Поток в головке экструдера

Обратный поток по винтовому каналу червяка возникает под действием давления расплава перед головкой экструдера. Поскольку прямой поток обычно значительно больше обратного, наблюдается только уменьшение прямого потока на величину обратного потока и в канале не возникает поток материала в обратном направлении. Величина обратного потока зависит от глубины винтового канала, диаметра червяка, длины зоны выдавливания, величины давления расп.тава перед головкой и вязкости расплава. [c.216]

Статические смесители выполняются в виде пакета специальных насадок, вставляемых между цилиндром и головкой экструдера (или литьевой машины). Каждая насадка состоит из набора полых элементов, расположенных под углом 90° друг к другу. Действие статического смесителя основано на многократном рассечении прокачиваемого через него потока расплава на отдельные ручьи при переходе потока из одной насадки смесителя в другую, а также на перемешивании ручьев внутри [c.30]

Qh — суммарный тепловой поток, подводимый в смеситель (И.3-20) Оо — объемный расход через головку экструдера (12. - ) [c.626]

Головка экструдера — это профилирующий инструмент, придающий необходимую форму струе полимера, выдавливаемой из машины. От степени совершенства конструкции головки в значительной мере зависит точность поперечных размеров экструдируемого изделия и качество его поверхности. В соответствии с этим назначением конструкция головки должна удовлетворять следующим требованиям I) конструкция головки должна обеспечивать трансформирование поперечного сечения потока с целью придания ему формы, соответствующей сечению экструдируемого изделия 2) конфигурация профилирующей щели головки должна быть выполнена с учетом искажений формы струи, возникающих в результате высокоэластического восстановления 3) геометрические размеры профилирующей щели и углы выхода должны обеспечивать возможность работы с максимальными значениями производительности, при которых еще не наблюдается эластической турбулентности 4) конфигурация каналов головки должна исключать образование в ней зон застоя 5) головка должна обладать достаточным сопротивлением, чтобы на выходе из червяка создавалось противодавление, обеспечивающее качественное смешение и гомогенизацию полимера 6) конструкция профилирующих органов головки должна быть достаточно жесткой, чтобы прк любых рабочих давлениях [c.315]

На стабильность процесса влияет и давление в формующей головке. При изменении давления в головке изменяется поток расплава и соответственно время пребывания материала в экструдере. При переработке разных ПВХ материалов на одном экструдере без смены шнека колебания производительности могут быть устранены либо снижением температуры, либо повышением давления в головке. [c.237]

Поток в головке экструдера [c.143]

Поток под давлением возникает тогда, когда на выходном конце экструдера имеется сопротивление в виде головки, клапана, решетки или фильтрующей сетки, благодаря которому создается градиент давления в винтовом канале. По мере продвижения материала к головке давление возрастает и создается впечатление, что существует поток, движущийся по винтовому каналу в обратном направлении, хотя, как будет показано в даль-нейшем , подобного потока в действительности нет. График скоростей этого потока представлен на рис. 10, б. [c.27]

В передней части цилиндра установлен набор металлических сеток, удерживаемых решеткой, назначение которых — фильтрация расплава и создание дополнительного сопротивления потоку расплава. Формование Рис. 49. Схема одночервячного экструдера расплава осуществляется в загрузочный бункер 2 — червяк 3 — система головке экструдера. [c.111]

Схема сверху вниз позволяет более устойчиво вести процесс формования пленки, так как отсутствуют неравномерные тепловые потоки нагретого от экструдера окружающего воздуха. При этом улучшаются условия обслуживания (заправка и намотка пленки находится вне зоны выделения вредных веществ), более надежно и просто решается вопрос раскладки разнотолщинности в процессе намотки пленки (более простая конструкция приемного устройства узла вращения и намотки пленки). Недостатком является сложность регулирования расстояния от головки до вытяжных валков, необходимого в соответствии с требованиями технологического процесса для выбора оптимальных температурных режимов при формообразовании и складывании пленки. Однако этот недостаток можно легко устранить, изменив конструкцию устройств охлаждения и стабилизации положения пленочного руКава, или же путем оптимизации указанного расстояния для заданных диаметров рукава. [c.248]

