Теория и практика экструзии полимеров

ШНЕКИ

Шнек — это основной конструктивный элемент шнековых ма­шин. Шнек должен транспортировать исходный материал (по­рошкообразный или гранулированный) от загрузочной воронки, перемешивать, пластипировать и равномерно без пульсации пода­вать его в виде расплава к головке.

На рис. 2.1, б представлена наиболее распространенная типо­вая схема разделения шнека на основные зоны: зоны питания (загрузки), сжатия (пластикации) и дозирования (выдавливания).

В зоне питания происходит прием сыпучего материала, транс­портирование и его частичное перемешивание.

В этой зоне винтовой канал (пространство между винтами, корпусом цилиндра и сердечником шнека) исполняется большего объема. Эта зона составляет около 30 % рабочей длины шнека.

В зоне сжатия глубина канала плавно уменьшается до глубины дозирующей зоны. По мере приближения к зоне дозирования для компенсации изменений объемной плотности и насосного КПД при переходе полимера из твердого в расплавленное состояние площадь поперечного сечения винтового канала шнека, а следова­тельно. и объем винтового канала уменьшается. Это уменьшение площади поперечного сечения достигается за счет уменьшения глубины канала шнека или шага, или за счет того и другого. Длина этой зоны колеблется в широких пределах (40—70 % рабочей дли­ны шнека) и зависит ог назначения шнека.

В зоне дозирования происходит образование готового расплава и сю гомогенизация, создание давления, обеспечивающего продав­ливай не расплава через головку. Эта зона обычно составляет около 30 % длины шнека. При проектировании шнеков следует учиты­вать, что от конструкции, размеров и формы геометрических эле-

Mi'iiioB шнека, а также от их механической и термической обработ­ки ыиисят производительность и долговечность машины в целом.

Основными геометрическими параметрами шнеков являются: . гспснь сжатия, диаметр, длина нарезки, шаг, глубина винтового к шала, число витков нарезки шнека.

11рактикой установлено, что при неизменном диаметре и длине на|ч-зки шнека режим работы шнековой машины зависит от про­филя и закона изменения объема винтового канала подлине шне­ка 11ри этом для различных типов полимеров профиль винтового капала подбирается экспериментальным путем.

I еомстричсская компрессия, или геометрическая степень сжа­та. есть отношение объемов винтового канала одного витка шне­ка в юнах загрузки и дозирования.

11я каналов переменной глубины и постоянного шага геомет­рическая степень сжатия определяется как отношение разности

• на фатов наружных и внутренних диаметров шнеков в соответ-

* жующих зонах 11—31: , ,

D~d

(2|)

Л/. Dj — наружные диаметры шнека в юнах загрузки и дозирования; Jh d2 - нммстры сердечника шнека в этих зонах.

Для различных полимерных материалов геометрическая сте­пень сжатия различна и ориентировочно может выбираться по » кдуюшим экспериментальным данным |7—9J:

Полимерные смеси................................................................................. 1:1,5

I |ынулированный полиэтилен высокой плотности...................... 1:(2,5*3)

Порошкообразный полиэтилен высокой плотности..................... 1:(3*5)

Полиэтилен низкой плотности........................................................... 1:(2+2,5)

Полининилбутираль.............................................................................. 1:(2,5+3)

11оливинилхлорил................................................................................ 1:(2,5+3)

Фторопласт............................................................................................... 1:(5*6)

Ыаметр шнека является основным параметром, характеризую­щим шнековые машины. С увеличением диаметра шнека увеличи - н. к*гея объемная производительность.

1лина винтового участка шнека определяет в конечном итоге иг Iолько габариты машины, но и се производительность. Увели­чите длины нарезанного участка шнека приводит обычно к уве - | имению производительности, по оно возможно до определенных 1>< молов, за которыми может наступить термодеструкция полиме­нт п возрасти энергоемкость и металлоемкость машины из-за ие шчения времени пребывания расплава полимера в зоне высо - | их температур и диссипативного тепловыделения.

Iмина нарезанного участка шнека выполняется различной дмя многих разновидностей экструдеров, но не выходит за пределы | ■ Ю диаметров шнеков.

Выбор длины рабочей части шнека в указанных пределах ока­зывается вполне достаточным, чтобы обеспечить нормальный процесс экструзии.

От шага винтовой нарезки шнека зависит напорное усилие, со­здаваемое шнеком. Большое напорное усилие можно создавать, уменьшая шаг, но при этом уменьшается производительность. Большинство шнеков одношнсковых машин изготовляется с по­стоянным шагом и переменной глубиной нарезки, несмотря на то, что при наличии переменного шага обеспечивается ускоренное перемещение перерабатываемой массы вдоль цилиндра и повы­шенное давление массы перед входом в формующий инструмент — такие шнеки находят ограниченное применение вследствие труд­ности их изготовления.

Шаг винтовой линии назначается в следующих пределах:

(0,4.0,6)0

Для пластмасс.................................................................................... (О,7*|,5)0

Для резиновых СМСССЙ

В крупных шнековых фильтр-прессах и грануляторах диамет­ром 380—450 мм применяются литые конусно-цилиндрические шнеки с переменным шагом, равным 0,95/) в зоне загрузки и 0,6/) в зоне пластикации.

Глубина винтового канала зависит от типа перерабатываемого материала и диаметра шнека. Глубокую нарезку применяют. для мягких материалов при низких давлениях. Шнеки с мелкой нарез­кой обеспечивают хорошее смешение. Но при этом снижается производительность и повышается давление.

В эксплуатирующихся в настоящее время одношнековых экст­рудерах глубина винтового канала шнека h колеблется в таких пределах:

Для пластмасс................................................................................. (0.12-*0,16)£>

ШНЕКИ

Для резиновых смесей

Мри проектировании шнеков с переменной глубиной винтово­го канала следует учитывать уменьшение прочности в зоне загруз­ки, что может привести к деформации шнека в процессе эксплуа­тации машины.

Для шнеков одношнековых машин толщина витка е принима­ется в пределах:

(0,06.0,08)0

Для пластмасс................................................................................ (0,08 ♦0,12)0

Для резиновых смесей

Меньшая толщина витков у шнеков для переработки резино­вых смесей объясняется тем, что резиновые смеси имеют большую вязкость, чем пластмассы, и поэтому уменьшается процент утечки массы через зазоры в процессе переработки. Этот фактор также влияет на производительность одношнсковых экструдеров.

Теория и практика экструзии полимеров

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 …

РАСЧЕТ ПРОЦЕССА НАМОТКИ ПЛЕНКИ

При расчете процесса намотки пленки задают длину полотна или массу готового продукта. Если расчет рулона проводят по мас­се, то часто бывает необходимо исходя из диаметра рулона оце­нить толщину намотанной пленки. …

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.