Руководство по экструдерам с двойным винтом для обработки полимеров

Идентификатор отчета:Укажите, где вы находитесь.

Дата:27 октября 2024 года

Подготовлено:Экспертная группа по экструзии полимерных материалов

Резюме

В данном техническом докладе представлены профессиональные рекомендации для предприятий по переработке полимеров относительно выбора экструдеров с двумя винтами.экструдеры с двумя винтами напрямую влияют на качество продукцииВ докладе представлен глубокий анализ коротационных и контрротационных экструдеров с двумя винтами, изучение их принципов работы, характеристик,преимущества, ограничения и области применения.В докладе предлагаются рекомендации по выбору и перспективы будущего развития, чтобы помочь предприятиям оптимизировать производственные процессы и повысить конкурентоспособность на рынке..

Ключевые слова

Экструдер с двумя винтами, совместно вращающийся, противовращающийся, полимерные материалы, пластификация, комбинирование, модификация наполнителя, экструзия профиля, соединение кабеля, обработка ПВХ, руководство по выбору,технологические инновации

1Введение.

Полимерные материалы, также известные как макромолекулярные материалы, составляют важнейшие компоненты современной промышленности с широкими применениями в пластмассах, резине, волокнах, покрытиях и клеевых веществах.Среди различных методов обработки полимеров, экструзионное литье остается наиболее широко используемым методом, включающим пластификацию и плавление полимерных материалов под теплом и давлением посредством вращения винта,с последующим формированием через штампы для формирования непрерывных профилей или изделий.

Экструдеры служат основным оборудованием в процессах экструзии, а их производительность напрямую определяет качество продукции, эффективность производства и экономическую эффективность.экструдеры классифицируются на одновинтовые и двухвинтовые вариантыПо сравнению с одношрубовыми экструдерами, экструдерами с двумя шрубами демонстрируются превосходные возможности смешивания, транспортировки и обезгазирования, лучше отвечающие сложным требованиям обработки полимеров.

Двойные винтовые экструдеры далее подразделяются на конфигурации с совместным вращением и контрвращением на основе направления вращения винта.Эти конфигурации имеют значительные различия в принципах работы.Выбор подходящей конфигурации экструдера с двумя винтами имеет решающее значение для повышения эффективности производства, обеспечения качества продукции,и снижение операционных затрат.

2Основные принципы двухвинтовых экструдеров

Экструдеры с двойными витками используют два параллельных винта, вращающихся внутри бочки, для нагревания, давления и смешивания полимерных материалов, прежде чем экструдировать их через штампы, чтобы сформировать желаемую форму.Рабочий процесс включает в себя несколько этапов:

• Стадия кормления:Полимерные материалы поступают в экструдер через хоппер и переносятся в бочку путем вращения винта.
• Стадия транспортировки:Постоянное вращение винта продвигает материал, обеспечивая предварительное нагревание и уплотнение.
• Стадия пластификации:Нагрев ствола и винтовая стрижка постепенно расплавляют и пластифицируют материал в однородное плавление.
• Стадия смешивания:Специальные винтовые конструкции тщательно смешивают и рассеивают расплав для равномерного распределения компонентов.
• Стадия измерения:Измерительная секция точно контролирует скорость потока плавления, чтобы обеспечить стабильную производительность.
• Стадия экструзии:Раствор проходит через штампы, чтобы сформировать конечные продукты.

3. Сортирующие экструдеры с двумя винтами

3.1 Принцип работы

экструдеры с двумя винтовыми винтами, имеющие винты, вращающиеся в том же направлении (в сторону часовых механизмов или против часовых механизмов),создание непрерывного и равномерного потока материала между винтами для эффективного смешивания и пластификацииЗона перемешивания образует канал в форме буквы "С", где материал подвергается интенсивному сдвигу и удлинению, способствуя дисперсии.Идентичное направление вращения приводит к относительно короткому времени пребывания материала, что способствует эффективности производства.

