Экструдеры: назначение, устройство, комплектация. Принцип работы экструдера для производства пленки

Экструдер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Экструдер – машина для производства длинномерных изделий из пластичных или сыпучих веществ. Аппарат пропускает загруженные материалы сквозь тонкое отверстие под высоким давлением, иногда с предварительным подогревом, что приводит к уплотнению вещества. Подобные машины нашли широкое применение в различных сферах производства.

Где используется экструдер

Экструдеры нашли широкое применение в различных отраслях современной промышленности. Их применяют для производства:

Кормов для животных.
Шоколадных батончиков.
Макаронных изделий.
Провода для 3D принтеров.
Пластиковых труб.
Профиля из поливинилхлорида.
Полиэтиленовой пленки.
Топливных брикетов.

Оборудование, работающее по типу экструдера, встречается повсеместно. Без него не обошлось производство гранулированного корма для животных, а также макарон, длинномерных пустотелых изделий из пластика и т.д. Системы, используемые для определенных целей, имеют небольшие отличия в техническом плане, но работает по одинаковому принципу.

Разновидности экструдеров по принципу работы

По принципу работы экструдеры разделяют на 3 вида:

Шнековые.
Плунжерные.
Плоскощелевые.

Шнековый экструдер является самым распространенным. Он работает по принципу мясорубки. Внутри устройства имеется вращающийся шнек со спиралью, который захватывает загружаемый материал и продавливает его сквозь тонкое отверстие. В результате масса уплотняется и приобретает твердость. От создаваемого давления поднимается температура сырья, что способствует увеличению эффективности сварки компонентов. Подобные виды являются самыми дешевыми по сравнению с другими. Кроме конструкции с одним шнеком также существуют и двухшнековые экструдеры. Они создают еще более эффективное сжатие, но и стоят дороже. Подобные устройства обычно используют для производства кормов, а также различных изделий пищевой промышленности.

Плунжерные экструдеры в отличие от шнековых проводят точное дозирование материала, перед тем как задать ему определенную форму. Подобные устройства применяют для переработки резины или пластика.

Плоскощелевые экструдеры предназначены для производства рулонных изделий, таких как стрейч-пленка, пленка для теплиц, пластиковые и пропиленовые листы. В них подогретый и тягучий материал выдавливается сквозь плоскую широкую щель и быстро охлаждается, в результате чего тот сохраняет свою форму. Подача материала осуществляется с помощью гидравлического пресса, шнека, или другим механизмом.

Кормовые экструдеры

Кормовые экструдеры обычно представлены оборудованием со шнековой конструкцией. Они предназначены для переработки зерновых культур, а также травянистых растений в комбикорм. Существует две разновидности подобных систем. Первая просто осуществляет экструзию, давая на выходе длинную трубку, а вторая создает готовые гранулы.

Обычные экструдеры

Обычная экструзия позволяет перерабатывать цельное зерно в длинную хрустящую трубку, которая на выходе поддается дроблению в хлопья. Такой корм является более приемлемым, чем сырье загружаемое для переработки. Дело в том, что в результате сдавливания осуществляется прогрев массы. Это способствует уничтожению подавляющего большинства микроорганизмов, которые способны вызывать пищевые расстройства. Кроме этого питательные вещества запекаются как в духовке, что улучшает их усваивание организмом животного.

Фактически, благодаря экструзии можно используя такой же объем корма добиться более высоких показателей роста животных. Подобное оборудование имеет и недостаток. Получаемую в результате трубку зачастую необходимо разламывать на хлопья вручную. Также существует сложность в отмеривании порции. В зависимости от того насколько крупные хлопья, фактическая масса продукта в определенном объеме может отличаться. В связи с этим при отмеривании порции для кормления принято ее взвешивать, а не использовать мерную тару.

Грануляторные экструдеры

Экструдер работающий по принципу гранулятора является менее эффективным в плане обеззараживания загруженной массы. На выходе получаются мелкие гранулы, которые обладают высокой твердостью. Они не столь хрупкие, как пищевые трубки обычного экструдера. С целью повышения качества продукции зачастую осуществляется обработка сразу двумя способами экструзии. Сначала формируются хлопья, которые эффективно прожариваются, после чего применяется грануляторный экструдер.

Подобное оборудование работает по принципу мясорубки. Сквозь пресс-форму выдавливаются прутики корма, которые обрезаются вращающимся ножом. Благодаря этому получаются полностью идентичные друг другу гранулы. При использовании гранулярного экструдера загружается не цельное зерно, а ранее перемолотые смеси. Зачастую в их состав входят зерновые культуры, витамины, микроэлементы, травяная мука, а также сухое мясо, если речь идет о корме для собак, кошек или других плотоядных животных.

Экструдеры для пищевой промышленности

Особой популярностью экструдеры пользуются в пищевой промышленности. Подобные устройства используются для формирования различных продуктов. Они работают не только с сухими веществами, но и влажными. К примеру, такие изделия как крабовые или рыбные палочки делаются именно с помощью такого оборудования. Загруженная масса уплотняется и выдавливается. Подобные устройства зачастую работают без нагрева, просто уплотняя холодную массу. Множество батончиков и конфет также делаются по данному принципу. Выдавленные заготовки в последствии обливаются горячим шоколадом, благодаря чему грубая формовка экструдером незаметна.

