Оборудование предприятий по переработке полимеров

Конструктивные элементы экструдеров

Экструдер в общем случае состоит из следующих узлов (см. рис. 3. 10): 1 - шнек; 2 - цилиндр;

3 - загрузочная воронка; 4 - головка; 5 - станина; 6 - электродвигатель; 7 - пульт управления.

Шнек. Рабочим органом экструдера является шнек. Как правило, он состоит из двух неразъ­емных частей - нарезной (рабочей) части и хвостовика (для соединения с приводом). В некоторых случаях червяк может быть составным.

У большинства экструдеров диаметр шнека по длине нарезной части имеет постоянное зна­чение, однако в отдельных случаях он может быть коническим или ступенчатым, конически-ци - линдрическим (машины типа «Трансфермикс», «Штифтконверт»). В штифтовых экструдерах, как упоминалось ранее, нарезка имеет проточки для исключения контакта со штифтами.

По количеству заходов нарезки червяки бывают однозаходные, двухзаходные и комбиниро­ванные. Двухзаходные нарезки обеспечивают более равномерную подачу материала в головку.

Шнек современного экструдера имеет, как правило, переменную геометрию - переменные шаг или глубину нарезки, иногда и то и другое. Причем характеристикой червяка с переменной геометрией является степень сжатия - отношение объема винтовой канавки в один шаг в зоне за­грузки к такому же объему в зоне выдавливания.

Шнек экструдеров изготавливается из высококачественных сталей, возможно наплавление твердых сплавов на гребни нарезки для уменьшения истирания шнека при эксплуатации.

В теле червяка имеется канал, внутрь которого подается охлаждающая вода. На конце этот канал заглушается.

На рисунках 3. 11-3. 13 приведены конструкции червяка с переменной глубиной, шагом и си­стема охлаждения червяка.

Загрузочные приспособления экструдеров. Форма загрузочного отверстия и его размеры ока­зывают влияние на производительность экструдера. Для равномерной подачи материала в загру­зочное отверстие машины могут применяться различного вида и конструкции загрузочные при­способления. На рис. 3. 14 приведены основные типы загрузочных воронок. В настоящее время за­грузочные приспособления представляют собой достаточно сложные устройства. Например, в со­став загрузочного приспособленияэкструдерафирмы«Берсторфф» входят: металлоискатели (для защиты машин от повреждений); автоматическое устройство для вырезания и изъятия участков смеси, содержащих металлические частицы; устройства контроля и сигнализации разрывов, сдваи­вания или отсутствия питающего полотна смеси; загрузочная воронка с питающим валиком (см. рис. 3. 15). Питающий валик способствует лучшему захвату материала, привод валика осуще­ствляется от передачи экструдера через пару зубчатых колес. По бокам на корпусе валика имеется резьба, что препятствует поступлению материала из устройства в непредусмотренных поперечных направлениях. Питающий валик имеет полость для охлаждения и может при чистке откидываться.

Цилиндры. Цилиндры экструдеров испытывают большие внутренние давления, поэтому их изготавливают из прочных стальных материалов. Цилиндры бывают целиковой, сборной или свар­ной конструкции. На рисунке 3. 17 показан цилиндр сборной конструкции.

Например, цилиндры экструдеров фирмы «Берсторфф» выполняются составными из свин­ченных друг с другом сегментов, из азотированной стали или с биметаллической внутренней об­лицовкой. Все элементы цилиндра выполнены взаимозаменяемыми.

Цилиндры имеют полости, куда подается жидкость для охлаждения или подогрева.

Цилиндры экструдеров могут иметь отверстия для вворачивания штифтов или для отсоса вы­деляющихся газов при вакуумировании.

Головки экструдеров. В зависимости от направления выхода резиновой смеси головки могут быть: прямые (направление течения совпадает с осью червяка); поперечные (направление течения меняется на 90°) и косые. Прямые головки используются для получения профилированных загото­вок, поперечные и косые - для обкладки резиновой смесью изделий.

Все головки должны отвечать следующим требованиям:

- для удобства смены и быстроты чистки они должны легко и удобно сниматься с корпуса. Для этого применяются фланцевые соединения, зажимные и штыковые затворы; байонетные за­творы и т. д. Для сокращения времени чистки желательно, чтобы головку можно было откиды­вать;

- внутренние каналы, по которым происходит течение материала, должны иметь плавные переходы без «мертвых» зон и застойных пространств;

- каналы должны иметь по длине одинаковое гидравлическое сопротивление по всем линиям тока, для этого они обрабатываются по высокому классу чистоты, хромируются и полируются.

На рисунке 3. 16 показаны различные типы головок.

Привод экструдеров. Привод экструдера может осуществляться с регулируемой или постоян­ной частотой вращения шнека от трехфазных электродвигателей, электродвигателей постоянного тока или гидромоторов. Частота вращения шнека оказывает воздействие на режим работы экстру­дера. Примеры кинематических схем приводов червяков показаны на рисунке 3. 18.