Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Моделей екструдерів, тобто машин, призначених для переробки полімерів в розплав, безліч. Вони розрізняються за характеристиками і виду сировини, що переробляється. Серед маси варіантів їх використання найбільш популярно отримання з їх допомогою поліетиленових або поліпропіленових плівок, з яких виробляють гнучку упаковку. На отримані матеріали можна наносити друк і зварювати пакети. А також своє застосування вони знайшли в харчовій промисловості для виготовлення макаронних виробів.

Загальна інформація

Екструдер - це машина, яка перетворює сировину у вигляді дрібних частинок в розплав певної форми. В якості таких частинок можуть використовуватися гранули, порошок, різноманітні пасти або лом.

Процес полягає в проходженні сировини через спеціальний формующий інструмент (екструзійну головку, фільєра). Форму готового продукту задає калібру пристрій з певним перетином. Вона буде залежати від виду отвори в формувальному пристрої. Якщо це щілину, на виході вийде листовий матеріал, якщо кільце, то виріб буде мати форму труби.

Процес, що відбувається з використанням цього обладнання, називається екструзією. Залежно від конструкції машини її ділять на кілька видів:

  • холодну синє формування, при якому на матеріал виявляється тільки механічна дія;
  • тепла екструзія, яка полягає в механічних перетвореннях, які супроводжуються тепловою обробкою;
  • гаряча формування - швидкісний процес, який передбачає використання високих температур і тиску.

Області застосування

Технологія виготовлення виробів шляхом застосування екструзії знайшла своє застосування в областях, описуваних далі.

  • Хімічна промисловість. Ця область передбачає виготовлення полімерних виробів (гумових, пластмасових і так далі), а також отримання феритів. При цьому хімічний склад сировини залишається незмінним, екструдер призначений в першу чергу для отримання необхідної форми кінцевого виробу. Тому настройки такого обладнання відносно прості.
  • Харчова промисловість. При виробництві продуктів харчування також може використовуватися екструзія. Зазвичай, вона являє собою більш складний процес, ніж в попередньому прикладі. Налаштування обладнання припускають тонке зміна показників температури, швидкості, тиску, що призводить до змін характеристик і властивостей початкового сировини, наприклад, денатурації білка, розщепленню вуглеводів або желатинизации крохмалю.

Класифікація обладнання

Світ побачив перший екструдер ще в XIX столітті, а вже до XX було створено безліч модифікацій цього обладнання. Сучасні екструдери мають кілька класифікацій. За типом транспортує пристрої вони поділяються на такі види:

  • Одношнекові;
  • двухшнековие;
  • многошнековий;
  • дискові;
  • поршневі;
  • комбіновані.

По розташуванню шнеків:

  • паралельні;
  • конічні.

За частотою обертання:

  • нормальні;
  • швидкохідні.

У напрямку обертання:

  • сонаправленнимі;
  • протівонаправленних.

Принцип роботи

Спеціальний завантажувач поміщає сировину в бункер машини. Ця робота може виконуватися також і вручну. При цьому гранули засипаються в завантажувальну воронку. З бункера вони проштовхуються в зону шнека, а звідти - в циліндр пластификации. По дорозі просування сировину перемішується для однорідності майбутнього розплаву, а також знаходиться під впливом високих температур і тиску елементів екструдера. На виході шляхом плавлення виходить в'язка прозора маса, збільшена в обсязі за рахунок розтягування.

Якщо екструдер дисковий, то в якості транспортує пристрої використовують два диска, один з яких знаходиться в нерухомому стані, а інший безперервно обертається. Сировина, що потрапляє в отвір статичного диска, перемішується і гомогенізується. Устаткування, оснащене таким пристроєм, прекрасно підійде для виготовлення однорідних сумішей.

Поршневий екструдер характеризується низькою продуктивністю, тому його застосування обмежене в основному виготовленням труб. Принцип роботи полягає у витісненні матеріалу поршнем, що надає готовому виробу необхідну форму.

Для всіх цих цілей може не вистачити одного екструдера. Щоб налагодити масове виробництво і отримати якісний продукт, доводиться використовувати додаткові машини або пристрою. Всі разом вони будуть утворювати екструзійну лінію.

Таким чином, можна отримати не тільки розплав, а й відразу перетворити його в готовий виріб, наприклад, пакувальну плівку, пластикові труби або полівінілхлоридний профіль.

пристрій екструдера

Пристрій такого обладнання найзручніше пояснити на прикладі найпростішого з типів цієї машини - одношнекового екструдера, який також називають однечерв'ячні або Одногвинтові. Він оснащений одним шнеком, і машина має одну зварену раму, в яку вбудований вертикальний редуктор з наполегливим підшипником.

Через спеціальну муфту до редуктора приєднується електричний двигун. Таким чином, він розташовується під вузлом пластификации. Нагрівання відбувається за допомогою електричної шафи, який автоматичний регулює температуру. Корозійна стійкість забезпечується шляхом насичення елементів екструдера парами азоту. Завдяки цьому вони не виходять з ладу і є досить довговічними.

Крім перерахованих вище, до рами приєднані прилади, що дозволяють здійснювати контроль над ходом виробництва. Вони управляються пультом оператора. Завдяки компактним розмірам виходить пристрою шнек можна вставляти прямо в вихідний вал редуктора.

