Теория и практика экструзии полимеров

ПРИНЦИП РАБОТЫ И КОНСТРУКЦИИ ДИСКОВЫХ И ДИСКОШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРОВ

В последнее время (с 60-х голов XX столетия) в качестве смсси-

• Г'В’и и ласти каторов непрерывного действия стали применять •iii коиые экструдеры, впервые предложенные Максвеллом и « Н И юром I 11.

Принцип действия бесшнекового (дискового) экструдера Мак - III I i. i и Сксйлора основан на использовании упругости расплавов мп шмеров — свойства, существенным образом отличающею рас - м i. iiti. i и растворы полимеров от подавляющего большинства жид - ми icii. Это свойство, проявляющееся в упругом восстановлении фирмы, особенно наглядно продемонстрировано К. Вайссенбср - |им в его работе |2|, вследствие чего возникновение нормальных напряжений при деформации растворов и расплавов полимеров мп (учило название эффекта Вайссенберга. Сущность эффекта И иксенбсрга заключается в том, что при течении вязкоупругих «пакостей (растворов и расплавов полимеров) в условиях просто- |||« шига возникают не только касательные, но и нормальные на­пряжения, перпендикулярные плоскости сдвига.

На рис. 4.1 показаны формы поверхностей ньютоновской и и I «коупругой (неньютоновской) жидкостей в ротационном при - impc. Ротором прибора служит внешний цилиндр. Из рис. 4.1, а м ню, что при отсутствии статора поверхность ньютоновских м неньютоновских жидкостей во вращающемся цилиндре при - пирегает форму параболоида вращения в соответствии с зако­нами классической гидродинамики. Ту же форму стремится принять поверхность ньютоновских жидкостей и при наличии

• i. i гора.

Иначе обстоит дело в случае не ньютоновской жидкости. Воп­реки законам классической гидродинамики эти аномальные жид­ки-1 и поднимаются по стенкам внутреннего цилиндра, преодоле­ли! силы тяжести и центробежные силы (рис. 4.1, б, в). Если во пмреннем цилиндре имеется полость, аномальные жидкости миолняютее частично или полностью, в зависимости отскоро- III вращения. При работе прибора с аномальной жидкостью <рис. 4.1, е) пьезометры показывают нарастание давления по мере приближения к оси вращения. Если дисковый статор может пере-

Рис. 4.1. Формы поверхности ЖИДКОСТИ II тационных приборах при различных конец ниях и скоростях статора:

/ — жидкость Вайссснбсргл с конечной об| мой деформацией; // — жидкость Ньютона с o' малой обратимой деформацией. Скорость един / — нулевая: 2 — средняя; 3 — большая; 4| любая. Статор:

а — отсутствует; б — цилиндр; в — стержень / — открытая труба: d — закрытая снизу тр>< верстием: е — диск с пьезометрическими ip>< (пьезометрами); ж — диск

ж

мешаться в вертикальном плоско] сти, то при вращении внешнего пн i линлра аномальная жидкость спГ собпа подмять диск на некого! высоту вместе с наложенным на н< грузом. В. Максвелл и А. Скей/к иллюстрируют эффект К. Вайссо берга несколько отличной схем< (рис. 4.2). В неподвижно закреплен ную чашу 4 введен вращающи! диск 5, укрепленный на валу 2. Вал - J * может вращаться и перемещал

вертикально в подшипниках 3. Если соответствующую жидкость поместить в чашу и вращать диск, жидкость втягивается в пространство между диском и дном непод­вижной чаши, заставляя диск подниматься (рис. 4.2, б). Силы, поднимающие диск, перпендикулярны плоскости сдвига и поэтс» му называются нормальными силами. Подъему ротора прспят ствуют заплечики на валу б, которые благодаря эффекту нормаль иых сил поднимаются к подшипнику 3 (рис. 4.2, в). Если в лив чаши просверлено отверстие, нормальные силы выдавливают ми териал по мере вращения диска.

Ш

гг

гт

Г>1

.2

п

' 3

Ы

к

1

1 '

в

AI

: >

X s *

в

Рис. 4.2. Иллюстрация эффекта Вайсссибсрга по Максвеллу и Сксйлору (1|:

а — диск не вращается; б — диск ирашастся и перемешается вверх; в — диск вращается, ми зафиксирован в вертикальном положении

I mi успешного применения эффекта ВаЙссенберга для экстру - ••1м расплавов полимеров необходимо разрешить следующие ВОП-

IMH М

I) и |учить, проявляют ли расплавы полимеров при сдвиговых »• формациях эффект нормальных сил (эффект ВаЙссенберга);

обеспечить непрерывный подвод перерабатываемого мате­ри. мм в юну сдвига.

