Зона дозирования экструдера

Длина зоны дозирования экструдера должна быть около 8— 10 О (О — диаметр шнека), чтобы обеспечить высокое давление и выравнивание температуры расплава по сечению. При увеличении длины шнека также улучшается перемешивание расплава и повышается гомогенизация. Температура выходящего расплава задается несколько выше, чем при производстве труб и зависит от марки полимера. Рассчитывают температуру с использованием реологической номограммы (см. рис. 5.48). [c.158]

Высокоскоростные червяки. Применение таких червяков позволяет увеличить производительность экструдера в 2—3 раза по сравнению с использованием обычных червяков. Частоты вращения в этом случае составляют 250—2500 об/мин, а скорость на поверхности червяка доходит до 6 м/с. Отнощение L/D составляет не более 12 D, а длина зоны дозирования — приблизительно 20 D. Во время работы экструдера в цилиндре находится очень небольшое количество полимера, а зона загрузки только частично заполнена полимером. [c.188]

В процессе экструзии большое значение имеет поперечное сечение шнека и степень сжатия. Обычно отношение длины шнека к диаметру (L/D) варьируется от 15/1 до 33/1 [27, 28]. На рынке доступны шнеки разных конструкций. Степень сжатия — это отношение объема канала одного прохода шнека в зоне загрузки к объему канала в зоне дозирования. Для экструзии пленок рекомендуется степень сжатия примерно 4 1. Большая сила сжатия дает высокий внутренний нагрев, хорошее перемешивание смеси и отвод воздуха, захваченного расплавом. Диаметр материального цилиндра экструдера определяется, прежде всего, требуемой производительностью. Зная скорость двигателя и редукционное отношение данного экструдера, можно определить максимальную частоту вращения шнека (число об/мин). После этого можно рассчитать пропускную способность (производительность), Т, экструдера любого размера [c.61]

Рис. 1. Зоны червяка одночервячного экструдера и схема распределения давлений Р и темп-р Т 1(1) — зона питания, 2(11) зона пластикации, з(111) — зона дозирования 1,3 — распределение давления и темп-ры при отрицательном перепаде давления в зоне дозирования г,4 — то же при положительном перепаде давления в этой зоне.

Вязкое уплотнение. Вертикальные экструдеры, в которых питающая зона червяка выступает наверх в загрузочный бункер и привод которых связан с зоной дозирования червяка в нижней части, имеют много преимуществ (например, эффективное питание и высокий коэффициент использования крутящего момента). Однако при этом возникают проблемы, связанные с высоким давлением расплава у нижнего конца червяка, который одновременно играет роль приводного вала. Вал вращается в подшипниках скольжения. В зазоре между валом и подшипником может происходить утечка полимера. Одним из способов уменьшения или полного устранения утечки является нарезка на валу витков обратной резьбы, которая возвращает поступающий в зазор расплав обратно в экструдер в зону высокого давления. Этот способ уплотнения зазора в подшипнике скольжения называется вязким динамически уплотнением. Такую конструкцию можно представить в виде двух экструдеров, соединенных голова к голове . Главный экструдер имеет определенную пропускную способность и создает давление Р в то же время динамическое [c.458]

Червяки с вакуумным отсосом. Для облегчения удаления влаги и других летучих продуктов из полиамидов по мере поступления материала нз загрузочного бункера в канал червяка иногда используют цилиндры с отводными каналами. Такая конструкция цилиндра представлена на рис. 4.7 [7]. Для удаления летучих в таких экструдерах устраивается зона низкого давления. Однако при этом необходимо соблюдение соответствующего баланса между зонами червяка — дозирующей и низкого давления — для предотвращения забивания отводного канала, которое наблюдается в тех случаях, когда пропускная способность зоны низкого давления выше, чем зоны дозирования. [c.187]

