Extruder: какво е това, за какво е предназначен?

Обща информация

Екструдерът е машина, който превръща суровините под формата на фини частици в стопилка с определена форма. Гранули, прах, различни пасти или скрап могат да се използват като такива частици.

Процесът се състои в преминаване на суровината чрез специален формовъчен инструмент (екструзионна глава, дюшек). Формата на крайния продукт се определя от калибриращо устройство с определено напречно сечение. Тя ще зависи от вида на отвора в формовъчното устройство. Ако това е слот, изходът ще бъде листов материал, ако пръстенът, тогава продуктът ще има формата на тръба.

Процесът, който се случва при използването на това оборудване, се нарича екструзия. В зависимост от дизайна на машината тя е разделена на няколко вида:

• студено синьо формоване, при което материалът има само механичен ефект;
• топла екструзия, състояща се от механични трансформации, придружени от топлинна обработка;
• Горещото формоване е високоскоростен процес, включващ използването на високи температури и натиск.

приложения

Технологията на производство на продукти чрез екструзия намери своето приложение в областите, описани по-долу.

• Химическа промишленост. Тази област включва производството на полимерни продукти (каучук, пластмаса и др.), Както и производството на ферити. В същото време химичният състав на използваните суровини остава непроменен, екструдерът е проектиран основно за получаване на желаната форма на крайния продукт. Следователно настройките на такова оборудване са относително прости.
• Хранителна промишленост. Екструзия може да се използва и при производството на хранителни продукти. Обикновено това е по-сложен процес, отколкото в предишния пример. хардуерни настройки обвързва фините промяна на показатели температура, скорост, налягане, в резултат на промени на характеристики и свойства на изходните суровини, например, протеин денатурация, разцепване на въглехидрати или нишесте желатинизация.

Класификация на оборудването

Светлината видя първия екструдер в XIX век, а до XX-то имаше много модификации на това оборудване. Модерни екструдери имат няколко класификации. По вид на транспортното средство те се разделят на следните видове:

• едновинтов;
• с две витла;
• мулти-винт;
• диск;
• бутало;
• комбинирани.

По местоположение на винтове:

• паралелно;
• конична.

По честота на въртене:

• нормално;
• с висока скорост.

В посока на въртене:

• ко-насочена;
• противоположно.

Принцип на действие

Специален товарач поставя суровината в бункера на машината. Тази работа може да се извърши и ръчно. В този случай гранулите се пълнят в бункера. От бункера те се вкарват в зоната на шнека и оттам - в цилиндъра за пластифициране. По пътя на преместване на суровините се смесват за еднаквостта на бъдещата стопилка и също така е изложена на високи температури и налягане на екструдера. На изхода, чрез топене, се получава вискозна прозрачна маса, увеличена по обем чрез разтягане.

Ако екструдерът е диск, тогава като транспортно устройство се използват два диска, единият от които е неподвижен, а другият непрекъснато се върти. Суровините, влизащи в отвора на статичния диск, се смесват и хомогенизират. Оборудването, оборудвано с такова устройство, е идеално за направата на хомогенни смеси.

Буталният екструдер се характеризира с ниска производителност, поради което използването му е ограничено главно от производството на тръби. Принципът на работа е при екструзията на материала от буталото, което дава на готовия продукт необходимата форма.

За всички тези цели един екструдер не е достатъчен. За да установите масово производство и да получите качествен продукт, трябва да използвате допълнителни машини или устройства. Всички заедно ще оформят линия за екструдиране.

По този начин е възможно да се получи не само стопилка, но и веднага да се превърне в готов продукт, например опаковъчен филм, пластмасови тръби или PVC профил.

Екструдер устройство

Устройството на такова оборудване е най-удобно обяснено с примера на най-простите от видовете на тази машина - едновинтов екструдер, наречен също екструдер с едно винто или едновинтов екструдер. Той е оборудван с един шнек и машината има една заварена рамка, в която е интегрирана вертикална скоростна кутия с опорен лагер.

Специален двигател е свързан към редуктора чрез специален съединител. По този начин се намира под възел на пластифициране. Нагряването става с помощта на електрически шкаф, който автоматично регулира температурата. Корозионната устойчивост се осигурява чрез насищане на екструдера с азотна пара. Поради това те не се провалят и са доста издръжливи.

В допълнение към горното, към рамката е свързано устройство, което позволява контрол върху производствения процес. Те се контролират от операторския панел. Благодарение на компактните размери на полученото устройство, шнекът може да бъде вкаран директно в изходящия вал на редуктора.

Процес на дегазация

Важен етап от производството е дегазирането. Суровината, която се обработва от екструдера, не винаги е идеална, тя съдържа примеси, прекомерна влага и въздух. За да се гарантира, че качеството на материала не намалява поради несъвършенството на гранулите, процесът на дегазация се извършва в машината. Състои се от изпаряване на водата, остатъчен разтворител и мономери от суровината под въздействието на високи температури или изкуствено създаден вакуум. Процесът се извършва или чрез винт, ако е предвиден само един винт в оборудването, или от специална камера, ако се има предвид многов винтов екструдер.

