Extrudér: čo to je, na čo je určený?

Všeobecné informácie

Extrudér je stroj, ktorý transformuje suroviny vo forme jemných častíc do taveniny určitého tvaru. Ako také častice sa môžu použiť granule, prášok, rôzne pasty alebo šrot.

Proces pozostáva z prechodu suroviny cez špeciálny tvarovací nástroj (extrúzna hlava, zvlákňovacia tryska). Tvar hotového výrobku je určený kalibračným zariadením s určitým prierezom. Závisí to od typu otvoru v formovacom zariadení. Ak ide o štrbinu, výstup bude listový materiál, v prípade prsteňa bude mať výrobok tvar rúrky.

Proces, ktorý sa vyskytuje pri používaní tohto zariadenia, sa nazýva extrúzia. V závislosti od konštrukcie stroja je rozdelená do niekoľkých typov:

• studená modrá lišta, v ktorej je materiál iba mechanický;
• teplé vytláčanie pozostávajúce z mechanických transformácií, ktoré sú sprevádzané tepelným spracovaním;
• Hot formovanie je vysokorýchlostný proces, ktorý zahŕňa použitie vysokých teplôt a tlakov.

aplikácie

Technológia výroby výrobkov pomocou extrúzie našla svoju aplikáciu v nižšie popísaných oblastiach.

• Chemický priemysel. Táto oblasť zahŕňa výrobu polymérových výrobkov (gumy, plastov atď.), Ako aj výrobu feritov. Súčasne sa chemické zloženie použitých surovín nezmení, extrudér je primárne navrhnutý tak, aby získal požadovaný tvar konečného produktu. Nastavenia takéhoto zariadenia sú preto pomerne jednoduché.
• Potravinársky priemysel. Extrudácia sa môže použiť aj pri výrobe potravinárskych výrobkov. Obvykle je to komplexnejší proces ako v predchádzajúcom príklade. Nastavenie zariadenia predpokladá jemnú zmenu teploty, rýchlosti, tlaku, čo vedie k zmenám charakteristík a vlastností pôvodných surovín, napríklad denaturácie proteínov, degradácie sacharidov alebo želatínovania škrobu.

Klasifikácia zariadenia

Svetlo videl prvý extrúder v XIX storočí a dvadsiateho storočia došlo k mnohým úpravám tohto zariadenia. Moderné extrudéry mať niekoľko klasifikácií. Podľa druhu prepravného zariadenia sú rozdelené do nasledujúcich typov:

• jednošroubový;
• twin-skrutka;
• multi-skrutka;
• disc;
• piest;
• kombinovať.

Podľa umiestnenia skrutiek:

• paralelné;
• kužeľovitá.

Podľa frekvencie otáčania:

• normálna;
• vysokorýchlostné.

V smere otáčania:

• spolurežíroval;
• opačne.

Princíp činnosti

Špeciálny nakladač umiestni surovinu do násypky. Túto prácu je možné vykonať aj ručne. V tomto prípade sa granule plnia do násypky. Z bunkra sú tlačené do zóny šneku a odtiaľ - vo valci plastifikácie. Na ceste premiestňovania surovín sa zmiešava homogenita budúcej taveniny a tiež je vystavená vysokým teplotám a tlaku extrudérových prvkov. Na výstupe sa tavením získava viskózna priehľadná hmota, ktorá sa zväčšuje natiahnutím.

Ak je extrudér disk, potom ako dopravné zariadenie používajú dva disky, z ktorých jeden je stacionárny a druhý sa neustále otáča. Suroviny vstupujúce do otvoru statického disku sa zmiešajú a homogenizujú. Zariadenie vybavené takým zariadením je ideálne na výrobu homogénnych zmesí.

Pieskový extrudér je charakterizovaný nízkou produktivitou, preto jeho použitie je obmedzené hlavne výrobou rúr. Princíp práce je pri vytláčaní materiálu piestom, čo dáva konečnému výrobku potrebný tvar.

Pre všetky tieto účely nie je jeden extrudér dosť. Ak chcete vytvoriť hromadnú výrobu a získať kvalitný produkt, musíte použiť ďalšie stroje alebo zariadenia. Všetci spolu vytvoria vytlačenú linku.