Материал циркулирует в канале, двигаясь вниз у набегающей на него стенке, затем пересекает канал у червяка, поднимаясь вверх у противоположной стенки и вновь пересекает канал, но уже у поверхности цилиндра. Это движение не происходит по замкнутой линии. В целом материал перемещается по траектории, напоминающей скрученную спиралью веревку, уложенную в канале червяка. Перемещение полимера в зоне загрузки и в зоне дозирования является основой для теоретического анализа работы экструдера. [c.119]

Очевидно, что объемный расход материала в любой зоне червяка постоянен. Поскольку для нормальной работы экструдера необходимо, чтобы расплав, поступающий к рабочему инструменту (к головке), имел заданную однородную по сечению температуру, время пребывания расплава в зоне дозирования должно быть достаточно для его прогрева и гомогенизации. [c.205]

Взаимосвязь отдельных этапов процесса экструзии показывает, что для анализа процесса надо рассматривать совокупность всех фаз процесса. При таком анализе следует иметь в виду, что основным фактором, управляющим взаимодействием отдельных фаз процесса, является постоянство материального расхода полимера для любого сечения червяка. Поскольку объемная производительность экструдера определяется работой зоны дозирования, рассмотрим прежде всего методы математического описания работы этой зоны. [c.205]

Раснределение давления в зонах пластикации и дозирования зависит от геометрич. характеристик канала червяка. Если глубина канала в зоне пластикации меньше, чем в зоне питания, то давление в конце зоны дозирования м. б. выше или ниже, чем в ее начале (возникает соответственно положительный или отрицательный перепад давления). С увеличением положительного перепада (противодавления) производительность экструдера уменьшается, но усиливается разогрев материала и повышается степень его гомогенизации. При нек-ром предельном значении противодавления поступательное движение расплава вообще прекращается. С ростом отрицательного перепада давления производительность экструдера увеличивается, а разогрев материала и степень его гомогенизации уменьшаются. При неизменных шаге и глубине винтового капала червяка общая объемная производительность экструдера онределяется производительностью зон питания и пластикации, поскольку расход материала (по массе) в любом сечении червяка одинаков, В этом случае противодавление повышают, устанавливая на выходе материала из канала червяка дополнительное сопротивление, напр, решетку с пакетом мелких сеток. [c.467]

Описанный метод расчета давления на выходе из червяка основан на предположении, что сечение винтового канала по всей длине зоны дозирования неизменно. На самом деле это условие почти никогда не выполняется. В особенности это касается предположения о постоянстве глубины зоны дозирования. В большинстве случаев червяки современных экструдеров состоят из двух участков с резко различной глубиной винтового канала, соединенных ступенью сжатия — коротким участком с переменной глубиной винтового канала длиной от половины до одного шага. [c.244]

Некоторые экструдеры оснащаются червяком с ярко выраженной зоной плавления, представляющей собой участок червяка с коническим сердечником, располагающийся между зоной питания и зоной дозирования. [c.245]

Результаты расчета показывают, что максимальная производительность экструдера в выбранном температурном режиме не может превышать 120 кг/ч, так как при этом зона плавления занимает почти весь червяк (зона дозирования оказывается равна одному шагу). Фактическая производительность, определяемая положением рабочих точек, составляет 33—98 кг/ч (в зависимости от выбранной скорости вращения червяка). [c.307]

Используя аналогию между работой экструдера и процессом заполнения резервуара со сливом и подачей, Кирби строит динамическую модель экструзии, в которой изменение условий входа приводит к изменению соотношения между длиной зоны загрузки и длиной зоны дозирования. Это изменение приводит, в свою очередь, к изменению основных параметров процесса производительности, давления и температуры. Общим недостатком, присущим сформулированному Кирби подходу, является использование изотермической модели экструзии. Ниже будет приведено более строгое рассмотрение, использующее политропическую модель экструзии. [c.321]

