Список тематических статей

Дисковые экструдеры

В традиционных одночервячных экструдерах движение полимера в канале червяка обусловлено тангенциальными силами, возникающими в результате смещения полимера относительно внутренней поверхности цилиндра. Другая поверхность канала – поверхность сердечника червяка не выполняет никакой полезной функции, а служит лишь геометрической границей, фактически снижающей эффективность транспортирующего действия червяка.

В поисках новых решений конструкторам пришлось отказаться от традиционного червяка и разработать аппарат, в котором полимер находится между двумя движущимися поверхностями, являющимися боковыми стенками насаженных на общий вал дисков. Машины такого типа получили название дисковых экструдеров.

Экструдер состоит из ряда последовательно соединенных цилиндрических секций,   проходя через которые полимер плавится, гомогенизируется, может подвергаться дегазации и, наконец, выдавливается через профилирущее отверстие.

Каждая экструзионная секция состоит из двух дисков 1 и 1а, закрепленных на валу 2, вращающемся внутри корпуса 3. Перерабатываемый полимер через окно 5 поступает б рабочее пространство между дисками (полость А) и увлекается ими в направлении вращения. На пути материала установлен неподвижный выступ 4, направляющий расплав полимера в канал В.

Экструзионная секция с каналом постоянной ширины обеспечивает работу с максимальной производительностью при транспортировании и плавлении полимера. Секция с коническими дисками, обеспечивающими постоянные напряжения сдвига по всей глубине канала, позволяет нагнетать расплав под более высоким давлением.

Смесительная секция дискового экструдера состоит из двух параллельных дисков 5, насаженных на общий вал 6 и расположенных в корпусе 4. Расплав поступает в канал 2 через окно 1, увлекается дисками и движется по кругу. Натыкаясь на направляющую лопасть 8, расплав поворачивает и выдавливается через окно 7. В стенках корпуса на пути потока установлены смесительные штифты 3, которые создают значительное сопротивление потоку расплава. Вследствие этого в канале возникает циркуляционное течение, обеспечивающее весьма интенсивное смесительное воздействие.

Производительность единичной секции экструдера определяется по формуле

Q = Qd-Qp

Где Qd – вынужденный поток, a Qp – поток под давлением.

Сопоставление теоретической производительности экструдера такого типа с производительностью одночервячного экструдера показывает, что при равном градиенте противодавлений она в 2,8 раза превышает производительность одночервячного экструдера аналогичных размеров.

Движение расплава, увлекаемого дисками, при наличии сопротивления на выходе генерирует довольно высокое давление, в 8 раз превышающее давление, генерируемое обычным одночервячным экструдером при одинаковой длине развертки винтового канала.

В конструкции промышленного дискового экструдера обычно сочетаются все три вида секций. Типичный многофункциональный дисковый экструдер, предназначенный для непрерывного смешения и дегазации, состоит из цилиндрического корпуса 2 с двумя загрузочными окнами 1.

На краях корпуса под загрузочными окнами расположены две плавильные камеры, в которых установлено по шесть плоских дисков 3. Рядом с ними ближе к центру машины располагаются две дегазационно-смесительные камеры, в каждой из которых установлено по четыре плоских диска 8 и по несколько смесительных штифтов. В центральной части корпуса находится нагнетательная камера, в которой установлены четыре конических диска 9.

Все диски насажены на общий вал 4 и образуют единый дисковый ротор. В корпусе имеются соединительные проходы, расположенные таким образом, что поступающий в плавильную камеру гранулят движется по каналам 5 параллельными потоками. В пределах дегазационно-смесительной камеры расплав последовательно проходит из одного канала 6 в другой, а затем потоки из левой и правой камер поступают по соответствующим проходам в нагнетательную камеру. Подходящие с двух сторон потоки расплава направляются в общий конический канал 10, из которого расплав через патрубок 7 нагнетается в формующую головку.

Предполагается, что такие машины ввиду их простоты найдут широкое применение в процессах смешения и дегазации полимерных композиций.

Гладкова Наталья