Наиболее распространенный подход к рассмотрению работы экструдера состоит в обращении движения, т. е. червяк рассматривается как неподвижный, а цилиндр как вращающийся. Вращение цилиндра заставляет полимер одновременно совершать в канале как наступательное, так и циркуляционное движение. Циркуляционное движение материала, расположенного у поверхности цилиндра, направлено назад, а у поверхности червяка—вперед. Циркуляционное движение важно для процессов смешения и теплопередачи, но не влияет на производительность машины. Поток, направленный вперед по каналу, возникает вследствие существования продольного движения цилиндра относительно червяка и называется вынужденным потоком. Если противодавление, создаваемое головкой или клапаном, установленным на выходе из экструдера, отсутствует, то вынужденный поток определяет производительность. При постоянной глубине канала червяка и постоянной температуре расплава производительность или объемный расход упрощенно выражается следующим образом [c.123]

Вынужденный поток полностью определяет расход лишь при свободном выходе, когда отсутствуют головка или клапан. Если же на выходе из экструдера установить головку с решеткой и пакетом сит или клапан, то на вынужденный поток накладывается поток под давлением, или противоток. Кроме того, с возникновением давления полимер начинает перемещаться в зазоре между червяком и цилиндром в обратном направлении. Если остановить червяк и насосом создать давление в головке, то полимер, находящийся в канале, потечет в обратном направлении, подчиняясь законам вязкого течения. Давление в экструдере возникает вследствие работы самой машины. Профиль [c.123]

При решении первой задачи следует иметь в виду, что проходящий через головку провод уносит с собой некоторое количество расплава Qd за счет существования вынужденного потока, подобного вынужденному потоку в червяке экструдера. Кроме того, определенное количество расплава Qp выдавливается из головки избыточным гидростатическим давлением, существующим в головке. Следовательно [c.297]

Смазочные вещества добавляются для оптимизации процесса переработки. Полимер легче экструдируется, если между ним и поверхностями внутри экструдера имеется слой смазки. Это особенно важно на выходной щели экструзионной головки, где смазка может уменьшить дефекты поверхности, например, эффект акульей шкуры . В присутствии смазки расплав может сохранять ламинарность потока при больших скоростях экструзии. Наиболее распространенными смазывающими веществами являются стеариновая кислота, соли стеариновой кислоты, твердый парафин и хлорированные парафины [19]. В качестве технологической добавки для ПП предлагается фторполимер [20]. [c.33]

Вынужденный поток, поток под давлением и поток утечки формируются именно в зоне дозирования. Взаимодействие различных участков этой зоны червяка с головкой может быть в некоторой степени описано математически и изучено экспериментально. На рис. 21 приведены типичные кривые производительности экструдера в зависимости от давления для червяков с мелкой [c.47]

Регулирование потока материала в головке при помощи клапана применяется в экструдере для циклического производства бутылей методом выдувания. Конструкция клапанов не должна быть сложной. Основным требованием, предъявляемым к ним, является обеспечение свободного прохода для потока. Удачно применяются как пробковые, так и игольчатые клапаны. Их конструкция и работа рассмотрены Бернхардтом . [c.67]

Сопротивление может быть выполнено в виде очень плотных фильтровальных сеток или в виде регулируемого клапана, вмонтированного в переходник головки. Установка такого сопротивления может оказаться эффективной для гомогенизации расплава, подаваемого в большую головку (особенно, в головку для производства толстостенных труб). Для экструдеров малых размеров возникают проблемы, связанные с большой величиной потока, необходимого для заполнения кольцевого зазора головки, и с возрастанием времени пребывания в ней материала.,Все это создает трудности в распределении потока, так как установка различных конструкций дорнодержателей ухудшает картину течения расплава. [c.89]