Один из самых старых экструдеров, которые используются в пищевой промышленности, являются формовочные машины для производства макаронных изделий. Они также работают по шнековому принципу. Их конструкция практически ничем не отличается от кормового экструдера. При этом существует одно важное отличие. В них загружается не сухая масса, а готовое тесто из твердых сортов пшеницы. Ранее подготовленное и хорошо раскатанное с помощью валиков до однородной субстанции тесто продавливается сквозь формовочную головку, в результате чего получаются макаронные изделия. Далее вращающийся нож обрезает их на одинаковом расстоянии, после чего на конвейерную ленту падают уже готовые макароны.

Фармакологическое оборудование

Экструдеры нашли свое применение и в фармакологии. Многие таблетки, а также батончики гематогена сделаны именно с помощью подобного оборудования. В фармакологии, где очень важна дозировка, зачастую используется не шнековые, а плунжерные установки. Они позволяют с высокой точностью добиться того, чтобы каждая таблетка полностью соответствовала требуемой массе, поскольку даже сотая доля миллиграмма действующего вещества может иметь огромное значение в лечении.

Экструдеры для производства полимерных изделий

Экструдер стал находкой для промышленных предприятий, которые занимаются производством полимерных изделий. Себестоимость использования этого оборудования максимально выгодная. Оно стоит дешевле, чем установки действующие по другим принципам, а кроме этого обеспечивают вполне качественный результат. Экструдеры нашли свое применение в самых разнообразных сферах переработки полимеров.

Существуют устройства, которые предназначены для переработки вторсырья. Отработанные ПЭТ бутылки, пластиковые пакеты, и прочие изделия из полимеров измельчаются с помощью промышленных шредеров, после чего крошка загружается в экструдер для вторсырья. Он расплавляет массу и формирует из нее мелкие гранулы. Попутно данное оборудование может использовать краску, чтобы выровнять цвет всей массы. Полученные таким способом гранулы продаются на различные предприятия, которые делают из них канализационные трубы, тротуарную плитку, ведра и прочие изделия.

Стоит отметить, что экструдеры, которые используются для обработки полимеров, имеют более сложную конструкцию в сравнении с теми, что работает с пищевыми продуктами для людей или животных. Данные установки имеют дополнительную систему нагрева, которая обеспечивает текучесть пластика, доводя его консистенцию практически до состояния сгущенки. После выхода материала из такого экструдера обеспечивается дополнительное охлаждение. Это позволяет вернуть полимеру его нормальную твердость, что предотвращает нарушение заданной формы полученным изделием.

Самыми технически сложными являются экструдеры, которые занимаются изготовлением профиля для пластиковых окон, а также труб. После того как материал проходит сквозь пресс-форму, он обладает еще повышенной мягкостью, поэтому с помощью системы валиков пропускается через ванну для охлаждения. Также на подобной экструдерной линии устанавливается ультразвуковое оборудование для тестирования стенок изделий. В случае выявления пустот или тонких участков осуществляется предупреждение оператора о необходимости наладки.

Особого внимания заслуживают экструдеры предназначенные для производства пленок. Они имеют плоскую щелевую пресс-форму, сквозь которую выдавливается полиэтилен или другой материал. После прохождения сквозь формовочный пресс, масса приобретает плоскую форму и сразу же охлаждается вентиляторами. Она накручивается на валик до его заполнения. После этого пленка обрезается, и процесс начинается заново.

Подобные экструдеры особенно требовательные к загружаемому сырью. Оно не должно иметь никаких примесей. Если оборудование, которое занимается производством труб, может стерпеть мелкий сор, то на пленке это будет заметно. В связи с этим используя такой экструдер необходимо позаботиться о соблюдение чистоты на производстве.

Похожие темы:

tehpribory.ru

что это такое? Описание экструдера. Как изготовить своими руками?

Экструзия представляет собой способ получения полуфабрикатов или изделий из полимерных материалов неограниченной длины. Применяется этот процесс также в пищевой и комбикормовой промышленности. Головкой экструдера расплав полимера выдавливается в формующую головку с нужным профилем. Этот способ изготовления, наряду с литьем пластмасс под давлением, на данный момент один из самых популярных. Экструзии подвержены почти все основные типы полимерных материалов: эластомеры, термопласты, реактопласты и прочие. Итак, сам процесс понятен, поэтому стоит рассмотреть экструдер: что это такое, как он работает, а также другие моменты, связанные с ним.

Принцип действия и конструкция

Экструзионная технология существует уже более шестидесяти лет, и за это время появилось много конструкций машин, предназначенных для ее реализации. Принцип действия прибора определяется сутью самого технологического процесса. Итак, если рассматривать экструдер, что это такое, становится понятно после определения того, что данный сложный физико-химический процесс протекает под влиянием механических усилий при условии высокотемпературного воздействия и присутствия влаги. Продукт при переработке нагревается за счет того, что механическая энергия превращается в тепло, выделяемое в процессе борьбы с внутренним трением, а также пластической деформации продукта либо благодаря внешнему нагреву.

В процессе экструзионной обработки имеется несколько сменных параметров, а именно: состав сырья, его влажность и природа. Во время производства может изменяться температура, давление, а также интенсивность и продолжительность воздействия на сырье.

Методы работы

Рассматривая экструдер, что это такое, будем разбираться по порядку. Существует три основных метода работы: холодная формовка, горячая экструзия и теплая обработка. Наиболее распространен в последнее время метод горячей формовки, осуществляемый при высоком давлении и скорости, когда имеется значительный переход механической энергии в тепловую. Чтобы реализовать процесс, можно использовать шнековый экструдер, у которого основным рабочим органом служит шнек специальной конструкции, осуществляющий вращение в цилиндрическом корпусе. Формообразующая матрица находится на выходе.