Tak je možné získať nielen taveninu, ale aj okamžite ju previesť na hotový výrobok, napríklad na obalovú fóliu, plastové rúrky alebo PVC profil.

Extrúzne zariadenie

Zariadenie tohto zariadenia je to najlepšie vysvetliť na príklade z najjednoduchších typov tohto stroja - single šnekom, tiež známy ako jednošnekové alebo s jediným motorom. Je vybavený jedným šnekom a stroj má jeden zvarový rám, v ktorom je integrovaná vertikálna prevodovka s axiálnym ložiskom.

Špeciálny motor je pripojený k reduktoru cez špeciálnu spojku. Je teda umiestnený pod uzlom plastifikácie. Zahrievanie sa uskutočňuje pomocou funkcie elektrická skrinka, ktorá automaticky reguluje teplotu. Odolnosť proti korózii je zabezpečená nasýtenim prvkov extrudéra dusíkovou parou. Z tohto dôvodu nezabúdajú a sú celkom odolné.

Okrem vyššie uvedeného je k rámu pripojené zariadenie, ktoré umožňuje kontrolu nad výrobným procesom. Ovládajú ich ovládací panel. Vzhľadom na kompaktné rozmery výsledného zariadenia môže byť vrták zasunutý priamo do výstupného hriadeľa reduktora.

Proces odplyňovania

Dôležitou etapou výroby je odplynenie. Surovina spracovaná extrudérom nie je vždy ideálna, obsahuje nečistoty, nadmernú vlhkosť a vzduch. Aby sa zabezpečilo, že kvalita materiálu neklesne v dôsledku nedokonalosti granúl, v stroji sa vykonáva odplyňovací proces. Spočíva v odparení vody, zvyškového rozpúšťadla a monomérov zo suroviny pod vplyvom vysokých teplôt alebo umelo vytvoreného vákua. Spôsob sa uskutočňuje buď skrutkou, ak je v zariadení vybavená iba jedna skrutka, alebo špeciálnou komorou, ak sa vezme do úvahy viaczávitovkový extrudér.

Úloha skrutky

Šnek má niekoľko funkcií, v závislosti od ktorých môže byť valec podmienene rozdelený na niekoľko dôležitých zón:

• V plniacej zóne sa surovina zhutňuje tým, že sa dostane do oblasti skrutky, ale stále zostáva tuhá;
• v plastifikačnej zóne sa pelety tavia, zmiešajú sa a stlačia pod tlakom na ďalšie poháňanie skrutky;
• v dávkovacej zóne sa materiál pozostávajúci zo zmesi tavených granúl s pevnou látkou zmieša až do rovnováhy a vstupuje do tvarovacieho nástroja.

Všetky procesy sa vyskytujú počas ohrevu, ktorého teplota sa môže meniť v závislosti od zóny na zónu. Kvalita výsledného materiálu bude závisieť od podmienok a úplnosti priechodu surovín uvedených etáp.

Výhody jednootáčkových a dvojzávitovkových extrudérov

Hlavnou charakteristikou stroja je počet a typ skrutiek. Najbežnejším typom je extrudér s jedným šnekom. Je ľahko sa udržiavať v porovnaní s inými typmi tohto stroja. Pre jeho prevádzku je potrebný iba jeden operátor, pretože všetky dôležité ovládacie prvky sú lokalizované na jednom mieste. Ak je však stroj súčasťou veľkej vytlačenej linky, môže byť potrebný doplnkový pracovník. Konečný počet operátorov a pracovníkov je určený technológiami a výrobnými cieľmi.

Ďalšou dôležitou výhodou jednosvitového extrudéra je jednoduchosť dopravy. Môže sa prepravovať z jednej výroby do druhej alebo preinštalovať na nové miesto.

Ale niekedy takýto extrudér neumožňuje dosiahnuť požadovanú kvalitu tavenia hotového výrobku a vo výrobe sa používa dvojzávitovkový stroj. Umožňuje lepšiu dopravu surovín vhodných pre hygroskopické granuly. Zariadenie s dvoma skrutkami je často vybavené funkciou samočistenia, ktorá je tiež vhodná na prevádzku.