В начале зоны температура расплава равна температуре плавления. Продвигаясь в зоне дозирования, полимер продолжает разогреваться как за счет подвода тепла извне, так и за счет тепла, выделяющегося вследствие интенсивной деформации сдвига. Одновременно идет процесс гомогенизации расплава. Происходит окончательное расплавление мелких включений и выравнивание температурного поля. Для нормальной работы экструдера необходимо, чтобы расплав, поступающий к рабочему инструменту (к головке), имел заданную, однородную по сечению температуру. Поэтому время пребывания расплава в зоне дозирования должно быть достаточно для его прогрева и гомогенизации. [c.241]

Осевое усилие, возникающее в зоне дозирования. При работе экструдера червяк нагружается осевым усилием от продольного и поперечного градиентов давления. Действующее на червяк осевое усилие Т складывается из двух компонент — силы Тр, действующей на торец червяка и численно равной произведению давления на выходе из червяка Яг на лобовую площадь сечения червяка, и силы Ti, действующей на толкающую стенку червяка и равной произведению перепада давлений на стенке на общую площадь стенки [c.296]

Нормальная работа экструдера возможна только в том случае, если канал червяка в пределах зоны дегазации заполнен не целиком. Это достигается либо установкой специальных дросселирующих приспособлений на входе в зону дегазации, либо соответствующим подбором геометрических характеристик первой и второй зон дозирования, обеспечивающим превыщение производительности второй напорной зоны дозирования над производительностью первой. Обычно это достигается увеличением глубины канала напорной зоны по сравнению с глубиной канала первой, питающей, зоны дозирования. [c.313]

Математическая модель дегазационного экструдера состоит из трех частей а) модели первой зоны дозирования, по существу ничем не отличающейся от описанной выше модели обычного пласти-цирующего экструдера, работающего в режиме открытого выхода б) модели второй зоны дозирования, представляющей собой описание работы винтового насоса, эффективная длина которого (длина заполненного участка червяка) определяется давлением на выходе в) модели движения расплава в частично заполненном канале на участке зоны дегазации. [c.313]

Л —зона дозирования, Б —зона сжатия, В —зона увеличения объема. Полученная в экструдере масса дозирующим насосом подается к фильере, имеющей от 16 до 32 отверстий. На рис. 4.25 представлен разрез фильеры. Отличительной особенностью этой фильеры с капиллярами в отверстиях (на рисунке не показаны) является наличие в центре трубки Вентури. [c.153]

В пластицирующем экструдере можно выделить два самостоятель ные участка транспортировки. Первый участок расположен непо средственно за областью плавления здесь можно применять модели описанные в предыдущем разделе, без какой-либо модификации Кроме того, транспортировка расплава происходит в слое расплава который граничит с твердой пробкой. На этом участке ширина слоя по мере продвижения по каналу увеличивается. Более того, непрерывно увеличивается также и массовый расход находящегося перед толкающей стенкой расплава в результате притока расплава из пленки. Обе эти величины, а также средняя температура пленки расплава могут быть рассчитаны на основании модели плавления. Следовательно, модель движения расплава в зоне дозирования можно использовать для приблизительного расчета локального градиента давления и изменения температуры в пределах малых шагов расчета, используя средние значения локального расхода и локальную ширину слоя расплава [2, 27]. На рис. 12.20 представлены результаты таких расчетов. При этом предполагают, что процесс плавления оказывает сильное влияние на процесс нагнетания расплава, а возможное влияние последнего на плавление пренебрежимо мало. В действительности расплав, находящийся перед пробкой, сжимает ее и создает на ее поверхности тангенциальные напряжения, которые наряду с вязким трением в пленке расплава и силами трения, действующими у сердечника червяка и винтового канала, определяют распределение напряжений в твердой пробке передней стенки. Попытки такого анализа взаимодействия двух фаз, которые в принципе могут позволить прогнозировать деформационное поведение пробки, ее ускорение и разрушения, можно найти в работах [13, 28]. [c.452]