Схема экструдера предполагает, что в конструкции его рабочей части шнеки и камеры смонтированы для точного выполнения поставленных задач. Имеется загрузочная камера, куда осуществляется ввод сырья и разнородных добавок, закрытые камеры, в которых есть отверстия для измерения давления и температуры, а также добавление жидких веществ и отбор проб. Шнеки можно оснастить дополнительными элементами, благодаря чему перемещение продукта будет осуществляться под дополнительным сопротивлением, а также все будет перемешиваться в процессе.

Экструдер: что это такое и как он устроен?

Рабочую часть механизма с учетом стадий процесса обработки можно разделить условно на три зоны: первая, отвечающая за прием сырья; вторая, отвечающая за пластификацию и сжатие; третья - зона выпрессовывания продукта. Рабочая часть шнековых экструдеров может иметь одну из нескольких разных конструкций:

- одинарные шнеки: цилиндрические с постоянным или переменным шагом, конический, винтовой, конический с шагом, уменьшающимся к выходу;

- сдвоенные шнеки: вращающиеся в одном или разных направлениях;

- сдвоенные шнеки, входящие в зацепление: вращающиеся в одном направлении и самоочищающиеся, вращающиеся в разных направлениях и частично очищающиеся.

Использование

Экструдер зерновых работает за счет того, что в частицах зерна, находящихся в камере закрытого типа, при нагревании происходит нарастание внутреннего давления за счет испарений влаги. Из-за мгновенной разгерметизации камеры происходит расширение паровоздушной смеси, что приводит к увеличению объема зерновых частиц.

В комбикормовой промышленности чаще всего используются одношнековые механизмы с постоянным шагом и цилиндрической формой шнека. Производство экструдеров такой конструкции использует набор шнеков, а между ними в четко определенной последовательности находится несколько подпорных шайб, а шнеки и шайбы на шпильке закрепляются при помощи болта с конусной головкой. Кожух рабочей части изнутри оснащается несколькими продольными каналами, которые гарантируют, что продукт не будет перекручиваться во время перемещения. На выходе кожуха имеется обычная конусная гайка, снабженная отверстием. Регулирование зазора между конусами болта крепления шнеков с выходной гайкой позволяет регулировать температуру продукта. Так устроен экструдер. Что это такое, вам уже понятно, теперь осталось разобраться с иными моментами.

Производство механизмов

Разные модели экструдеров характеризуются различным конструктивным исполнением элементов, включенных в рабочую часть, числом рабочих камер, присутствием дополнительных систем, с помощью которых расширяются технологические возможности приборов, особенностью приводов, питателей и прочих частей. Форма цилиндра признана самой технологичной в плане изготовления, что делает ее себестоимость самой низкой.

Технология сегодня

Итак, можно рассмотреть, как работает экструдер. Что это такое, было описано ранее, а теперь стоит определиться с некоторыми важными моментами. Современные конструкции механизмов реализуют технологию сухой экструзии. Она так названа из-за того, что весь процесс осуществляется при помощи тепла, выделяемого в процессе прохождения продукта сквозь рабочую часть механизма. Имеется возможность использования пара при экструдировании. Для этого у прибора имеется камера предварительной паровой обработки сырья. Использование пара позволяет увеличить производительность и уменьшить износ основных частей и узлов механизма.

Сухая экструзия

Весь процесс занимает не более 30 секунд. Этого времени хватает для измельчения, тепловой обработки, обезвоживания, смешивания, обеззараживания, стабилизации и увеличения объема. Можно сделать экструдер своими руками, работающий по данной технологии. Для этого потребуется приобрести все элементы для будущего механизма, которые в дальнейшем будут соединены в соответствии со схемой прибора. Вам понадобится шнек подходящей конфигурации, электродвигатель, который станет основой механизма, корпус будущего прибора, подающая емкость и емкость на выходе, камера, в которой будет создаваться вакуум.

Альтернативные примеры

Процесс экструзии может использоваться не только при производстве. Существует такой прибор, как ручной сварочный экструдер, который предназначен для соединения полимерных материалов, а именно пленок, между собой посредством нагрева их краев с одновременной стыковкой. Чаще всего такой прибор используется для соединения элементов из термопластов. Эти вещества встречаются сейчас повсеместно. Это тазики, шланги, ведра, бочки, люки, емкости, канализационные решетки, элементы наружной и внутренней отделки помещений. Перечень можно составить достаточно длинный. Такое обилие термопластов привело к тому, что промышленные производители разработали весьма компактные приборы, которые предназначены для работы с этими материалами на местах их использования. Именно для этого был разработан сварочный экструдер. Его использование заметно упростило работы по сварке изделий из синтетических термопластов: поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена.

fb.ru

Разновидности экструдеров и их назначение

Незаменимым оборудованием при изготовлении изделий из пластмассы является экструдер.

Внутри этого аппарата происходит расплав полимерной основы, которая, приобретя нужную консистенцию, проходит через сопла (фильеры), формирующие изделия заданной формы. Таким образом, изготавливаются и профили, и самые разнообразные детали.

