11. Червячный экструдер для переработки пластмасс.
1) Конструкция и принцип действия
Процесс экструзии полимеров на одночервячных машинах— это процесс получения из исходного полимерного материала (в виде гранул, порошка или расплава) непрерывного изделия, заданного поперечного сечения путем непрерывного продавливания через формующий инструмент.
Экструзией на одночервячных машинах могут быть переработаны практически все известные полимеры и их композиции. Получаемые изделия очень разнообразны: листы, пленки, трубы, непрерывные профильные изделия, оболочки для кабелей и т. д. Часто экструзиотюе оборудование входит в состав агрегатов в качестве пластикационных устройств. Производительность одночервячных экструдеров составляет от 3 до 20 000 кг/ч.
Основным рабочим органом одночервячного экструдера является обогреваемый цилиндр 1 внутри которого вращается червяк 2. Загрузка перерабатываемого материала производится с помощью загрузочного устройства 3, конструктивное оформление которого определяется состоянием и формой частиц перерабатываемого материала. Формующий инструмент 4 устанавливается на выходе из цилиндра 1, обогреваемого при помощи нагревателей 5. Привод червяка, закрепленного в опорном узле 6 осуществляется от электродвигателя 7 через редуктор 8 и муфту 9.
В процессе переработки исходный материал из загрузочного устройства поступает в червяк и перемещается в осевом направлении в винтовом канале червяка, образованном внутренней поверхностью цилиндра и нарезкой червяка. При движении материал уплотняется расплавляется, происходит удаление воздуха и гомогенизация расплава, развивается давление, под действием которого подготовленный расплав продавливается через формующий инструмент. Соответственно в одночервячном экструдере в направлении движения материала могут быть выделены зоны: питания (загрузки), плавления (пластикации) и дозирования (выдавливания) длиной L1, LП и LД соответственно. В ряде случаев для экструдеров специального назначения могут быть выделены зоны дегазирования, смешения, диспергирования и т. д.
В зоне питания происходит прием перерабатываемого материала и его перемещение в направлении зоны плавления и уплотнения.
В зоне плавления происходит расплавление полимера, его уплотнение и удаление воздушных включений. Для эффективного проведения указанных процессов канал червяка в зоне плавления выполняется с постепенно уменьшающимся объемом, что достигается в большинстве случаев уменьшением глубины канала H, шага винтовой линии t или обоих параметров.
В зоне дозирования происходит гомогенизация расплава, развивается давление, под действием которого расплав продавливается через формующий инструмент.
Выделяют червячные машины:
- по конструкции корпуса (с неподвижным, с откатным);
- по регулированию температуры (с паровым, электрическим, масляным обогревом; воздушным, водяным охлаждением)
- по конструкции привода (эл. двигатель постоянного или переменного тока)
- по числу червяков (1, 2 и много- червячные)
- по числу оборотов червяка (тихоходные (до 150 об/мин) и быстроходные)
- по конструкции червяка (с простым и сложным профилем, а также с коротким (для резины) и длинными червяками (для пластмасс)).