Упоминавшееся ранее приближенное моделирование путем суммирования и корректирования выражений для вынужденного течения и потока под давлением [2с1], однако, позволяет нам иногда использовать его как приближенный метод оценки неизотермических эффектов. На практике в первую очередь представляет интерес определение влияния неизотермических условий на производительность и среднюю температуру экструдата. Во многих реальных процессах червяк является термонейтральным, т. е. он не нагревается и не охлаждается. В таких случаях, как было показано в работе [2е], температура червяка очень близка к температуре расплава. Следовательно, основное влияние на расход оказывает наличие существенной разности между температурами цилиндра и расплава. Как видно из уравнения (10.2-46), разность температур может оказывать сильное влияние на расход вынужденного течения. С другой стороны, увеличение средней температуры экструдата является следствием постепенного изменения температуры в направлении течения. Применим метод смазочной аппроксимации и, разделив червяк на малые элементы конечных размеров, проведем детальный расчет для каждого элемента. Предполагая, что средняя температура в пределах элемента постоянна, составим уравнение теплового баланса, учитывающее тепло, передаваемое от стенок цилиндра, и диссипативные тепловыделения. Такой метод расчета позволяет определить изменения температуры по длине червяка и значения параметров степенного закона течения из общей кривой течения [т] (7, Т) ] для каждой ступени расчета при локальных условиях течения, а также вести расчет для червяка с переменной глубиной винтового канала. Таким образом, данная модель может быть названа обобщенной кусочнопараметрической моделью , в которой внутри каждого элемента различные подсистемы представляют собой либо кусочно-параметрические модели, либо модели с распределенными параметрами. Далее следует принимать во внимание неизотермический характер течения неньютоновских жидкостей при исследовании процессов формования в головке экструдера. Этой проблеме посвящен разд. 13,1. [c.427]

Полимерные листы получают непрерывной экструзией полимера через лнстовальную головку, выходное отверстие которой представляет собой узкую длинную щель обычно прямоугольной формы. В связи с тем что выходное отверстие экструдера имеет круглую форму, а головки — прямоугольную, частицы расплава, проходящего через головку, движутся по траекториям различной длины, что может привести к неодинаковым скоростям течения в головке. Таким образом, выбор формы каналов для организации потока из экструдера в головку очень важен. Конструкция головок для получения плоских листов и пленок самая различная. [c.481]

Мутность бывает двух типов вызванная поверхностной шероховатостью, присущей течению расплава, и возникающая из-за неровности поверхности в сочетании с неоднородностью расплава вследствие кристаллизации. Чем быстрее охлаждается пленка на пути от головки экструдера до линии кристаллизации, тем меньше мутность, связанная с кристаллизацией, и тем больше мутность из-за неоднородности потока. В ПЭВП, в котором мутность, связанная с крис- [c.65]

Позже Болленджер и Уайт [86], исследуя течение потоков расплава изотактического полипропилена (ПП) и атактического полистирола (ПС), отметили, что в расплаве ПП линии тока подобны таковым в ПЭВП, тогда как расплав ПС образовывал завихрения как в ПЭНП, но выраженные несколько слабее. Уайт и Кондо [28] также наблюдали вихри в расплавах атактического полистирола во входной зоне головки экструдера. [c.144]

Нестабильность течения в головке экструдера исследована во множестве работ. Первые опыты проводились с атактическим полистиролом [27], хотя через несколько лет большая часть исследований уже была посвящена полиэтилену. В 1950-х гг. Торделла [28-30] описал разрыв течения в головке для разветвленного полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), произведенного компанией I I. Полученные экструдаты были однородны при низких скоростях экструзии, но становились существенно неоднородными при высоких скоростях. Разрыв потока зависел от отношения скорость/диаметр фильеры и происходил при критическом напряжении около 10 Па [28,30]. Аналогичные исследования проводились также БСл еггом [31]. [c.156]

Технологический процесс экструзии с раздувом рукавных пленок (рис. 9.2) основан на использовании кольцевых головок пример кольцевой экструзионной головки показан на рис. 7.5. Расплав должен быть равномерно распределен по окружности кольца. Поток воздуха, поступающий из головки экструдера внутрь пузыря создает давление на пленку, раздувая ее. Затем пленка отводится на валки. Для производства пленки из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), предназначенной для упаковки, в большей степени использовали технологию экструзии с раздувом рукава. Для пленок из ПЭНП характерны коэффициенты раздува от 1,5 до 4 для пленок из изотактического полипропилена эта величина обычно близка к 2. [c.190]