Принцип работы экструдера

Чтобы понять, как работает экструдер, достаточно представить себе привычную мясорубку. Принцип действия этих устройств во многом совпадает. Экструдер представляет собой электромеханический аппарат, который состоит из нескольких главных блоков:

Цилиндр, в котором сырьё, перемешиваясь внутри, прогревается до заданной температуры. Уровень нагрева обычно устанавливается оператором. Он зависит от типа сырья, а точнее от температуры плавления полимера. Обычно это несложные резистивные системы, отличающиеся надёжностью и долговечностью. Так, на нагрев цилиндра используют кольцевые нагреватели.
Фильерная пластина (экструзионная головка), дающая готовому изделию форму. Она устанавливается на экструдерах, производящих профиль. В случае если производятся различного вида пластмассовые изделия, разогретая полимерная масса через сопло поступает в пресс-форму. Для нагрева сопла устанавливаются отдельные хомутовые нагреватели на сопло
Узел загрузки сырья. Через него гранулированное или измельчённое полимерное сырьё попадает внутрь цилиндра.
Рабочий орган. Сердцем экструдера является червяк (шнек) - вал с винтовой поверхностью, который, вращаясь, увлекает с собой сырьё, проталкивая его по цилиндру к формирующим насадкам. Это самый распространённый вид экструдера. Реже встречаются устройства, оснащённые поршневым рабочим органом, а также его дисковым аналогом.
Механический блок, состоящий из электродвигателя и системы редукторов, с помощью которых осуществляется вращение шнека в цилиндре.
Блок управления и контроля.

Типы экструдеров

Как было упомянуто выше, шнековые экструдеры иногда называются «червячными». Это название происходит от того, что полимерная масса в цилиндре перемешивается и перемещается при помощи винта Архимеда.

В большинстве своём экструдеры имеют один шнек и работают по тому же принципу, что и мясорубка. Однако, производство некоторых видов продукции требует более тщательного перемешивания сырья, и в этом случае используются механизмы с двумя (а иногда и больше) шнеками. Это необходимо, например, в том случае, если сырьё подаётся в порошковом состоянии. В таком случае одношнековый экструдер не сможет достаточно хорошо перемешать его и соответственно создать нужное давление на выходе.

Виды экструдеров

Экструдер для профиля из поливинилхлорида (ПВХ)

Самым простым и дешёвым способом производства полимерного или композитного профиля является, как раз экструзия. Характер используемого сырья и сложность получаемого изделия определяют необходимость выбора одношнекового или двухшнекового экструдера, а также соответствующих фильерных пластин.

Таким способом производят тончайшие нити, полосы, листы, панели и профили сложной геометрии. Принцип везде одинаков. Иногда в полимерную основу добавляют различные примеси, которые позволяют производить композитные материалы различного назначения.

Трубный экструдер

Пластиковые трубы также производят на похожих линиях. Особенность их изготовления заключается в специальном требовании к полимерной смеси. В готовой смеси не должно быть пузырьков газа, которые могут сделать стенки труб неоднородными и непрочными. С этой целью в данных экструдерах устанавливается специальный дегазатор. Кроме того, в экструдерах для труб применяются двухшнековые установки с барьерными шнеками, которые позволяют добиться однородного и равномерно прогретого до нужной температуры сырья.

Изготовление полиэтилена

Экструзионным способом производятся и все виды полимерных плёнок. На производстве с этой целью используют выдувной экструдер, который позволяет устанавливать необходимую толщину и ширину продукта. Формирующий узел представлен тонкой щелью. Иногда применяются щелевые фильеры, выдувающие плёнку в форме рукава. Аппараты для изготовления плёнки небольшой ширины компактны и не потребляют много энергии.

Технологическая линия

На производстве экструдер является основным элементом экструзионной линии, которую также составляет ряд прочих устройств.

Производственные линии также включают:

Систему приготовления сырьевых материалов и их подачи. Особенно важен этот узел при производстве материала из композита. Порой сырьё нуждается в дополнительной просушке, калибровке, дроблении.

Систему охлаждения. Сырьё, покидая экструдер, всё ещё разогрето до высокой температуры. Для его скорейшего охлаждения применяются системы воздушного или водяного охлаждения. К примеру, ПВХ профиль может охлаждаться при помощи воздушных или водяных ванн. Обязательное охлаждение предусмотрено и при использовании пресс-форм. В противном случае формы могут разогреваться до высоких температур, и готовое изделие может потерять заданную форму, если не снизить достаточно его температуру.

Маркирующие системы.

Ламинирующие системы.

Намоточные и отрезные устройства.

Кроме перечисленных аппаратов иногда применяются иные устройства, позволяющие отпускать продукт в удобном для упаковки и перевозки виде.

polymernagrev.ru

Экструдеры: назначение, устройство, комплектация

Примечание. В статье описан общий принцип работы и устройство экструдеров. Чтобы ознакомиться с конкретными моделями экструдеров и их характеристиками, посетите страницу «Экструдеры для переработки полиэтилена, полипропилена, ПВХ-пластиката и других полимерных материалов».

Что такое экструдер?

Экструдер ЭПК 50x27(для увеличения кликните по миниатюре)

Экструдер — это машина для непрерывной переработки полимерного сырья (гранул, дробленки, агломерата) в однородный расплав и придания ему формы путём продавливания через экструзионную головку и специальное калибрующее устройство, сечение которого соответствует конфигурации готового изделия.

Исходное сырьё засыпается (вручную или с помощью специального загрузчика) в бункер экструдера. Из бункера, минуя горловину загрузочной воронки, сырьё попадает в загрузочную зону шнека, а затем транспортируется по цилиндру пластикации. От сдавливания, перемешивания и контакта с нагретым цилиндром и шнеком полимерное сырьё расплавляется и превращается в однородную массу — расплав.

Чтобы получить готовое изделие, кроме экструдера необходимо ещё несколько устройств, которые вместе составляют экструзионную линию.