На рис. 4.3 иллюстрируются различные конструктивные схе­мы Iисковых и шнекодисковых экструдеров. При этом рис. 4.3, а а I посгрирует предложенную Б. Максвеллом и А. Сксйлором 111 тик гейшую схему дискового экструдера, состоящего из врашаю- IIп пн я диска 2 и неподвижного диска /, размешенных в корпусе 3. Нсмочодимая температура переработки обеспечивается электро-

рсмагелями 4. Перерабатываемый материал подается из бун-

»> ра (на рисунке не показан) в загрузочную воронку А, откуда ими действием сил трения и спиральной траектории движения

Гис. 4.3. Схемы дискового (а), днекошнековых (б. в), с дисковым шнеком (г) и шне­ки (исковых (б, е) экструдеров

(иол действием центробежных сил) втягивается в зону межлу иод вижным и неподвижным дисками, где нагревается и пластици стся, и выдавливается через формующий инструмент в виде го вого изделия заданного профиля.

s

Однако недостатками данной конструкции дискового экстру^] дера являются пульсация производительности и небольшое давлов ние, развиваемое на входе в формующий инструмент (до I Mll;i) Для ликвидации указанных недостатков стали применять пшс*| ковый дозатор 5 (рис. 4.3, б), который подает иерерабатывао*» мый материал из воронки А в зазор между вращающимся 2 и неподвижным У дисками, откуда пластицированный материал шнеком 6 выдавливается через формующий инструмент. II этом варианте днскошнскового экструдера шнек 6 выполняет роль винтового насоса, обеспечивающего необходимое давлс«| ние экструзии полимеров. При этом применяется шнек дойн рующего типа длиной не более (5:7)/). где D — диаметр шнеки

13,41.

На рис. 4.3, в представлена конструкция дискошнекового экст^ рудера, где применен только шнек 6 дозирующего типа, который выравнивает пульсацию производительности заборной дисковой части и обеспечивает высокое давление экструзии на входе в <|н>р - I муюший инструмент.

Оригинальная конструкция дискового экструдера со спираль-! ными канавками на поверхностях вращающегося диска 2 пред-1 ставлена на рис. 4.3, г. При этом правый и левый зазоры между неподвижным 3 и вращающимся 2 дисками сообщаются с помо-1 шью цилиндрических отверстий /У, через которые осуществляется массооб. мсн между указанными полостями.

На рис. 4.3, д представлен вариант конструктивного неполно* I ния с дисковым шнеком, когда на самом корпусе диска 2выпол-1 пена винтовая нагрузка, обеспечивающая при этом равномерную загрузку экструдера и необходимое давление экструзии. При этом длина нарезанной части диска не должна превышать (4+5)Д где D — диаметр шнека. Рекомендуется применять мно - I гоходовые винтовые нарезки.

Оптимальным считается вариант шнекодискового экструдера, представленный на рис. 4.3, е. Этот экструдер состоит из коротко I го шнека 6, выполняющего функцию транспортера гранул поли - 1 мера и генератора расплава, т. е. в отличие от традиционного шнс ка дозирующего типа в этом шнеке 6 можно обойтись без зоны до - I зирования. Гомогенизация расплава полимера осуществляется и правом и левом зазорах, образованных вращающимся вместе со шнеком 6 диском и неподвижным диском /.

В случае применения дисковых (рис. 4.3, а) или дискошнеко - I пых (рис. 4.3, б, а) экструдеров, когда перерабатываемый материал подается непосредственно в зазор между вращающимся 2 и непод - I вижным / дисками, необходимо предусмотреть в конструкции

Рис. 4.4. Заборная часть диско­вого экструдера (стрелка пока­зывает направление крашения

диска)

[Подвижный диск

Неподвижный диск

. .ин ициальный ввод полимера в эк - l|iv;up (рис. 4.4). В этом случае сама • •ни 1|>укция заборной части экстру - |м будет способствовать захвату и. ргрлбатываемого материала вра-

имея диском и его втягиванию

•• р. ммншй зазор дисковой части экст - pvarpa.

Дисковые экструдеры и комбини - I чинные (дискошнековые и шнеко - >|ц. I оные экструдеры) зарекомендо-

и себя как очень эффективные

. . шели-пласгикаторы и смеситс-

III шенергаторы непрерывного дей - » шин 15—7J.

Теория и практика экструзии полимеров

Постачальник ПВХ, ПУ, промислових та гідравлічних рукавів

Компанія «Укр-Флекс» є провідним постачальником промислових рукавів та шлангів на українському ринку. Завдяки високій якості продукції, широкому асортименту та надійному обслуговуванню, ми забезпечуємо потреби різних галузей промисловості і гарантуємо задоволення …

Причины перейти на инженерные пластики

За последние десятилетия появилось множество полимерных материалов. Физические, механические свойства ряда из них настолько хороши, что они активно используются как альтернатива металлу. Особым спросом пользуются так называемые инженерные пластики. Полипропилен, …

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ РУКАВНЫХ ПЛЕНОК

Системы охлаждения экструзионных агрегатов для производ­ства рукавных пленок должны обеспечивать: — заданную интенсивность охлаждения с целыо получения ка­чественного изделия при заданной производительности экструдера; — заданную структуру пленки; — равномерность охлаждения …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.