Ролята на винта

Шнекът има няколко функции, в зависимост от които цилиндърът може условно да бъде разделен на няколко важни зони:

• В захранващата зона суровината се уплътнява чрез навлизане в областта на винта, но тя все още остава твърда;
• в зоната на пластифициране, пелетите се разтопяват, размесват се и се пресоват под налягане, за да се задвижи по-нататък винта;
• в зоната на дозиране, материалът, състоящ се от смес от разтопяващи се гранули и твърдо вещество, се смесва до равномерно и влиза в формиращия инструмент.

Всички процеси протичат по време на нагряване, чиято температура може да варира от зона до зона. Качеството на получения материал ще зависи от условията и пълнотата на преминаването на суровините от изброените етапи.

Предимства на екструдерите с едно и две винтове

Основната характеристика на машината е броят и видът на винтовете. Най-често срещаният тип е един винтов екструдер. Лесно е да се поддържа в сравнение с други видове на тази машина. За работата му е необходим само един оператор, тъй като всички важни контроли са локализирани на едно място. Но ако машината е част от голяма линия за екструдиране, може да е необходим допълнителен работник. Крайният брой оператори и работници се определя от технологичните и производствените цели.

Друго важно предимство на един винтов екструдер е лекотата на транспортиране. Може да се транспортира от едно производство в друго или да се преинсталира на ново място.

Но понякога такъв екструдер не позволява да се получи необходимото качество на топене на крайния продукт и в производството се използва машина с двойни винтове. Тя позволява по-добър транспорт на суровини, подходящи за хигроскопични гранули. Често оборудването с два винта има самопочистваща функция, която също е удобна за работа.

Задачи на оператора

Съвременните машини са оборудвани с всички сензори, за да настроят оптималните условия за получаване на висококачествен филм. Проблемът на оператора обаче е да конфигурирате правилно всички параметри и да ги поддържате през целия процес. Специфичните условия на труд зависят от вида на произвежданите материали, но има няколко критерия, които са най-важни. Те ще бъдат описани по-долу.

Контрол на температурата

Операторът трябва да контролира процеса на превръщане на гранулите в готова стопилка. За тази цел по-специално се извършва мониторинг на работата на термичната автоматизация. Системата трябва да осигури поддържането на необходимата температура както във всяка от работните зони на екструдера, така и в елементите му, най-важните от които са главата и дюзите. Всеки сайт има свое собствено устройство, което ви позволява да настроите фино работата на машината и да получите най-добрия материал по отношение на еднородност, форма и други характеристики. Но за най-добър резултат, се нуждаете от опита и отговорността на оператора, който може да следи показанията на инструментите и да ги коригира.

Регулиране на въртенето на винта

Шнекът е важен елемент в работата на екструдера. Той играе особено важна роля, когато машината навлезе в екструзионната линия, предназначена за производство на тръби или гъвкави опаковки. Бариерите шнекове увеличават производителността и постигат високо качество на крайния продукт. Тяхното действие е да отделят суровината от готовата стопилка.

Това става чрез разделяне на шнека на две области, като се използва допълнителният завой, вграден в него. В началото на линията на преминаване на гранулите се отделя по-голямо отделение от тях, близо до края на канала, разтопен полимер, увеличаване на обема, докато по-малко материал се използва за недостатъчно топене. По този начин тези две фракции не се пресичат помежду си, но само гладко текат един в друг.

В зависимост от технологията на производство шнековете могат да имат различен диаметър и скорост. Операторът следи последния параметър поради работата на честотните преобразуватели. Колкото по-висока е скоростта на въртене, толкова по-голяма е производителността на екструдера. Този параметър обаче трябва внимателно да се регулира така, че да не се намалява качеството на продукта. Перфектните преобразуватели на инструменти ви позволяват бързо да преминете от ниски скорости към високи и обратно, без междинни етапи.

Промяна на диаметъра и формата

Хомогенната стопилка, която е в основата на бъдещия продукт, преминава през специални дупки. Те му дават правилната форма, например пръстени. Операторът трябва да определи необходимото диаметър на този пръстен, така че стопилката да образуват тръбата на определени размери. Тази форма може да се промени под въздействието на сгъстен въздух. Така, че е възможно да се фен на стопилката още повече, и можете да го изпратите на пропастта между ролките на асансьора, който ще доведе до колапс на материала и разселването му в долната част на машината под формата на гилза.

Полученият материал може да бъде изрязан от едната или от двете страни чрез сгъване. С използването на специални ножове е възможно да се изреже получения продукт след преминаване на процеса на сушене на малки парчета.

достойнство

Екструдерът има високо ниво на производителност, комбинирано с ниски експлоатационни разходи. За пълната експлоатация на такова оборудване не е необходим голям брой персонал по поддръжката и задълбочено познаване на химичните процеси. Лесно се инсталира и работи. Когато се използва правилно, машината не изисква чести ремонти. Възможността за настройка на различни параметри на екструдера позволява получаването на висококачествени материали с различна дебелина и широчина, което е необходимо на производителя.