Чтобы ознакомиться с нашими предложениями по производству экструзионных линий, позволяющих выпускать готовые изделия, такие как напорные трубы или профили из ПВХ-пластиката, откройте интересующий вас раздел меню в левой части страницы.

Как устроен экструдер?

Экструдеры одношнековые, производимые ООО «Полипром Кузнецк», имеют оптимальную компоновку: на единой раме смонтированы специальный вертикальный редуктор со встроенным упорным подшипником и асинхронный электродвигатель, расположенный под узлом пластикации и соединенный с редуктором упругой муфтой. Шнек вставляется непосредственно в выходной вал редуктора. Такая схема расположения элементов позволяет сократить размеры экструдера, что упрощает его транспортировку и обслуживание.

Электрошкаф с системой тепловой автоматики, приборами управления всей технологической линией и пультом оператора прикреплен так же к единой раме. Сосредоточение важнейших приборов в одном месте позволяет минимизировать количество обслуживающего персонала — для управления необходим всего один оператор (для обслуживания полноценной экструзионной линии кроме оператора необходимо наличие одного или двух подсобных рабочих, общее количество персонала зависит от назначения и мощности экструзионной линии).

Система тепловой автоматики включает в себя температурные зоны экструдера, а так же дополнительные зоны для управления нагревом головок или фильер. Для контроля и управления каждой зоной используется отдельный прибор тепловой автоматики. Это позволяет тонко регулировать температуру на каждом участке, что (при правильном использовании) благоприятно сказывается на качестве получаемого расплава.

Поверхности шнека и цилиндра пластикации насыщаются азотом, что придаёт им долговечность и коррозионную стойкость.

Экструдеры, предназначеные для работы в составе трубных и плёночных линий, оснащаются барьерными шнеками, обеспечивающими наивысшее качество расплава и отличную производительность.

Принцип действия барьерного шнека состоит в разделении твердого материала и расплава в зоне плавления. На данном участке шнек имеет дополнительный виток, который не касается стенки цилиндра. Таким образом, образуются два канала шнека: вначале — небольшого объема для расплава и значительного — для гранул, а в конце наоборот: большой объем — для расплава и небольшой — для нерасплавленного полимера. Через барьерный виток расплав из канала с гранулами перетекает в канал с расплавом.

Экструдеры, предназначенные для работы в составе линий для производства профиля из пластифицированного ПВХ, имеют увеличенный диаметр шнековой пары и уменьшенную частоту вращения шнека.

Оба типа экструдеров комплектуются частотными преобразователями «Дельта Электроникс», позволяющими бесступенчато регулировать частоту вращения шнека и, соответственно, производительность по расплаву.

poly-prom.ru

Производство пленок экструзией

СБОРНИК СТАТЕЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ПЕРЕРАБОТКИ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

В настоящее время существует два основных способа производства пленки методом экструзии: получение рукава с раздувом и плоскощелевая экструзия. В общих чертах любой экструзионный агрегат включает в себя сам экструдер, формующий инструмент - головку, устройство охлаждения, приемное и тянущее устройства. Для различных методов конструкция головок и остальных устройств имеет принципиальные отличия, однако устройство экструдера и принцип работы формующего инструмента одинаков для обоих способов. Кратко рассмотрим здесь в общих чертах принцип работы экструзионного агрегата.

Экструзия это непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (головку), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, пленки, оболочки кабелей и т. д. Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одно - и многочервячные экструдеры. Главным требованием, предъявляемым к червячным машинам, является гомогенизация расплава, как по массе, так и по температуре при максимальной производительности и равномерное распределение различных добавок. По характеру протекающих в канале червяка экструдера процессов можно условно разделить червяк на несколько зон: питания или транспортировки твердого материала, плавления или пластикации и дозирования или транспортирования расплава. Каждая зона имеет свои особенности.

Зона питания. Полимер в виде гранул или порошка поступает через загрузочную воронку в винтовой канал червяка и увлекается им за счет разности сил трения между полимером и стенкой цилиндра и полимером и стенками винтового канала. По мере движения полимера по червяку в нем развивается высокое гидростатическое давление. Трение, возникающее на контактных поверхностях при движении полимера, вызывает разогрев полимера. Выделяющееся при этом тепло идет на нагревание полимера. Некоторая часть тепла подводится также и от расположенных на цилиндре нагревателей. По мере движения твердой пробки по каналу червяка давление в ней возрастает, пробка уплотняется, ее поверхность, соприкасающаяся с внутренней стенкой цилиндра, нагревается, и на ней образуется тонкий слой расплава. Постепенно толщина этого слоя увеличивается, и в тот момент, когда она станет равна толщине радиального зазора между стенкой корпуса и гребнем винтовой нарезки червяка, последний начнет соскребать слой расплава со стенки, собирая его перед своей толкающей гранью. Это сечение червяка является фактическим концом зоны питания и началом зоны плавления.

Зона плавления - наиболее сложная из зон червяка - характеризуется пребыванием в канале полимерного материала в двух состояниях: расплавленном и твердом. Механизм плавления полимерной пробки подробно описан в соответствующей литературе. В настоящей работе он рассматриваться не будет. Отметим лишь, что как только ширина пробки уменьшится до 0,1,0,2 ширины винтового канала червяка, циркуляционное движение в слое расплава, собирающемся перед толкающей стенкой, разрушает остатки пробки, дробя ее на мелкие куски. Сечение червяка, в котором начинается дробление пробки, принято считать концом зоны плавления.

