Шнеки для экструдеров

шнек для экструдера

Один из методов получения пластических масс является метод экструзии – непрерывный процесс получения изделия нужной формы, посредством продавливания пастообразной массы, вязкого материала через формирующее отверстие. В 1797 году Джозеф Браман запатентовал процесс изготовления свинцовой трубы методом экструзии. С тех пор процесс был усовершенствован, но принцип технологии до сих пор используется и расширяет границы применения.

Устройство экструдера и виды
Для осуществления процесса экструзии применяется экструдер, машина посредством которой получают изделия из пластика. Экструдеры бываю:
• одно шнековые;
• двух шнековые;
• много шнековые;
• поршневые;
• дисковые.
В дисковых экструдерах рабочим органом является диск или диски, в плунжерном – это поршень. В шнековом экструдере главный рабочий орган – шнек: один, два или много.
Шнековый экструдер
Наиболее широкое применение имеют шнековые экструдеры. Шнек захватывает загрузочный полимер и перемещает его вдоль корпуса. Продукт при этом сдавливается, разогревается, становится пластичным и гомогенизируется. Давление в экструдере может быть от 15 до 100 МПа.
Условно экструдер делится на три зоны по функции, которая выполняется в данной зоне: зона подачи, зона пластификации, зона выталкивания. Шнек также по виду работы можно разделить на зоны. В зоне загрузки производиться подача сырья, в зоне пластификации происходит гомогенизация, зона выталкивания – это получение готового изделия.
Разновидности экструдеров в зависимости от частоты вращения червя: нормальные и быстроходные, по конструкции бывают стационарные, с вращающимся корпусом, горизонтальные и вертикальные (по расположению шнека).

Совершенствование шнека
Дозирующие шнеки
Первые шнеки представляли собой винт-дозатор, перерабатывали полимер, но производительность была недостаточная. Это стало целью его дальнейшего совершенствования. В конечном итоге шнеку увеличили глубину канала, что улучшило переработку некоторых полимеров, например полупроводящего полиэтилена. При его использовании для переработки других полимеров, полимеров с добавками, производительность падала. Тогда в конструкцию шнека добавили смесительные секции со штырями.

Смесительные шнеки
Смесительные шнеки не обеспечивали достаточный уровень переработки. Конструкцию шнеков усовершенствовали, добавив штырь в конструкцию, которую назвали смесительный шнек Мэддока, в честь её изобретателя. Теперь материал принудительно проходил через небольшие щели. Далее было изобретение секций миксерного типа с осевым расположением канала, что увеличило пропускную способность. Использование смесительной секции дало возможность увеличить производительность, при определенном количестве оборотов за счет увеличения пластификации. Сейчас шнековые механизмы оснащаются узлами.

Барьерные шнеки
Особенности устройство барьерного шнека увеличивают температуру полимера, что улучшает его проходимость, даже при увеличенной глубине каналов. Особенность состоит в раздельном расположении кристаллизованного и расплавленного вещества. В барьерных шнеках можно управлять стабильностью продавливания полимера.

Виды шнеков.
Шнек в переводе означает «улитка» — это стержень со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси. Вместе с цилиндром выполняет основную нагрузку: подготовка полимерной массы, уплотнение, пластификация и гомогенизация. Шнек вместе с цилиндром называют «шнековой парой». Шнековая пара производится из стали марки 38Х2МЮА. Поверхности шнековой пары подвергаются азотированию, для предотвращения износа. Потом их покрывают твердым хромом и полируют. При работе с вторичным сырьем и полимерами с наполнителями, для производства шнековой пары применяют биметалл.
Основные параметры, характеризующие работу шнека:
• длина шнека;
• диаметр;
• глубина нарезки в конце шнека;
• глубина нарезки вначале;
• длины отрезков с различной глубиной;
• ширина гребня;
• шаг витка;
• угол винтовой нарезки.

Основные виды шнеков, применяемые для изготовления пластика:
v шнек общего назначения трех зональный;
v шнек для переработки высоко кристаллического полимера;
v шнек для получения ПВХ.
Наиболее распространенные стандартные конструкции шнеков:
• дозирующий;
• смесительный;
• шнек со стержневыми смесительными элементами;
• со смесительными элементами Мэддока;
• двухступенчатый шнек (с двойной зоной дозирования);
• барьерный шнек;
• барьерный, смесительный шнек.
В одно шнековые экструдеры устанавливают барьерные шнеки, которые повышают уровень производительности за счет увеличения отдачи тепла расплаву от цилиндра. При необходимости переработки гигроскопичных полимеров, шнек в одно червячном экструдере дополняют зонами дегазации.
Двух шнековые имеют соответственно два шнека, которые устанавливаются параллельно, или могут иметь форму конуса, с уменьшением к направлению фильеры. Конические экструдеры перерабатывают ПВХ, способны образовывать давление, которые обеспечивает гомогенизацию ПВХ за короткий рабочий цикл. Шнеки вращаются навстречу друг другу.
Параллельные экструдеры используются при смешивании полимеров нескольких видов.
Двух шнековые экструдеры могут быть со шнеками в зацеплении (направление движения шнеков может быть в одном направлении или в разных), со шнеками не в зацеплении (движение шнеков в противоположные стороны)
Много шнековые экструдеры (4-7 шнеков) используют реже, если нужно получить изделие очень высокого качества. Шнеки имеют участки левозаходной и правозаходной нарезки, что обеспечивает эффект за счет повышения качества смешения и усиленной дегазации. Применяется также, когда полимер нельзя подвергать высокой температуре. Планетарная шнековая машина состоит из одного центрального шнека и шести дополнительных, которые расположены на равном расстоянии вокруг основного.
Шнек имеет возвратно-поступательные движения, что так же улучшает процесс плавления и гомогенизации. Для улучшения качества гомогенизации на шнеках могут устанавливать зубья, шлицы, кулачки и т.д.

Яндекс.Метрика