Пластмаси – Смесване / част 1

март 27, 2013, 08:42  

smesИма много техники(известни на операторите и инженерите в предприятията)  за подобряване на качеството на смесване при 2-шнекови смесващи екструдери(в смисъл предназначени за смесване на полимер с друг полимер или на полимер с не-полимерни добавки – пълнители,усилватели,пигменти,модификатори и т.н.).Поради неформалната си природа  повечето от тези методи не се появяват в ръководствата за работа с машините.Общо взето не се споменават и в техническата литература и техническите документи.Но понякога вниманието към няколко дребни детайли може да доведе до голяма разлика в качеството на работа на екструдера.Съветите,описани в този материал,попадат в три категории: техники на преработка ; модификации на машината ; процедури при поддръжката.

1. УПЛЪТНИТЕЛИ НА ТЕРМИЧНАТА ИЗОЛАЦИЯ :

Захранващата секция на цилиндъра почти винаги се охлажда с вода.Но тъй като тази част на цилиндъра е свързана с болтове и фланци със следващата секция(на цилиндъра),която се нагрява,то непрекъснато се прехвърля топлина от по-горещата към по-студената  секция на цилиндъра.В резултат следващата(след захранващата зона) секция на цилиндъра не е в състояние да поддържа достатъчно висока температура.В типичния случай оператора е настроил 180 град. Целзии за втората секция,но температурата в тази секция никога не надхвърля  180 град. Целзи поради топлинните загуби към захранващата зона на цилиндъра.

Най-лесното решение е да се инсталира изолиращо уплътнение между фланците на захранващата зона и следващата след нея зона(на цилиндъра).Това уплътнение е обикновено дебело 1 мм.,поради което се препоръча да се поставят два броя за по-добра изолация.Все още ще има известна топлопроводност през болтовете и през шнека,но не такава както без изолация.

Новите екструдери често се доставят с такава изолация,но много оператори не осъзнават важността й я отстраняват при разглобяване на цилиндъра.След няколко години изолиращите уплътнения трябва да се сменят,тъй като материала старее и се руши.

2.СТРАНИЧНО  ПОДАВАНЕ(НАГНЕТЯВАНЕ)  НА  ПРАХООБРАЗНИТЕ  МАТЕРИАЛИ :

То се използва широко за захранване с пълнители на 2-шнековите екструдери.Много производители целят много висока степен на напълване  с пълнители,които често са с ниска обемна(насипна плътност.Най-високия % напълване,който може да се постигне  обикновено се ограничава от два фактора:

А) Обемния дебит на шнека на захранващото устройство за пълнителя  и на основния шнек на екструдера.Обемния дебит  зависи от  свободния обем на   захранващото устройство  и на шнековете на основния(2-шнеков) екструдер,както и  от настроените обороти на всяка от двете групи шнекове.

Ако обемния капацитет на захранващото устройство за пълнителя е изпитван без устройството да е монтирано към основния екструдер,то вероятно лесно ще се получи висока стойност.Но когато захранващото устройство за пълнител е  монтирано на  екструдера,обемния капацитет(обемната производителност) често е ограничен от количеството материал,което могат да поемат шнековете на главния екструдер.

Следователно е най-добре шнековете на главния екструдер да имат витки(ребра)  с голяма стъпка  в мястото,където захранващото устройство подава пълнителя.Дължината на този участък от шнековете на основния екструдер трябва да е от 2 до 4 пъти диаметъра на шнека след мястото на подаване на пълнителя.По този начин се поддържа бързо движение на стопилката напред,като се оставя максимален свободен обем за навлизане на пълнителя. Ако конструкцията(геометрията) на шнека води до “заприщване”(забавено движение на стопилката)  в този участък,това сериозно ще ограничи количеството пълнител,който може да се подаде.

В)Възможността за подаване на пълнител зависи и от възможността за вентилиране(обезвъздушаване) на шнека,като се даде възможност въздуха да излезе лесно.С това се предотвратява възможността  големи количества от пълнителя да бъдат загубени през вентилиращия отвор(при отделянето на въздуха,ако това отделяне не е максимално улеснено).Най-добрата конфигурация е вентилиращото устройство да е отгоре на цилиндъра,непосредствено след устройството за принудително захранване с пълнител.Също  може да се използва малка вентилираща вложка с полу-прорез в горната част на устройството за захранване с пълнител.