Зона дозирования. Течение расплава полимера в зоне дозирования происходит под действием сил вязкого трения, развивающихся вследствие относительного движения червяка и стенки цилиндра, подобно течению жидкости в винтовых насосах - по винтовой траектории. Принято представлять это течение как сумму двух независимых движений: поступательного - вдоль оси винтового канала и циркуляционного - в плоскости нормальной к оси винтового канала. Объемный расход поступательного течения лимитирует скорость движения пробки гранул в пределах зон питания и плавления и, следовательно, определяет производительность экструдера. Циркуляционное течение обеспечивает гомогенизацию расплава, выравнивает его температуру, что позволяет использовать экструзию для смешения.

По выходе из зоны дозирования материал попадает в головку экструдера, где происходит формование расплавленного полимера в изделие с требуемым поперечным сечением. Внутри головки расположен канал, сечение которого меняется от круглого (с диаметром равным внутреннему диаметру цилиндра) на входе до соответствующего профилю изделия на выходе. Для оценки картины течения расплава в таком канале необходимо знать вязкость расплава при соответствующих скоростях сдвига и температурах, а также зависимости, связывающие значения вязкости с величинами расхода и давления в различных точках канала. Суммируя перепады давления на отдельных участках, можно подсчитать общий перепад давления в головке и расход потока. Важным условием при конструировании экструзионных головок является отсутствие "мертвых зон", где материал может застаиваться и разлагаться из-за перегрева. Это особенно актуально для термочувствительных материалов, таких как ПВХ.

Примером установки предназначенной для получения рукавной пленки может служить экструзионная линия, разработанная и изготовляемая одной из российских компаний.

Принцип работы установок подобного типа заключается в следующем. Полимер, находящийся в вязкотекучем состоянии, поступает в головку через боковой вход, поворачивая на 90°. Проходя через винтовой распределитель, расплав попадает непосредственно в формующий канал между дорном и мундштуком и выходит через кольцевую щель в виде круглой цилиндрической заготовки. Затем заготовку раздувают до необходимого диаметра воздухом, подаваемым через отверстие в дорне. Таким образом, формируется пленочный рукав. Охлаждение рукава осуществляется с помощью равномерного обдува потоком воздуха из обдувочного кольца. Далее, пленочный рукав, проходя через складывающее устройство, вытягивается тянущими валками и в сложенном виде, через систему обводных валков поступает в намоточное устройство, где готовая пленка наматывается на шпулю.

В силу несжимаемости материала раздув сопровождается одновременным уменьшением толщины стенки заготовки. Избыточное давление внутри рукава поддерживается с одной стороны дорном формующей головки, а с другой - тянущими валками. Для обеспечения постоянства толщины и ширины пленки давление внутри рукава необходимо сохранять постоянным. Другими технологическими параметрами, влияющими на геометрические параметры пленки и ее качество, являются производительность экструдера, скорость вытяжки и температурное распределение в цилиндре и головке экструдера. Их необходимо строго контролировать.

Производство пленки становится более экономичным при увеличении производительности процесса. Лимитирующим фактором здесь является скорость охлаждения рукава. При увеличении скорости экструзии линия стеклования полимера поднимается вверх, что ведет, в свою очередь, к нестабильности рукава. Увеличение потока охлаждающего воздуха позволяет снизить высоту линии стеклования, но и этот прием ограничен в своем применении, так как слишком высокая скорость потока воздуха, подаваемого на охлаждение, вызывает деформацию рукава. Вообще, экструзия рукавных пленок - весьма сложный процесс, с которым связанно множество проблем при производстве пленки высокого качества. Среди большого количества возможных дефектов можно назвать, прежде всего, разнотолщинность, поверхностные дефекты, такие как огрубление поверхности экструдата ("акулья шкура"), вызванное либо недостаточным прогревом материала, либо слишком интенсивным сдвиговым течением полимера в зоне формующей щели головки экструдера. Различные посторонние включения, в том числе и вызванные деструкцией полимера, низкая прочность, мутность и складки также являются проблемой. Складки, приводящие к снижению качества продукции или даже к отбраковке пленки, могут появиться даже в хорошо отлаженных производствах. Причин тому множество. Например, пленка достигает тянущих валов слишком холодной и неэластичной, в результате чего происходит своеобразный излом материала с образованием складок. В этом случае следует принять меры к термостатированию рукава или повышать температуру расплава, но это может, однако, повлечь за собой другие проблемы. Другой причиной появления складок является разнотолщинность, которая приводит к неравномерной вытяжке пленки тянущими валами. Пульсации при работе экструдера, сквозняки в области вытяжки, непараллельность тянущего и прижимного валов, неравномерное усилие прижима прижимного вала к тянущему валу также приводят к появлению нежелательных эффектов. Даже в условиях высокоавтоматизированных производств получение высококачественных пленок во многом зависит от квалификации и опыта оператора, обслуживающего экструзионную линию.

Можно ли превратить сбор мусора в прибыльный бизнес? Специалисты вынуждены констатировать: в Москве внедрение современных технологий по переработке бытовых отходов идет крайне медленно. Попытки приучить горожан к раздельному сбору мусора …

Российский рынок покрышек оценивается специалистами примерно в 80-100 млн шт. Если поделить это количество на протяженность наших дорог, окажется, что на каждый километр приходится что-то около десятка брошенных, отслуживших свой …

Привычная для глаз картина — разбросанные вдоль шоссе автопокрышки — давно уже не вызывает у нас никаких отрицательных эмоций. Полыхающая на дачном участке, в лесу, на обочине дороги шина автомобиля …

msd.com.ua

Экструдеры для пластика - KeyProd

Одной из основных технологий переработки пластмасс и изготовления из них разнообразных деталей и профильной продукции является экструзия. Заключается она в приготовлении расплава полимеров с последующим продавливанием его через формующие сопла – специальные насадки, придающие материалу заданную форму. Главным элементом производственной линии, использующей подобную методику, является экструдер для пластика.