Изложенная выше упрощенная теория процесса экструзии основывалась на допущении, что перерабатываемый материал — жидкость с известной вязкостью. Следовательно, эта теория отражает экструзию пластмасс только в виде расплава. Она применима к зоне дозирования червячного экструдера и с определенной степенью точности позволяет оценить основные параметры его работы. [c.44]

VIII, 8. Рабочая характеристика зоны дозирования экструдера--271 [c.5]

VIII. 8. РАБОЧАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ ДОЗИРОВАНИЯ ЭКСТРУДЕРА [c.271]

Использование этого уравнения ограничено теми же условиями, что и уравнения производительности (20), т. е. уравнение (41) может быть применено только к экструдеру для ранлава, в котором движется ньютоновская жидкость, а следовательно, оно дает только примерный расход мощности в зоне дозирования экструдера. Тем не менее из уравнения (41) видно, какое влияние оказывает на расход мощности изменение любой из характеристик червяка. Последний член в уравнении (41) является наибольшим, поэтому малейшее изменение зазора б между червяком и втулкой цилиндра вызывает значительное изменение потребляемой мощности. Из рассмотрения первого члена видно, что чем глубже нарезка червяка Л, тем меньше энергии потребуется для его вращения. Применение червяка с большей степенью сжатия влечет за собой установку более мощного мотора. [c.55]

Профиль пробки в червячных экструдерах. Определите профиль пробки и продолжительность плавления ПЭНП, перерабатываемого в экструдере с одно-заходным червяком диаметром 6,35 см (шаг диаметральный), имеющим следующие характеристики, при следующих условиях зона питания состоит из 3,5 витка глубиной 1,27 зона сжатия с постоянной величиной конусности и сердечника состоит из 12 витков зона дозирования состоит из 12 витков глубиной 0,318 см ширина гребня витка 0,635 см зазор между гребнем витка и поверхностью цилиндра незначителен. Параметры процесса частота вращения червяка 82 об/мин, температура цилиндра 150 °С, производительность 54,4 кг/ч. Используйте показатели физических свойств полимера из Примера 12.3 и предположите, что плавление начинается за один виток до конца зоны питания. Отвепг. В конце зоны питания XlW = 0,905, в конце зоны сжатия XlW = 0,023.) [c.459]

Так, была рассмотрена проблема транспортировки расплавов полимеров в од-ношнековых экструдерах с учетом влияния утечек через зазор и получено аналитическое выражение для расчета производительности зоны дозирования с учетом утечек [c.639]

VIII. 3. Основные уравнения движения расплава в зоне дозирования червяка экструдера. Постановка задачи--242 [c.5]

VIII. 3. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ РАСПЛАВА В ЗОНЕ ДОЗИРОВАНИЯ ЧЕРВЯКА ЭКСТРУДЕРА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ [c.242]

Уравнения (VIII. 121) —(VIII. 211) представляют, по-существу, математическую модель экструдера, работающего в политропическом режиме. Основная особенность этих уравнений состоит в том, что они учитывают не только аномалию вязкости и разогрев расплава, но также и изменение длины зон дозирования, плавления и питания в зависимости от объемного расхода и заданного температурного режима. [c.300]

Дегазационные экструдеры отличаются от обычных экструдеров тем, что в их корпусе делаются специальные отверстия, через которые из расплава удаляются растворенные в нем газы (пары воды или низкомолекулярных фракций, захваченный с гранулами воздух и т. д.). Конструкцию червяка и параметры режима выбирают таким образом, чтобы давление расплава у этих отверстий снижалось до атмосферного. Для этого в дегазационных червяках вводят две дополнительные зоны (рис. VIII. 34) зону разрежения, глубина которой обычно в 2—3 раза превышает глубину первой зоны дозирования, и вторую зону дозирования. Необходимость введения этих двух дополнительных зон заставляет увеличивать длину червяка, которая обычно составляет 25—30 D [90]. [c.312]

Рис VIII. 35. Внешние характеристики напорной зоны дозирования дегазационного экструдера и определение рабочей точки [c.314]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология