом 11. Все рабочие узлы экструдера смонтированы в корпусе 8.

Червяк. Служит для транспортировки, перемешивания и подачи расплава под определенным давлением в формующую головку.
Основными геометрическими параметрами червяков являются диаметр, длина, зонность, глубина канала по зонам, шаг и направление винтовой линии, а также коэффициент сжатия, показывающий отношение объема одного витка винтового канала в зоне загрузки к объему одного витка в зоне дозирования.
Для переработки термопластов обычно применяются цилиндрические червяки с постоянным шагом и переменной глубиной винтового канала. Они сравнительно просты в изготовлении и обеспечивают высокую производительность. Чем больше диаметр червяка, тем выше производительность экструдера.
Длина червяков L характеризуется её отношением к диаметру D. Это соотношение может изменяться в интервале 8-35.
Зонирование червяков, т.е. изменение глубины канала по длине на отрезки, зоны зависит от физико-химических свойств термопластов. Существует три группы червяков для переработки термопластов:

  • с высоким содержанием кристаллической фазы (полиолефины, полиамиды);
  • частично-кристаллизующиеся, аморфные полимеры (полистирол, ПЭНП);
  • аморфные полимеры с низкой термостабильностью (поливинилхлорид).
Для переработки полимерных материалов, склонных к деструкции (ПВХ, ПФ, ацетилцеллюлозные этролы и др.), успешно применяются так называемые двухстадийные экструдеры. У червяков подобных экструдеров вслед за зонами загрузки и сжатия следует зона дегазации глубина нарезки которой существенно увеличена. Для предотвращения переполнения зоны дегазации расплавом перед ней на червяке предусматривают небольшую локальную зону с обратной резьбой, создающую сопротивление прямому потоку.

Цилиндр подвергается следующим воздействиям: неравномерному по длине нагреву; переменному давлению расплава полимерного материала, значение которого может изменяться от долей МПа, до 60-80 МПа; резким температурным колебаниям вследствие цикличности нагрева-охлаждения при терморегулировании. На рабочую поверхность цилиндра оказывают воздействие термохимические процессы, сопровождающие пластикацию полимера, его истирают абразивные частицы, входящие в состав перерабатываемого материала. Все это обуславливает применение как монолитных, неразъемных цилиндров, так и секционных конструкций, состоящих из отдельных частей, объединяемых фланцевыми соединениями. Кроме того, нередко в цилиндрах применяют запрессованные гильзы, изготовленные из высоколегированных хром-, никельсодержащих сталей.
Загрузочная часть секционного цилиндра имеет каналы или рубашку для охлаждения.

Питатели служат для равномерной подачи полимерного материала в цилиндр экструдера, что способствует равномерности выдавливания расплава из формующей головки. Многие полимерные порошкообразные материалы обладают способностью к образованию сводов над загрузочным отверстием цилиндра, что является одной из причин пульсации при подаче. Для предотвращения сводообразования используют простейшие ворошители, устанавливаемые непосредственно в бункере.

Привод экструдера должен обеспечивать плавное регулирование частоты вращения червяка и стабильность выбранного скоростного режима. Чаще других применяют электромеханические приводы, состоящие из электродвигателя и механической редуцирующей передачи. Для регулирования скорости вращения используют электродвигатели постоянного или переменного тока.

Выбор и расчет оборудования

Считается, что в зоне дозирования действуют три потока расплава: прямой, мнимый, обратный и поток утечек через радиальные зазоры между цилиндром и гребнем винтовой нарезки червяка.

Прямой поток иногда называют вынужденным. Он появляется в результате вращения червяка. Производительность прямого потока Qпр определяется скоростью вращения червяка ωч и геометрическими характеристиками α винтового канала (глубина, ширина, шаг и наклона нарезки, диаметр червяка, профиль канавки):

Обратный (мнимый) поток Qобр обусловлен сопротивлением движению расплава, которое определяется давлением в головке Δр и зависит от эффективной вязкости η:

Величина константы β зависит от глубины винтового канала, диаметра червяка, длины зоны дозирования.

Вектор движения обратного потока направлен навстречу вектору движения прямого потока и поэтому уменьшает его производительность.

Поток утечек Qут также создается давлением в головке Δр, направленным навстречу движению расплава. Он зависит от геометрической константы γ и вязкости расплава η. Окончательно производительность червяка одночервячного экструдера оценивается уравнением:

Производительность формующей головки Qг зависит от общей геометрической константы сопротивления головки К, перепада давления расплава Δр и его эффективной вязкости η:

Для увеличения производительности стремятся повысить давление внутри головки, что достигается необходимой конструкцией её канала и снижением вязкости расплава. Поэтому процесс ведут при предельно допустимой температуре, обеспечивающей минимальную вязкость расплава.

Производительность экструдера с учетом сопротивления головки:

Расчет одночервячного экструдера кроме скорости вращения червяка и с учетом особенностей головки и червяка, расчет включает определение потребляемой мощности привода червяка, тепловой расчет и проверку на прочность основных механических узлов экструдера, а именно: червяка, цилиндра, подшипников червяка.

Скорость вращения червяка вычисляется по требуемым производительности, геометрическим характеристикам червяка и реологическим параметрам расплава перерабатываемого полимера.

Потребляемая мощность привода представляет собой сумму трех составляющих: мощности, расходуемой на преодоление трения полимера о стенки цилиндра и поверхность червяка; мощности, затрачиваемой на сдвиг расплава в кольцевом зазоре между червяком и цилиндром, и мощности, потребляемой на увеличение давления в расплаве.

Тепловой расчет состоит в определении необходимой мощности нагревателей материального цилиндра шнека, работающего в расчетном режиме, и сопоставлении ее с мощностью обогревателей выбранной машин. В результате должно соблюдаться соотношение



Журнал

В следующем номере

    Тема номера: «УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
  • Международная конференция «Полиэтилентерефталат-2018»
  • Горячеканальные и соинжекционные технологии литья под давлением полимерных упаковок
  • Экономичное одностадийное компаундирование цветных суперконцентратов
  • Умные упаковочные решения на международных выставках
  • Удобный спутник для путешественников
  • Читать полностью

Популярные запросы

Производители экструдированного пенополистирола
Азодикарбонамид
Нетканые материалы
Технология литья пластмасс
Свойства пенопласта
Ремонт тпа
Полистирол цветной
Полипропилен листовой
Переработка отходов пластмассы
Экструдированный полистирол

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2

Редакция:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: victor-gonchar@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10, +7 (499) 267-40-15
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbranch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.

В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.

Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.

Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты. Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».

Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.

Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.

Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.

Принимаю условия соглашения
Wed, 25 Apr 2018 22:50:16