Принцип работы экструдера

Экструдер представляет собой электромеханическое устройство, непосредственное предназначенное для процесса формовки пластмассовых профильных деталей их полуфабрикатов. Общее устройство экструдера для пластика:

Корпус с системой нагрева до необходимой температуры плавления полимеров. В качестве источника тепловой энергии могут использоваться привычные резистивные системы или индукционные, создающие высокие температуры за счет наведенных на их корпус высокочастотных индукционных токов Фуко.
Узел загрузки, через который различными способами сырье поступает в полость корпуса.
Рабочий орган, создающий необходимое давление для перемещения сырья от узла загрузки до формующих насадок. Используются различные физические принципы, так это механизм может быть поршневым, дисковым или шнековым. Наибольшее распространение получили именно шнековые экструдеры.
Экструзионная головка (иначе – фильера), задающая форму получаемых изделий.
Механический привод (двигатель и редукторная система), создающий и передающий на рабочий орган необходимое усилие.
Системы контроля и управления, поддерживающие необходимый технологический режим.

Загруженное в виде гранул, порошка или лома сырье под действием рабочего органа перемещается в рабочую зону корпуса, где под действием давления, трения и подаваемой извне температуры нагревается и плавится до состояния, требуемого по условиям технологического процесса.

В ходе движения в полости корпуса сырье тщательно перемешивается до однородной гомогенизированной массы.

Под действием высокого давления расплав продавливается через сетчатые фильтры и формующие головки, где происходят его окончательная гомогенизация и придание заданного профиля.

Затем, охлаждаясь естественным или принудительным способом, он полимеризуются, и в итоге получаются изделия необходимой конфигурации с заданными физическими и механическими свойствами.

Видео: “Как работает экструдер?”

Виды экструдеров

Современные экструзионные установки различаются как по схеме рабочего органа, так и по своему целевому предназначению.

Экструдеры одношнековые и двухшнековые

Шнековые (червячные) экструдеры – наиболее распространенные, так как практически в полной мере отвечают всем требованиям технологического процесса. Рабочим органом выступает шнек экструдера (винт Архимеда, известный каждому хотя бы по домашним мясорубкам).

Лопасть шнека экструдера захватывает сырье в области загрузки и перемещает последовательно по всей длине цилиндра корпуса, через зону нагрева, гомогенизации и формовки. В зависимости от технологической карты и вида исходного материала шнеки могут быть нормальными или быстроходными, цилиндрической или конической формы, сужающиеся к выходу. Одним из главных параметров является соотношение рабочего диаметра шнека к его длине. Различаются также шнеки шагом витков и их глубиной.

Однако одношнековые экструдеры не всегда применимы. Например, если в качестве сырья используется порошковый полуфабрикат, один винт не справится с тщательным его перемешиванием в ходе расплавления и гомогенизации.

В подобных случаях применяют двухшнековые экструдеры, винты которых могут находиться во взаимном зацеплении, совершать параллельное или встречное вращательное движение, иметь прямую или коническую форму.

В результате процессы разогрева, смешения и гомогенизации проводятся более тщательно, и на головку поступает полностью однородная и дегазированная масса.

Нельзя не отметить, что в некоторых технологических процессах применяются экструдеры и с большим количеством шнеков – до четырех, а кроме того, существуют и планетарные автоматы, когда вокруг центрального винта вращается до 12 сателлитных.

Это бывает необходимым при работе с некоторыми видами пластиков, которые под действием высоких температур имеют свойство к деструкции – потере физических качеств. Таким образом, их нагрев в подобных экструдерах осуществляется за счет силы трения и создаваемого высокого давления.

Экструдер для ПВХ профиля

Производство пластиковых или композитных профилей в большинстве случаев производится именно методом экструзии. Для этого, в зависимости от материала и сложности формы изделия, используют одно- или двухшнековые аппараты с соответствующими формующими головками.

Ассортимент весьма обширен – от тонких нитей или полос до листов, крупных панелей и сложных по геометрии профилей. Ставшие всем привычные пластиковые оконные и дверные системы собираются из ПВХ-профилей, изготовленных именно таким способом.

Добавка в полимер специальных компонентов позволяет выпускать сложные композиты, например, дерево-пластиковые конструкции, которые также часто применяются при изготовлении различных строительных конструкций.

Экструдер для производства труб

При производстве трубной продукции очень важным условием является отсутствие в гомогенизированной смеси пузырьков газа, поэтому экструдеры для труб в обязательном порядке оснащаются системой дегазации. Обычно это – двухшнековые установки, в которых, помимо прочего, применяются так называемые барьерные шнеки, надежно разделяющие еще твердый полуфабрикат от полностью расплавленного. Это обеспечивает полную однородность состава, что очень важно для эксплуатационных качеств выпускаемой трубы.

Экструдеры для полиэтилена

Все полимерные пленки изготавливаются исключительно способом экструзии. Для производства плёнок используется выдувной экструдер. Формующий узел экструдера для стрейч пленки может быть выполнен в виде узкой щели –на выходе получается однослойная пленка необходимой толщины и ширины.