3.2 Характеристики и преимущества

• Высокая эффективность смешивания:Интенсивное сдвижение и удлинение в зоне перемешивания облегчают тщательное смешивание,что делает экструдеры с совместным вращением идеальными для применений, требующих интенсивного смешивания и равномерной дисперсии, таких как комбинирование, модификация наполнителя и окраска.
• Отличная пластификация:Эффективная передача тепла быстро пластифицирует материалы, в то время как более короткое время пребывания предотвращает тепловое разрушение.
• Высокая производительность:Гладкий поток материала позволяет быстрое экструзирование, с большим диаметром винта и более высокими скоростями, еще больше увеличивая мощность.
• Легко очищается:Простая конструкция винта позволяет быстро демонтировать и очищать, минимизируя время простоя.
• Модульная конструкция:Гибкие конфигурации винта и ствола адаптируются к различным потребностям производства.

3.3 Ограничения

• Относительно слабая способность к транспортировке для материалов с высокой вязкостью
• Более высокое потребление энергии из-за требуемых скоростей смешивания
• Уменьшенная адаптивность материалов для теплочувствительных или легко разлагаемых полимеров

3.4 Области применения

Коротационные экструдеры превосходят в:

• Полимерные соединения:Смешивание нескольких полимеров для улучшения таких свойств, как прочность, жесткость и теплостойкость (например, смеси PP / EPR для улучшения прочности удара, смеси PC / ABS для лучшей обработки).
• Изменение наполнителя:Включение наполнителей (карбонат кальция, тальк) для снижения затрат или изменения свойств при предотвращении агломерации (например, CaCO3 в PVC, тальк в PP).
• Окраска:Равномерная дисперсия пигментов/красителей для обеспечения постоянного окрашивания (например, TiO2 в PE, углеродный черный в PP).
• Реактивная экструзия:Проведение реакций полимеризации, перекрестного соединения или деградации во время экструзии (например, деградация ПП для улучшения потока, перекрестное соединение ПЭ для повышения тепловой стабильности).
• Экструзия пищевых продуктов:Производство расширенных закусок и кормов для домашних животных путем смешивания, нагревания и формирования.

4Противокружительные экструдеры с двумя винтами

4.1 Принцип работы

Контр-ротационные экструдеры имеют винты, вращающиеся в противоположных направлениях, создавая сильную зону сжатия для повышенной пластификации и транспортировки.Зона перемешивания образует канал в форме буквы "D", где материал подвергается интенсивному сжатию и сдвигу, с более длительным временем пребывания, улучшая пластификацию.

4.2 Характеристики и преимущества

• Высококачественная транспортировка:Сильное толкающее действие обрабатывает материалы с высокой вязкостью и приложения под высоким давлением.
• Отличная пластификация:Интенсивное сжатие и сдвиг обеспечивают полное таяние.
• Стабильное давление:Минимальные колебания давления позволяют точно контролировать размеры.
• Идеально подходит для ПВХ:Эффективно обрабатывает высокую вязкость и низкую тепловую устойчивость ПВХ.

4.3 Ограничения

• Относительно низкая эффективность смешивания, требующая вспомогательных смешивающих устройств
• Более высокое потребление энергии для преодоления трения между винтами
• Более строгие требования к тепловой стабильности из-за вырабатываемого тепла

4.4 Области применения

Экструдеры с обратным вращением специализируются на:

• Экструзия профиля:Производство профилей окон/двер, труб и листов с точностью измерений.
• Соединения для кабелей:Формирование единообразных изоляционных и облицовочных слоев.
• Экструзия листов:Производство упаковки и декоративных листов с постоянной толщиной.
• Обработка ПВХ:Экструзирование труб, профилей, листов и пленок из ПВХ, требующих точного теплового контроля.

5. Сравнение показателей

6Ключевые факторы отбора

Выбор между конфигурациями совместного вращения и контрвращения требует всесторонней оценки:

Материальные свойства

• Вязкость:Противокружение превосходит материалы с высокой вязкостью; совместное вращение подходит для применения при смешивании с низкой вязкостью.
• Тепловая устойчивость:Совместное вращение приводит к сокращению времени пребывания теплочувствительных материалов.
• Характеристики потока:Контр-ротационная принудительная транспортировка обрабатывает материалы с плохим потоком.
• Состав:Интенсивное смешивание ко-ротации подходит для многокомпонентных систем.