Úlohy operátora

Moderné stroje sú vybavené všetkými senzormi na nastavenie optimálnych podmienok na získanie vysokokvalitného filmu. Problém prevádzkovateľa je správne nakonfigurovať všetky parametre a udržiavať ich počas celého procesu. Špecifické pracovné podmienky závisia od typu vyrobených materiálov, ale je tu niekoľko kritérií, ktoré sú najdôležitejšie. Budú opísané nižšie.

Regulácia teploty

Prevádzkovateľ musí kontrolovať proces premeny granúl na hotovú taveninu. Z tohto dôvodu sa vykonáva najmä monitorovanie prevádzky tepelnej automatizácie. Systém musí zabezpečiť udržiavanie požadovanej teploty v každej z pracovných zón extrudéra a jeho prvkov, z ktorých najdôležitejšie sú hlava a matrice. Na každom mieste musí zariadenie, ktoré vám umožní doladiť prevádzku stroja a poskytujú dobrú rovnomernosť, tvar a iné vlastnosti materiálu. Ale pre dosiahnutie najlepšieho výsledku potrebujete skúsenosti a zodpovednosť prevádzkovateľa, ktorý dokáže sledovať merania a upravovať ich.

Nastavenie otáčania skrutiek

Šnekový dopravník je dôležitým prvkom pri prevádzke extrudéra. Má mimoriadne dôležitú úlohu pri vstupe stroja do vytláčacej linky, ktorá je určená na výrobu rúr alebo flexibilných obalov. Bariérové ​​dopravníky zvyšujú produktivitu a dosahujú vysokú kvalitu konečného produktu. Ich činnosťou je oddeliť surovinu od hotovej taveniny.

To sa deje pomocou rozdelenia šneku na dve oblasti s použitím dodatočného otočenia. Na začiatku priepustnosti granúl sa z nich odoberá väčšia časť, blízko konca kanálu, roztavený polymér, zvýšenie objemu, zatiaľ čo menej materiálov sa používa na tavenie. Preto sa tieto dve frakcie navzájom nepretínajú, ale len hladko prúdia jeden do druhého.

V závislosti od výrobnej technológie môžu mať šneky iný priemer a rýchlosť. Prevádzkovateľ monitoruje posledný parameter kvôli prevádzke frekvenčných meničov. Čím vyššia je rýchlosť otáčania, tým väčšia je produktivita extrudéra. Tento parameter by sa však mal starostlivo upraviť tak, aby sa neznížila kvalita výrobku. Dokonalé prevodníky nástrojov vám umožňujú rýchlo prejsť z nízkej rýchlosti na vysokú a naopak bez prechodových stupňov.

Zmena priemeru a tvaru

Homogénna tavenina, ktorá je základom budúcnosti produktu prechádza špeciálne otvory. Dajú mu to správny tvar, napríklad krúžky. Obsluha musí nastaviť potrebný priemer tohto prstenca, takže tavenina sa vytvorí trubica stanovených veľkostí. Tento tvar sa môže meniť pod vplyvom stlačeného vzduchu. Tak je možné ventilátor tavenina ešte viac, a môžete poslať ju do medzery medzi valcami na výťahu, ktorý povedie ku kolapsu materiálu a jeho usadzovaniu v dolnej časti stroja v tvare rukáva.

Výsledný materiál môže byť prerezaný z jednej alebo z oboch strán. Použitím špeciálnych nožov je možné výsledný produkt odstrániť po prechode sušenia na malé kúsky.

dôstojnosť

Extrudér má vysokú produktivitu kombinovanú s nízkymi prevádzkovými nákladmi. Pre úplnú prevádzku takéhoto zariadenia nie je potrebný veľký počet pracovníkov údržby a dôkladná znalosť chemických procesov. Je ľahké inštalovať a spustiť. Pri správnom používaní stroj nevyžaduje časté opravy. Možnosť nastavenia rôznych parametrov extrudéra umožňuje získať vysokokvalitné materiály rôznej hrúbky a šírky, ktoré sú pre výrobcu nevyhnutné.