В некоторых моделях используются круглые щелевые фильеры большого диаметра – пленка получается в виде рукава.

Мини экструдеры для пленки производят полиэтилен шириной рукава до 300мм и толщиной до 600 мкм. Небольшой размер устройства позволяет установить его даже в обычном помещении.

Экструзионные линии

В промышленных условиях экструдер – это один из главных компонентов целой экструзионной линии, которая включает, помимо него, ряд других установок и механизмов:

Система подготовки и загрузки сырья – иногда полуфабрикат нуждается в предварительной просушке и калибровании перед подачей в загрузочный бункер.
Система охлаждения – устанавливается на выходе экструдера для ускорения процесса полимеризации изделий. Могут быть различного типа – воздушные или в виде охлаждающих ванн.
Механизмы протяжки готовых профилей.
Маркирующие и ламинирующие системы различного принципа действия.
Намоточные и отрезные механизмы для приведения изделий в требуемый для складского хранения и транспортировки вид.

Могут использоваться и другие механизмы и технологические устройства для автоматизации непрерывного процесса производства.

Производители экструзионных линий

Экструзионные линии пользуются огромным спросом, и их производство налажено во многих странах Европы и Азии. Традиционными лидерами в производстве подобного оборудования считаются австрийские производители, практикующие выпуск подобных линий еще с середины прошлого столетия. Европейские системы всегда отличали высочайшее качество, использование самых современных инновационных разработок в области технологии обработки пластмасс.

В последнее время на рынок экструзионных линий активно поставляется

продукция китайских производителей. Вопреки расхожему мнению, это вовсе не говорит о ее низком качестве – и надёжность, и характеристики выпускаемого оборудования в целом отвечают современным требованиям. Кроме того, цены на экструдеры из Китая могут быть значительно ниже европейских.

Стараются не отстать от жизни и отечественные промышленники. Так, пользуются спросом экструзионные линии «Полипром Кузнецк», выпускаемые в Пензенской области, или «Группы компаний СТР» из подмосковных Подольска и Воскресенска.

Цена на экструдеры для пластика варьируются от страны-производителя и индивидуальных характеристик устройства.

www.keyprod.ru

Экструдер для переработки полимеров и ПВД | Принцип работы экструдера полимеров

Если у вас на производстве много полимеров, вам следует купить специальное оборудование. Но кроме измельчителя (шредера) также понадобятся и другие устройства. Экструдер – это машина, которая работает непрерывно, перерабатывая гранулированные полимеры в равномерную однородную консистенцию, которая выходит из устройства, выдавливаясь через головку. Управлять таким устройством можно с помощью пульта – можно настроить температуру плавления и другие режимы. Нагрев экструдера происходит с помощью электрических нагревателей, расположенных внутри устройства, а охлаждается он воздухом, которые подается вентиляторами. Кроме этого, наша компания предлагает экструдеры одношнековые.

Для чего нужен экструдер

Если вы решили купить экструдер для полимеров, значит у вас есть большое количество полуфабриката – полиэтилен, полимеры, полипропилен, пвд или биопластика. Оборудование эксплуатируют для того, чтобы получить деталь определенной формы, которая получается с помощью формирующей головки на выходе экструдера.

Принцип работы экструдера полимеров

Во время эксплуатации, материалы перерабатываются с помощью множества факторов – повышением температуры, специально подстроенной для работы влажностью и определенных механических нагрузок. С помощью экструдера для пвд вы сможете сделать элементы/детали, форма которых сложно воспроизвести без специального оборудования.

Разнообразие моделей

Экструдеры могут отличаться по разным принципам – по цене, и по техническим характеристикам. Также возможно приобретение мини экструдера для полимеров, если ваше производство не слишком большое и оборудование маленьких размеров для вас более рентабельно.

Экструдеры бывают простыми – одношнековый тип. По конструкции оборудование состоит из одного цилиндра с тремя участками:

В зоне питания перерабатываемый полимер уплотняется с помощью давления проходя между шнековыми витками;
В зоне плавления перерабатываемый материал плавится – это происходит от соприкосновения сырья с поверхностью цилиндра. Тут же сырье превращается в пробку, и проходя вдоль шнека приобретает нужную форму профиля;
В зоне дозирования материал гомогенизируется, после чего преобретает нужную форму с помощью формирующей головки.

В более сложных (не одношнековых) экструдерах, конструкция более сложное и данное описание оборудование условное. Также конструкция рабочего цилиндра может быть другой в зависимости от его предназначения и даже модели.

Самыми популярными на рынке товаров являются экструдеры для переработки полимеров одношнековые и двухшнековые. С помощью таких экструдеров можно сделать детали различных размеров и форм: тонкие в виде нити или листа, или в виде геометрически сложных фигур.

Распространенным использование экструдера для пвд для изготовления труб. В этом случае используется экструдер с двумя шнеками. Принцип работы такого оборудования немного отличается от обычного – здесь есть система дегазации, которая убирает воздух и газы во время гомогенизации.

Также экструдер используется для изготовления полиэтилена – оборудование может воспроизвести пленку любой формы и толщины, в зависимости от используемого фильтра.

Экструдер от отечественного производителя

На ряду с известными импортными производителями не стоит откидывать вариант покупки экструдера для полимеров от российского производителя. Ведь отечественный не значит не качественный. Наша компания уже не первый год на рынке – наше оборудование надежно, не подвержено повреждениям и износу. А специалисты компании произведут запуск и помогут вам разобраться в эксплуатации экструдера.

polimech.ru