Наложение изоляции производится на экструзионной линии для обычных ТФП. Дополнительным требованием к головке экструдера является необходимость обеспечения строгой симметричности потока расплава в головке, поэтому головки с рассекателем являются более предпочтительными. Применяют инструмент с обжатием, угол матрицы около 30°, а длина формующей части около 1—1,5 М М, угол дорна 15—20°, дорн имеет направляющую трубку длиной около 25 мм, которая утоплена в матрицу на 1—1,5 мм. Инструмент рассчитывают следующим образом. Внутренний диаметр направляющей трубки Dbh выбирают на 0,15—0,20 мм больще диаметра жилы D. Толщина стенки направляющей трубки А около 0,25 мм. Диаметр матрицы Dm зависит KaiK от типа 1и количества материала, используемого в качестве центров активации порообразования, так и от количества газа и окончательно устанавливается экспериментально. Ориентировочно >м может быть рассчитан по формуле [c.121]

Радиальный поток пока не учитывался, но в экструдере Вайссенберга конечной целью является экструзия полимера через головку. Такой поток вызывает потери давления в направлении к центру и, следовательно, снижает максимальное давление на входе в головку. Результирующий расход определяется сопротивлением головки при установившихся условиях течения подъем давления в радиальном направлении равняется падению давления в головке. Точное решение этой задачи течения затруднительно. Макоско с сотр. [22] предложили следующее приближенное аналитическое решение, которое хорошо согласуется с экспериментами. Они предположили, что так как при закрытом выходе давление поднимается в зависимости от нормальных напряжений (АРдг5)> то уменьшение давления между дисками из-за радиального потока (АР ) и входные потери [c.345]

На практике объемы камер уменьшаются по направлению к головке (например, вследствие уменьшения шага), и только камеры, находящиеся в непосредственной близости от головки, оказываются заполненными расплавом полностью остальные заполнены частично. Работа экструдера в режиме голодного питания обычно практикуется для того, чтобы можно было управлять процессом и избежать, перегрузок. Метод расчета потока утечек был разработан Константиновым и Левиным [36, 37] и Янсеном [38]. Отметим, что утечки между камерами, уменьшая расход, вызывают интенсивное перемешивание, которое является очень важной особенностью двухчервячных экструдеров. Такое смесительное воздействие возникает как между вершиной гребней одного червяка и основанием другого, так и между боковыми гранями гребней, находящимися в зацеплении. [c.357]

НЬ1Х полимеров. Основным элемен1ом экструдера является червяк, вращающийся в нагревательном цилиндре, с одной стороны которого имеется зона открытой подачи полимера под углом к оси цилиндра, а с другой — формующая головка. Перед головкой расположена выравнивающая поток решетка, которая обеспечивает необходимое сопротивление потоку в цилиндре и улучшает гомогенность перерабатываемой массы полимера. На рис. 4.5 [6] схематично представлена типовая конструкция червячного экструдера. [c.185]

ОТ расположенных снаружи цилиндра нагревателей й теплоты внутреннего трения в материале. При плавлении объем полимера уменьшается. Соответственно в этой зоне уменьшается глубина канала червяка. В последней зоне — дозирующей — весь винтовой канал червяка заполнен расплавом. Б винтовом канале червяка в этой зоне выделяют четыре потока расплава прямой (вынужденный), направленный к формующей головке, обратный — уменьшение прямого потока вследствие сопротивления головки и стенок цилиндра, циркуляционный — в плоскости, перпендикулярной оси винтового канала, и поток утечки — в зазоре между червяком и внутренней поверхностью цилиндра, направленный к загрузочному бункеру. Производительность экструдера определяют прямой и обратный потоки. Циркуляционный поток не влияет на производительность, а поток утечки обычно настолько мал, что им часто пренебрегают при расчетах. Соотношение длин зон червяка определяется характером перерабатываемого материала Для переработки аморфных термопластов, плавящихся в широком интервале температур, применяют червяки с длинной зоной сжатия, для кристаллизующихся полимеров —с короткой зоной сжатия (длиной около одного диаметра), а для переработки нетермостойких материалов, например поливинилхлорида,— червяки без зоны сжатия, с постепенным уменьшением глубины канала, чтобы избежать paз ioжeния полимера за счет тепловыделения в зоне сжатия,. Для перемещения материала внутри цилиндра нужно, чтобы коэффициент трения о поверхность червяка был меньше, чем о стенку цилиндра, так как иначе полимерный расплав будет только вращаться с червяком без перемещения в осевом направлении. Чтобы снизить коэффициент трения, червяк охлаждают, подавая воду внутрь полости в его сердечнике. При перемещении расплава внутри цилиндра часть механической энергии переходит в тепловую, тепловыделение увеличивается с повышением частоты вращения червяка. В машинах с быстроходными червяками (частота вращения более 2,5 об/с) тепловыделение настолько велико, что при установившемся режиме работы отпадает надобность в наружном обогреве (адиабатические экструдеры). [c.276]

