Чтобы понять, как работают экструдеры, рассмотрим хорошо известные мясорубки. Принцип работы этих устройств практически идентичен. Экструдер — это электромеханическая машина, состоящая из нескольких основных узлов.
Экструдер. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
Экструдеры — это машины, используемые для производства удлиненных изделий из пластика или текучих материалов. Машина экструдирует материал, загруженный под высоким давлением, возможно, с предварительным нагревом, через тонкое отверстие. Это сжимает материал. Эти машины имеют широкий спектр применения в различных областях производства
- Корм для домашних животных.
- Шоколадные плитки.
- Макаронные изделия.
- Кабели для 3D-принтеров.
- Пластиковые трубопроводы.
- ПВХ профили.
- Полиэтиленовая пленка.
- Топливные брикеты.
Экструдерное оборудование встречается повсеместно. Они необходимы для производства гранулированного корма, макаронных изделий и удлиненных полых пластиковых изделий. Системы, используемые в некоторых приложениях, немного отличаются технически, но работают по одним и тем же принципам.
Типы экструдеров в соответствии с принципами их работы
По принципу действия экструдеры можно разделить на три типа.
Наиболее распространены шнековые экструдеры. Он работает по принципу мясорубки. Он содержит вращающийся шнек с катушкой, который удерживает подаваемый материал и выдавливает его через тонкое отверстие. В результате масса сжимается и затвердевает. Под воздействием создаваемого давления температура исходного материала повышается, что увеличивает эффективность сварки детали. Эти типы являются наименее дорогостоящими по сравнению с другими типами. В дополнение к одношнековым конструкциям предлагаются также двухшнековые экструдеры. Они создают еще более эффективное уплотнение, но и стоят дороже. Такое оборудование широко используется в производстве кормов для животных и различных продуктов пищевой промышленности.
Поршневые экструдеры, в отличие от шнековых, точно дозируют материал перед формованием. Такое оборудование используется для переработки резины и пластмасс.
Экструдеры для плоских листов используются для производства рулонных изделий, таких как стретч-лента, парниковая лента, пластиковая пленка и полипропилен. Нагретый, вязкий материал сжимается через плоские, широкие щели и быстро охлаждается для сохранения своей формы. Материал транспортируется с помощью гидравлических прессов, шнеков или других механизмов.
Силовые экструдеры
Экструдеры кормов обычно представлены шнековыми машинами. Они предназначены для переработки зерновых и травянистых растений в комплексные корма. Существует две версии этих систем. Первый просто экструдирует длинные трубки, второй создает конечные бусины.
Обычная экструзия
Обычная экструзия превращает цельное зерно в длинные, жевательные трубки, которые затем измельчаются в хлопья. Этот корм принимается поверх сырья, загруженного для переработки. В результате процесса дробления пульпа становится горячей. Это помогает убить большинство микроорганизмов, которые могут вызвать проблемы с кормлением. Кроме того, питательные вещества запекаются как в духовке, что улучшает их усвоение организмом животного.
Стоит отметить, что экстракторы, используемые для переработки полимеров, более сложные, чем те, которые работают с продуктами питания для людей или животных. Эти машины имеют дополнительные системы нагрева, которые гарантируют текучесть пластика и приближают его состав к точке концентрированного молока. Дополнительное охлаждение обеспечивается после того, как материал выходит из внеурочной деятельности. Это позволяет полимеру вернуться к своей нормальной твердости и предотвращает нарушение формы полученного изделия.
Наиболее сложные в техническом отношении экстракторы — это те, которые производят профили для труб, а также пластиковые окна. После того как материал прошел через форму, он проходит через ванну охлаждения с помощью системы валков, так как он еще очень мягкий. Для таких спасательных линий устанавливается ультразвуковое оборудование для проверки изделия. При обнаружении зазоров или мелких надрезов оператор информируется о необходимости внесения корректировок.
Особое внимание следует уделить внеклассным занятиям по кинопроизводству. Они имеют плоскую матрицу с прорезями, через которые сжимается полиэтилен или другой материал. После прохождения через литейный пресс материал принимает плоскую форму и сразу же охлаждается вентилятором. Его заворачивают в рулеты до заполнения. Затем пленка разрезается, и процесс начинается заново.
Этот тип экстравагантного человека особенно требователен к поставкам сырья. Оно не должно содержать никаких примесей. Двигатели для строительства труб могут выдержать тонкие обломки, но их покажут в фильме. Поэтому при использовании таких экструдеров необходимо тщательно следить за чистотой производства.
В некоторых случаях качество, необходимое для выплавки готового продукта, не может быть достигнуто. В производстве также используются двухшнековые машины. Это позволяет лучше перемещать сырье, а также подходит для влагопоглощающих бусин. Во многих случаях двухшнековые машины имеют функцию самоочистки, что также полезно для работы.
Виды экструдерных машин
Все экстракторы, независимо от сферы применения, состоят из основного рабочего механизма
- Индукционный двигатель.
- Счастливый отказ.
- Оже.
- Нагревательные элементы.
- Извлечение головок.
Современные экструдеры делятся на различные категории, в зависимости от типа транспортного механизма.