Требования к продукту

• Точность измерений:Устойчивое давление контр-ротации обеспечивает точность.
• Качество поверхности:Эффективная пластификация определяет поверхность.
• Механические свойства:Тщательное смешивание повышает силу и выносливость.
• Однородность цвета:Совместное вращение обеспечивает превосходную цветовую дисперсию.

Учитывание производства

• Требования к выходу:Большие объемы производства требуют надежных экструдеров большой мощности.
• Уровень автоматизации:Усовершенствованные системы управления уменьшают потребность в рабочей силе.
• Диаграмма линии:Размеры оборудования и установка должны соответствовать производственному пространству.

Экономические факторы

• Первоначальная инвестиция:Сбалансировать потребности в производительности с бюджетными ограничениями.
• Операционные расходы:Рассмотрим требования к энергоэффективности и техническому обслуживанию.
• Запчасти:Оценить доступность и цены на запасные компоненты.

Оценка поставщика

Выбирайте авторитетных поставщиков с сильной технической поддержкой и сервисными возможностями.

7Технологические инновации

Недавние достижения в технологии экструдеров с двумя винтами включают:

Оптимизация конструкции винта

• Новые геометрии (сегрегация, барьер, смешивающие винты)
• Винты с изменяемым уклоном для регулируемой транспортировки/сжатия
• С регулируемыми винтами для гибких конфигураций

Усовершенствования системы управления

• Автоматизация на базе ПЛК
• Интерфейсы с сенсорным экраном
• Мониторинг параметров в режиме реального времени

Энергоэффективность

• Высокоэффективные двигатели
• Интеллектуальный контроль температуры
• Системы восстановления тепла

Умное производство

• Дистанционное наблюдение с использованием Интернета вещей
• Диагностика неисправностей с помощью ИИ
• Системы управления самооптимизирующимися

8. Исследования случаев

8.1 Выбор линии полимерного комбинирования

Сценарий:Производителю пластмасс потребовалась линия для высокопрочных соединений ПП для автомобильных компонентов.

Анализ:Смесь ПП и каучука требовала интенсивного смешивания для равномерной дисперсии, чтобы достичь требуемых механических свойств при годовой мощности 5000 тонн.

Рекомендация:Коротационный экструдер с точным контролем температуры был выбран за его превосходную способность к смешиванию и тепловое управление.

8.2 Производство соединений для кабелей из ПВХ

Сценарий:Производителю кабелей необходимо оборудование для изоляции/обшивки из ПВХ с годовой производительностью 10 000 тонн.

Анализ:Из-за высокой вязкости и тепловой чувствительности ПВХ требуется сильная конвейерная способность и точное регулирование температуры.

Рекомендация:Противоподвижная экструдерная установка была выбрана из-за ее пропускной способности и стабильной обработки ПВХ.

9Заключения и рекомендации

Коротационные и контрротационные экструдеры с двумя винтами имеют различные применения:

• Коротация:Предпочтительно для материалов с низкой вязкостью, требующих интенсивного смешивания (соединение, модификация наполнителя, окрашивание).
• Контрротация:Идеально подходит для материалов с высокой вязкостью, требующих сильной транспортировки (профили, кабели, ПВХ).

Выбор требует сбалансированного рассмотрения свойств материала, спецификаций продукции, масштаба производства и экономических факторов при одновременном использовании технологического прогресса.

10. Перспективы на будущее

Разработка экструдеров с двумя винтами будет сосредоточена на:

• Улучшенная производительность:Улучшенное смешивание, пластификация и транспортировка для передовых материалов.
• Умное производство:Интеграция с технологиями промышленности 4.0 для прогнозного обслуживания и оптимизации.
• Устойчивость:Энергоэффективные конструкции и экологически чистые материалы.
• Модульность:Гибкие конфигурации для различных производственных потребностей.