процес дегазації

Важливим етапом виробництва є дегазація. Сировина, що переробляє екструдером, не завжди є ідеальним, воно містить домішки, зайву вологу і повітря. Щоб якість матеріалу не знижувався через недосконалість гранул, в машині здійснюється процес дегазації. Він полягає в випаровуванні води, залишкового розчинника і мономерів з сировини під впливом високих температур або штучно створеного вакууму. Здійснюється процес або шнеком, якщо в обладнанні передбачений тільки один гвинт, або спеціальною камерою, а якщо йдеться про многочервячний екструдер.

роль шнека

Шнек має кілька функцій, в залежності від яких циліндр можна умовно розділити на кілька важливих зон:

  • в зоні харчування вихідна сировина ущільнюється за рахунок попадання в шнекову область, але все ще залишається твердим;
  • в зоні пластифікації гранули плавляться, змішуються і спресовуються під тиском, щоб далі просуватися по гвинту;
  • в зоні дозування матеріал, що складається з суміші плавящихся гранул з твердими, перемішується до однорідності і надходить до форми інструменту.

Всі процеси відбуваються при нагріванні, температура якого може відрізнятися від зони до зони. Якість одержуваного матеріалу буде залежати від умов і повноти проходження сировиною перерахованих етапів.

Переваги одношнекового і двухшнековие екструдерів

Головна характеристика машини - кількість і вид шнеків. Найпоширенішим типом є одношнековий екструдер. Він простий в обслуговуванні в порівнянні з іншими видами цієї машини. Для його роботи необхідний тільки один оператор, оскільки всі важливі органи управління локалізовані в одному місці. Але якщо машина входить до складу великої екструзійної лінії, може знадобитися підсобний робітник. Кінцева кількість операторів і робочих визначається технологією і цілями виробництва.

Ще одним важливим достоїнством одношнекового екструдера є легкість транспортування. Його можна перевезти з одного виробництва на інше або перевстановити в новому місці.

Але іноді такий екструдер не дозволяє отримати необхідної якості плавлення готового продукту, і в виробництві застосовують двухшнековие машину. Вона дозволяє краще транспортувати сировину, підходить для гігроскопічних гранул. Найчастіше обладнання з двома гвинтами має функцію самоочищення, що також зручно для експлуатації.

завдання оператора

Сучасні машини оснащені всіма датчиками регулювання оптимальних умов для отримання якісної плівки. Однак завдання оператора полягає в тому, щоб правильно налаштувати всі параметри і підтримувати їх протягом всього процесу. Конкретні умови роботи залежать від виду вироблених матеріалів, але є кілька критеріїв, які є найбільш важливими. Вони і будуть описані далі.

контроль температури

Оператор повинен контролювати процес перетворення гранул в готовий розплав. Для цього, зокрема, здійснюється спостереження за роботою теплової автоматики. Система повинна забезпечувати підтримання необхідної температури як в кожній з робочих зон екструдера, так і в його елементах, найважливішими з яких є головка і фільєри. На кожну ділянку доводиться свій прилад, що дозволяє більш тонко налаштувати роботу машини і отримати найбільш якісний по однорідності, формі і іншим характеристикам матеріал. Але для найкращого результату необхідний досвід і відповідальність оператора, який зможе відстежити показання приладів і налаштувати їх.

Регулювання обертання шнека

Шнек є важливим елементом роботи екструдера. Особливо важливу роль він відіграє при входженні машини до складу екструзійної лінії, призначеної для випуску труб або гнучкої упаковки. Бар'єрні шнеки збільшують продуктивність і дозволяють добитися високої якості кінцевого продукту. Їх дія полягає в відділенні вихідної сировини від готового розплаву.

Це здійснюється шляхом поділу шнека на дві області за допомогою вбудованого в нього додаткового витка. На початку лінії проходження гранул більше відділення відводиться під них, ближче до кінця канал, що містить розплавлений полімер, збільшується в об'ємі, в той час як під недорасплавленний матеріал відводиться менше місця. Таким чином, ці дві фракції не перетинаються один з одним, а тільки плавно перетікають одна в іншу.

Залежно від технології виробництва шнеки можуть мати різний діаметр і частоту обертання. Оператор контролює останній параметр завдяки роботі частотних перетворювачів. Чим вище частота обертання, тим більше продуктивність екструдера. Однак цей параметр потрібно акуратно регулювати, щоб не знизити якість виробленого продукту. У скоєних приладах перетворювачі дозволяють швидко переходити від низьких швидкостей до високих, і, навпаки, без проміжних етапів.

Зміна діаметру і форми

Однорідний розплав, що є основою майбутнього продукту, проходить через спеціальні отвори. Вони надають йому потрібну форму, наприклад, кільця. Оператор повинен встановити значення необхідного діаметра цього кільця, завдяки чому розплав прийме форму труби заданих розмірів. Ця форма може змінюватися під впливом стиснутого повітря. Так, можна роздути розплав ще більше, а можна направити його в зазор між валків елеватора, що призведе до сплющиванию матеріалу і його осідання на дні машини у вигляді рукава.

Отриманий матеріал можна розрізати з одного або обох сторін за допомогою фальцевателей. Із застосуванням спеціальних ножів можна розрізати отриманий виріб після проходження ним сушки на невеликі відрізки.

переваги

Екструдер має високий рівень продуктивності в поєднанні з невеликими експлуатаційними витратами. Для повноцінного функціонування такого обладнання не потрібна велика кількість обслуговуючого персоналу і глибокі знання хімічних процесів. Його легко встановити і запустити в роботу. При коректному використанні машина не вимагає частого ремонту. Можливість регулювання різних параметрів екструдера дозволяє отримувати якісні матеріали різної товщини і ширини, необхідної виробнику.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Інструменти