- Одно-, двух- и многокатушечные агрегаты.
- Плунжеры,.
- Выдавливается с помощью поршня, а
- Диски, несколько дисков и
- Комбинации.
Винты — самые простые и самые популярные. Винты занимают центральную часть всего устройства. Их функции аналогичны функциям обычных мясокомбинатов.
Боллары могут быть
- Параллельные и конические, с
- Быстро, с нормальной скоростью
- Сосуществующие и противостоящие друг другу.
На сайте Industrial Systems & Components представлен широкий ассортимент оборудования для различных областей применения.
Наиболее популярные модели включают
Маленькие упаковочные мембраны
Листы полиэтилена для гибкой упаковки
Сияние.
Упаковка для стекла, электроники и других чувствительных продуктов
Области применения экструдеров
Технологии обработки материалов широко используются в различных областях применения
- Сельское хозяйство (производство кормов, тепличные мембраны).
- Пищевая промышленность (кондитерские изделия, макароны, детское питание, жевательная резинка, кукурузные хлопья).
- Производство упаковочных материалов, многослойных пакетов и термоусадочных мембран.
- Производство гидрогеля для канцелярских товаров, полиграфии, ламинирования, принтерной печати, 3D-печати.
- Строительные материалы (экструзионный пенополистирол, изоляция, ПВХ профили, полистирол, полипропилен).
- Производство пластиковых труб.
- Химическая промышленность (производство удобрений, силиконовых изделий, резины).
- Обработка металла (алюминиевые профили).
- Экструзия кабельных накладок, термоусадочных трубок.
- Альтернативная энергетика (твердое биотопливо).
Форма конечного продукта зависит от типа отверстия в калибраторе. Если экструзия проходит через щелевое сечение, то на выходе получается листовой продукт. Если поперечное сечение имеет форму кольца, получаются трубки (макароны).
Принцип работы экструдеров
Расположение экструдера
Машина состоит из трех частей: .
В первом отделении экструдера (зона загрузки) гранулированное сырье, полимерный порошок или переработанные отходы засыпаются в бункер и подаются на вращающиеся с помощью электропривода лопасти шнека. Гранулы подаются под действием силы тяжести или сжатого воздуха из компрессора. По мере поступления все новых и новых порций полимер постепенно переходит в более горячую часть и, наконец, достигает зоны плавления. В этом месте глубина резьбы и расстояние между витками резьбы намного меньше, чем в других частях. При увеличении давления пластиковый колпачок прижимается к теплой стенке и сильно сжимается.
Затем расплав продавливается через сито с тонкими и толстыми отверстиями перед головкой в загрузочной зоне экструдера. Основная задача пакета сит — улучшение гомогенизации расплава и удаление более мелких загрязнений. Это особенно важно для производства ультратонких полупрозрачных пленок, которые склонны к структурным повреждениям и образованию отверстий в ткани в присутствии инородных частиц.
На последнем этапе экструдированный материал выбрасывается через формовочное сопло с определенным отверстием, зависящим от конфигурации изделия, которое необходимо изготовить.
Плавление полимерных шариков происходит в основном за счет высокой сдвиговой деформации спрессованного сырья. Нагревательные элементы в экструдере просто ускоряют процесс плавления. Когда внутреннее трение массы выделяет достаточно тепла для непрерывного плавления полимера, электронагреватель автоматически отключается, и система переходит в адиабатический термодинамический режим.
Производство изделий из фторопластов, термореактивных и некоторых термопластов осуществляется с помощью экструзионных поршней. Они чаще используются для обработки малопоточных материалов, чем шнековые или дисковые машины. Трубы, прутки и профильные изделия экструдируются на плунжерных экструдерах.
Область применения
Экструзия используется в различных областях применения
- Электротехническая промышленность — оболочка кабелей, деталей инструментов и оборудования.
- Строительная промышленность — производство труб, ПВХ-профилей, полимерных пленок и изоляции.
- Пищевая промышленность — макароны, паста, шоколад.
- Сельское хозяйство — комбикорм, топливные брикеты.
- Медицина, фармакология — пробирки, кровяные стержни, таблетки.
Дополнительные линии функционируют аналогичным образом. Различия в конструкции, технических параметрах и условиях эксплуатации зависят исключительно от требований к готовому продукту.
Классификация
Линии корпусов доступны в различных исполнениях и спецификациях.
Рис. 2. Типы литейных головок: а) прямоугольная — б) диагональная — в) прямоугольная.
РИСУНОК 3. Схема двухшнекового экструдера.
Принципы работы
Методы экструзии являются наиболее распространенным способом создания пластмассовых изделий.
В качестве сырья используются различные термопластичные полимеры, такие как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид и полистирол.
Современное экструзионное оборудование использует технологии теплой, горячей или холодной экструзии.
Измельченный материал поступает в загрузочную камеру.
Обрезанный материал удерживается на месте винтом. При вращении в бочке он нагревается, становится плотнее и перемещается в зону ламинирования.
Он постепенно расплавляется и сжимается, скользит по винту в зоне сжатия и толкает на составляющие маточники.
