ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сравнительная оценка различных способов работы из "Шнековые прессы для пластмасс" Исходными в этой оценке являются следующие факторы. [c.43] Температурный перепаё. В обычных машинах с внешним подогревом, особенно при применении коротких шнеков с глубокой нарезкой, имеет место большой перепад между температурами нагревающих поверхностей и перерабатываемого. материала. Причина его в данном случае заключается в том, что, с одной стороны, все перерабатываемые пластмассы отличаются низкой теплопроводностью, а с другой—их необходимо за сравнительно короткое время пребывания в машине равномерно прогреть и полностью расплавить. Высокая температура нагревающих поверхностей при переработке нетермостабнльных материалов легко может привести к местному разложению последних, а в крайних случаях даже к полному разложению пли с.горанию. Правда, те.мпературный перепад можно уменьшить путем удлинения времени пребывания материала в прессе за счет снижения числа оборотов шнека. Однако это приводит к уменьшению производительности и снижению экономичности работы машины. Если же тепло генерируется непосредственно в массе, заполняющей межвитковый объем шнека, за счет превращения механической энергии привода, то можно осуществить очень равномерный прогрев массы и полностью исключить местные перегревы. [c.43] Термический коэффициент полезного действия. Обычные шнековые прессы имеют низкий термический коэффициент полезного действия из-за потерь тепла от нагревательных элементов в окружающую среду путем теплопроводности, излучения и конвекции. [c.43] Упрощение конструкции и работы оборудования. При работе обычных шнековых прессов в любом случае необходимо осуществлять регулирование температуры цилиндра. Это не только вызывает дополнительные технические усложнения, но может непосредственно привести к колебания.м температуры, особенно прн простой системе включения и выключения . Такие колебания температуры могут, в свою очередь, отрицательно сказаться как на равномерности скорости экструзии, так и на физических характеристиках изделий. Напротив, в случае автогенны.х машин температура перерабатываемой массы может поддерживаться постоянной без специального регулирования при условии равновесия между непрерывно подводимой. механической энергией и образующимся нз нее и передаваемым массе теплом. Приведенной аргументации, конечно, недостаточно для окончательного сформирования точки зрения машиностроителей и эксплуатационников на приемлемость и преимущества того или другого типа оборудования. Собственно говоря, проблема заключается лишь в том, можно ли фактически получить точно необходимое в каждом случае количеств тепла только путем преобразования механической энергии вращающегося шнека, т. е. можно ли на соответственно оборудованных машинах изготовить любые подходящие изделия из всех обычных термопластов по автогенному или даже адиабатнческо.му способу. Другими словами, можно ли полностью отказаться, по крайней мере при установившемся процессе, от внешнего обогрева, охлаждения и обычных регуляторов температуры Этот вопрос будет разобран ниже на основе приведенной аргументации. [c.44] Впрочем, в современных обычных шнековых прессах с длиной шнека, равной 15—250, перепад температур между цилиндром и массой может быть сведен к минимуму. Продолжительность пребывания материала в обычном шнековом прессе /= У/О (V — объем массы в межвитковом пространстве шнека, О — производительность шнека), особенно при малой глубине нарезки и большой производительности шнека, также едва ли значительно больше, чем в адиабатических машинах. Поэтому было бы ошибочно считать, что в автогенных шнековых прессах наблюдается меньший температурный перепад, и пребывание материала под воздействием высокой температуры менее длительно, чем в прессах с частичным внешним подогревом. Наглядным подтверждением являются повторяюш,иеся неудачи при использовании автогенных прессов для переработки полихлорвинила. Причины неудач в данном случае, как легко обнаружить, заключаются в возникающих исключительно высоких термических воздействиях па материал. [c.45] Автогенные шнековые прессы имели бы более высокий термический коэффициент полезного действия по сравнению с обычными, если бы при их использовании удавалось выдерживать заданный температурный режим, осуществлять непрерывный и равномерный прогрев перерабатываемых материалов без применения принудительного охлаждения для отвода образующегося избыточного тепла. Однако практика (опять-таки переработка полихлорвинила) показала, что в данном случае нельзя обойтись без более или менее интенсивного охлаждения. Активное охлаждение, естественно, приводит к значительному ухудшению термического коэффициента полезного действия. [c.45] Ликвидация нагревательных элементов упрощает конструкцию машины, тем более, что одновременно с отказом от них обычно становятся бесполезными и некоторые другие конструктивные к вспомогательные элементы установки. [c.45] Разумеется, с ликвидацией нагревательных эле]Ментов отпадает необходимость и в регулировании нагрева, которое у большинства шнековых прессов производится по системе включения — выключения. Несмотря на это, не следует предполагать, что автогенный способ работы обязательно обеспечивает более постоянное поддержание температуры массы во времени и более равномерную производительность. Наиболее современные системы регулирования нагрева и охлаждения, как правило, оборудуются устройствами для автоматического согласования включаемой мощности (нагрева или охлаждения) с разницей между фактической и заданной температурами в каждый данный момент в отдельных зонах. При такой системе терморегулирования благодаря малой тепловой инерции не наблюдается почти никакой пульсации установившейся температуры. [c.46] Соображения, что при ликвидации внешнего обогрева может быть также обойдена проблема терморегулирования, практически не оправдались. Сразу же возникли осложнения, связанные с тем, что при переработке большинства термопластов не наблюдается однозначной зависимости между подводимой от привода энергией и температурой массы Т, так как вязкость массы ц (особенно в случае высоковязких материалов, таких как полихлорвинил, полиэтилен, полистирол и др.) отнюдь не является чисто температурной функцией 1 = Щ). Скорее она проявляет более или менее сильную зависимость от соответствующего напряжения сдвига 5 и времени t, т. е. тиксотропные свойства. [c.46] Влияние напряжения сдвига 5 в большинстве случаев может быть с хорошим приближением выражено степенной зависимостью. Влияние времени t подчиняется другой закономерности. Во всяком случае, вязкость таких масс является функцией трех переменных Р =/(7 , 5, 0. [c.46] Само собой разумеется, что если не удается поддерживать необходимую температуру или вязкость массы без применения охлаждающих средств, то приходится возвращаться к системе регулирования температуры. [c.46] Следует также указать, что у автогенных шнековых прессов сохраняется внешний обогрев формующего инструмента и связанное с ним устройство для регулирования температуры. Таким образом, недостатки внешнего обогрева сохраняются как раз на том участке пути прохождения перерабатываемого материала, на котором из-за отсутствия интенсивного перемешивания слоев наиболее возможно возникновение местных перегревов или, по крайней мере, неравномерности температуры. [c.46] В заключение следует указать, что при определенных условиях колебания температуры массы в случае обычного способа работы меньше сказываются на производительности шнековых прессов, чем в случае применения автогенного способа. Это наглядно иллюстрируется графиками сравнительной зависимости производительности от температуры для предельных случаев изотермического и гдиабатического процессов (рис, 130 и 131). [c.47] Вернуться к основной статье