Устройство плоскощелевой головки коллекторного типа для формования листов представлено на рис. ХХП. 6. Расплав из цилиндра экструдера подается в распределительный канал 1, проходит под упругим элемёнтом 3, служащим для выравнивания скорости потока по щирине головки, и выходит в виде горячего полотна через щель прямоугольного сечения между неподвижной губкой 4 и подвижной губкой 5. [c.280]

Расплав полимера поступает из цилиндра экструдера 5 через фильтрующую дроссельную рещетку 7 в кольцевое простанство между дорном и мундщтуком Проходя через отверстия в дорнодержателе, он рассекается на отдельные потоки, которые вновь соединяются за дорнодержателем. Выходящая из головки горячая труба калибруется путем фиксации ее диаметра в результате плотного прижатия к холодной внутренней поверхности металли- [c.280]

Наиболее убедительные эксперименты по определению траекторий движения материала в канале червяка были поставлены Эккером и Валентинотти . Они использовали прозрачный цилиндр, который вращался вокруг червяка. В качестве среды была выбрана жидкая смесь полиизобутилена с парафиновым маслом. Наблюдения за частицами алюминия, помещенными в жидкость, позволили определить траекторию их движения в канале червяка. Положение частиц в отдельные моменты времени дало возможность определить профиль скоростей в потоке. При свободном выходе потока, что соответствует работе экструдера со снятой головкой, профиль скоростей в канале подобен показанному на рис. 25,а. Из рисунка видно, что скорость изменяется от нулевого значения около внутреннего диаметра червяка до максимального значения у стенки цилиндра. С возникновением сопротивления на выходе в нижней части канала образуется кажущийся противоток (рис. 25,6). Слово кажущийся применяется здесь по той причине, что хотя поток движется по каналу назад, сам канал продвигается вперед. Поэтому в действительности течения назад относительно цилиндра не существует. Величина противотока достигает максимального значения при закрытом выходе (рис. 25,в). [c.117]

В агрегатах для сборки сердечников резинотросовых лент поток натянутых тросов обрезинивается на каландре. Затем на рольганге, расположенном за каландром, на сердечник накладывают слои ткани (ири изготовлении лент тканевой конструкции) и резиновые обкладки. Известна схема процесса, в к-ром поток тросов закрепляется неподвижно, а дублировочный каландр, перемещаясь вдоль потока, обкладывает его резиной, а также процесс обрезинивания потока тросов на экструдерах со специальными головками. [c.153]

Шнек экструдера обычно делится на три зоны загрузки, сжатия и дозирования. В зоне загрузки от бункера до основной части экструдера перемещаются гранулы полимера, наполнителей и добавок. В зоне сжатия полимер расплавляется, смешивается с другими компонентами и сжимается в сплошной однородный поток расплавленной полимерной композиции. Зона дозирования создает равномерную скорость потока расплава полимерного материала для подачи в экструзионную головку. Полиэтилены являются частично кристаллизующимися полимерами с широким температурным интервалом плавления, в особенности если они представляют собой сополимеры или имеют статистические разветвления как, например, ПЭНП или ЛПЭНП. Зона сжатия шнека должна быть широкой. Это область, в которой глубина нарезки уменьшается для увеличения сдвигового воздействия на полимер, что улучшает смешение, увеличивает разогрев от трения и приводит к более однородному распределению тепла в расплаве. Полиэтилены имеют более высокую молекулярную массу, чем другие полимеры, перерабатываемые экструзией, поэтому вязкость расплава приемлемо высока. В по-лиолефинах силы межмолекулярного взаимодействия слабые, и их механические свойства определяются высокой молекулярной массой и регулярностью цепей, обеспечивающей плотную укладку. Кроме усилия, необходимого для экструзии материала, в успешном формовании изделия важную роль играет прочность расплавленных пленок. Из полиолефинов ПП наиболее неудобен для производства пленок из-за относительно низкой прочности расплава. Очень высокая молекулярная масса улучшает формование пленки, но делает процесс экструзии более энергозатратным [10]. [c.25]