Ето някои от факторите,които трябва да се имат предвид :

- Височина на падане на материала в захранващото устройство: Идеалния случай е височината на падането да е минимална.Ако ” пухкав”(т.е. с ниско насипно тегло) материал  пада от голяма височина,той се аерира,при което насипното му тегло намалява значително.Това може да намали производителността на цялата линия.

-Вид на разбъркването на захранващото устройство(което подава пълнител): Разбъркването на пълнителя не трябва да аерира материала,за да не се намали насипното тегло.Много производители на захранващи устройства имат специални конструкции на разбъркващото устройство за прахообразни вещества.

- Уверете се,че фунията на захранващото устройство се вентилира(продухва) : Заедно с пълнителя захранващото устройство вкарва и значително количество въздух в екструдера.За да се осъществи вентилиране,горната част на улея(фунията) за захранване с пълнител трябва да е отворена към атмосферата.Ако върху фунията има плътен капак e важно да има вентилиращ отвор(на капака).Всички фунии/улеи  трябва да са заземени,за да се отстрани статичното електричество.Някои материали генерират статично електричество от триене.Статичното електричество може да предизвика полепване на праха по вътрешните повърхности на фуниите и улеите,което води до сбиване(задръстване).Едно лесно решение е да се прокара заземителен проводник(препоръчва се размер 10?) от улея/фунията до рамата на машината(като се осигури добра проводимост).

-Продухване със сгъстен  въздух : В случай че има сбиване(задръстване) понякога са необхдими специални мерки.Може да се използват вибратори,поставени на захранващата фуния,но е трудно да се оразмерят и монтират.Една алтернатива е “духало” с вдухващи въздух дюзи,разположени на подходящи места по стените на улеите,за да се разрушават сбивания на материал,преди да са станали твърде големи.Въздушните дюзи са свързани с клапан с бобина(соленоид),като клапана се активира(пропуска въздух под налягане) през определен интервал,настройван с таймер.Настройват се както времето за продухване,така и интервала между две продухвания.Най-добре е да има малък съд за акумулиране на въздух(ресивер) точно преди клапана,за да може да се осигури “въздушен удар” през дюзите.

3.ВОДНА ПОМПА С ВИСОКО НАЛЯГАНЕ :

Известно е добре,че турбулентен поток в тръба  води до по-интензивно прехвърляне на топлина през стената на тръбата в сравнение с ламинарен поток.Потока е ламинарен при ниски скорости на флуида вследствие на ниско налягане.При ламинарен поток се развива устойчива система от граници между отделните слоеве на течащия флуид,което действува като изолатор между главния поток на флуида и стените на тръбата.”Слоевете” се плъзгат върху съседните слоеве без смесване и без  пренасяне  на много топлина.

При турбулентен поток,предизвикан от високо налягане,се осъществява висока степен на напречен обмен,което разрушава “обвивката”  от  слоеве.Принудителното движение на флуида води до значително по-голям пренос на топлина от стените на тръбата към флуида.

Най-лесния начин да се предизвика турбулентно течене в каналите за охлаждане на цилиндъра е да се увеличи налягането на флуида.Рециркулиращите охлаждащи системи на екструдерите обикновено имат налягане от 20 до 60 psi(1,4 – 4,2 атм.). За постигане на турбулентен поток е необходимо налягане от приблизително 120 psi(8,4 атм.)(Бел.пр.: Границата на турбулентност зависи от много фактоликато диаметър на тръбата,вискозитет на флуида,температура и др.). Това може да се постигне сравнително лесно като се смени помпата в системата за рециркулиране на охлаждащия флуид с помпа за високо налягане.Почти всички компоненти на охладителните системи на екструдерите(маркучи и клапани) са оразмерени за налягане поне 150 psi(10,5 атм.),така че налягане от 120 psi(8,4 атм.) все още осигурява известен коефициент на сигурност.

Когато процеса е силно екзотермичен(с отделяне на много топлина) предимствата ще се появят незабавно.Прегряванията по зони могат да бъдат намалени значително  или даже да бъдат отстранени.(Бел.пр.: Очевидно става дума за екструдери с наличие на водно охлаждане по зоните на цилиндъра).Допълнителна полза от турбулентния поток е,че подтиска покриването на охлаждащите канали с котлен камък.

Оставете коментар

Изкажете мнението си...
Ако желаете снимка, вземете си от Граватар!