Двухчервячные С. выполняются с правой и левой нарезкой червяков, с эксцентриковыми, линзовидными и самоочищающимися трехгранными кулачками и др. Двухчервячный С.-гранулятор представляет собой модификацию двухчервячного экструдера с незацепляю-щимися червяками различной длины, вращающимися с одинаковой скоростью в противоположных направлениях в корпусе, поперечное сечение к-рого напоминает восьмерку. Примерно в средней части червяков располагаются секции с обратной нарезкой, создающей встречное движение материала, в результате чего смесь перемешивается более интенсивно. Т. к. угол подъема вин-. тового канала в зоне встречного потока материала мал, общее поступательное движение его по направлению к гранулирующей головке остается неизменным. С.-гра-нулятор применяется для удаления летучих, напр, из гранулированного каучука, для гомогенизации смесей на основе поливинилхлорида и др. полимеров. [c.213]

Одна из наиболее известных машин первой груп-,пы—смеситель фирмы Франк Иген Коми. ( США), представляющий собой обычный экструдер с присоединенной 1к нему планетарной головкой. Как видно из рис. 47, головка имеет центральную шестерню, закрепленную на червяке. Шестерня зацепляется с серией планетарных колес, кото рые, в 1СВ 0Ю О чередь, входят в зацепление с неподвижным колесом, имеющим (внутреннюю нарезку. Материал, проходя через головку, подвергается значительным дефор1мация м сдвига, направленным перпендикулярно л ам ин ар н о м у потоку материала в винтовом канале червяка. В дополнение к интенсивно му сдвигу, создаваемому этим приспособлением, возникает резко выраженное скольжение металла по металлу и качение зубьев шестерен друг по другу, что очень важно при измельчении твердых частиц. [c.96]

В головке цроисходнт формова ие расплавленного полимера, выходящего из экструдера, в изделие с требуемым пог еречным сечением. Внутри головки проходит канал, селение которого меняется от круглого (с диаметром, разным внутреннему диаметру цилиндра экструдера) на входе до соответствующего профилю изделия на выходе. Л" п оценки картины течения расплава- в таком канале необходимо знать вязкость расплава при соответствующих градиентах скорости и температурах, а также зависимости, связывающие значения вязкости с величинами расхода и давления в различных сечениях канала. Суммируя перепады давления ка отдельных участках канала, можно подсчитать обшцй перепад давления в головке и расход потока. [c.158]

В некоторых случаях при высокой производительности изделие, выходящее из экструдера, имеет грубую и неровную поверхность. Такое явление часто бывает следствием так называемого разрушения потока расплава, которое происходит, когда напряжения сдвига превышают предел прочности материала. Разрушение потока может наблюдаться, например, в головке в месте резкого сужения канала, когда значительно возрастает градиент скорости. Исследования Торделла показали, что разрушение потока происходит при критических напряжениях, величина которых зависит от вязкости расплава, давления в головке и ее геометрических параметров. Чтобы избежать разрушения потока расплава, надо уменьшить производительность экструдера. Следовательно, правильный выбор геометрических параметров внутренних каналов головки имеет существенное значение. Теоретические исследования характера разруше- [c.162]

Офсетные головки соединяют в себе преиму1дества угловых и прямоточных. В них расплав совершает двойной поворот под прямым углом, что позволяет компенсировать неравномерности потока, возникающие в обычных угловых головках при одинарном повороте. При использовании этих головок комплектующее оборудование в большинстве случаев располагается на одной оси с экструдером. Офсетные головки широко применяются для производства труб, где наиболее полно используются их преимущества—отсутствие ребер н легкий до- [c.173]

Более современная головка показана на рис. 86. Отличительная особенность ее — каплеобразное сечение профилирующего канала, расширяющегося в направлении от середины к краям головки и тем самым обеспечивающего плавность и равномерность потока по всей длине головки, а также наличие второго распределительного канала меньшего сечения, который сглаживает неравномерности потока. Кроме того, в корпусе головки имеется специальный канал для подачи охлаждающей воды при остаиовке экструдера, что предотвращает разложение материала во внутренних каналах и губках. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология