Список тематических статей

Экструдеры для производства ПВХ профилей

В данной статье представлено описание и характеристики стандартного двухшнекового экструдера с коническими шнеками - главного узла всей профильной экструзионной линии.

Потребляемые ресурсы

• Водопроводная вода
• Суммарная потребляемая мощность 3-х фазного тока: 40 кВт/ч
• Необходимая производственная площадь: 30x10 м
• Температура в отопительный сезон: не ниже +15°С

Двухшнековый экструдер с коническими шнеками для производства жестких строительных ПВХ профилей состоит из рабочего цилиндра и шнеков, привода, загрузочного устройства, системы смазки и охлаждения, системы нагрева рабочего цилиндра, системы дегазации рабочего цилиндра, электросилового шкафа, системы защиты от перегрузок и системы автоматического контроля технологического процесса.

• Максимальная производительность готовых ПВХ профилей: до 120 кг/ч
• Вращение шнеков: встречное
• Высота оси экструзии от уровня стояния: 1000 мм
• Номинальное и максимальное давление расплава экструдата в рабочем цилиндре экструдера: 390/450 бар
• Напряжение: 3x380 В + "ноль"
• Емкость загрузочного бункера для ПВХ компаунда: 110 л
• Вольтамперная характеристика: 176 кВА

Шнеки

• Диаметр шнеков: 45/97 мм
• Длина шнеков: 1025 мм
• Максимальная скорость вращения: 35 мин^-1
• Продольное усилие на опорный тарельчатый подшипник каждого шнека: 145 кН
• Рабочий крутящий момент: 4,2 кНм
• Охлаждение шнеков: внутреннее, циркулирующим маслом

Шнеки - основной рабочий орган экструдера. Они забирают непластифицированный ПВХ компаунд от загрузочного отверстия, пластифицируют его и равномерно подают в виде гомогенного расплава к фильере. Продвигаясь по каналу шнеков, материал разогревается от внутреннего вязкого трения и от тепла подводимого от электронагревателей, расположенных на корпусе рабочего цилиндра. В результате уплотнения из материала удаляется захваченный воздух, и удельный объем пробки уменьшается. Для компенсации уменьшения объема каналы шнеков выполняются с уменьшающимися объемами витков. Поэтому глубина винтового канала шнека на выходе всегда меньше, чем на входе. По характеру процессов, протекающих на каждом участке шнеков, их можно разделить по длине на 3 основные зоны:

• зона питания (загрузки) - участок, на котором перерабатываемый материал находится в твердом состоянии;
• зона сжатия (плавления) - участок, на котором почти полностью происходит плавление материала;
• зона дозирования - участок, на котором материал находится в расплавленном вязкотекучем состоянии.

Рабочий цилиндр

• Зон нагрева: 3
• Потребляемая мощность нагрева (максимально): 11,7 кВт
• Воздушное охлаждение: 2 зоны

В рабочем цилиндре располагаются шнеки экструдера. Цилиндр выполнен из высокопрочной стали, внутрь цилиндра вставлены коррозионностойкие биметаллические гильзы. Корпус цилиндра соединяется с фильерой посредством специального фланца. Обогрев корпуса осуществляется нагревателями сопротивления. Для отвода избыточного тепла и для соблюдения нужного температурного режима служит система воздушного охлаждения, состоящая из вентиляторов, системы воздухопроводов и заслонок.

Привод

• Электромотор асинхронного типа (постоянный ток, 32,5 кВт, тиристорная бесступенчатая регулировка вращения)
• Номинальная частота вращения без регулировки поля: 2000 мин^-1
• Номинальная частота вращения с регулировкой поля: +/–20%
• Редукционное число зубчатого редуктора: i=56,2

Питающее устройство

Служит для подачи суспензионного или гранулированного uPVC компаунда в рабочий цилиндр экструдера посредством шнека, имеющего отдельный электропривод. Оборудован устройствами предварительного уплотнения материала и системой вакуумирования для удаления летучих веществ.

Автоматическая система управления и контроля технологического процесса

Работа системы происходит на 3 уровнях:

• управление ходом процессов и координация работы отдельных узлов линии;
• совмещение функциональных схем контроля (регулировка температуры, частоты вращения шнеков, давления экструдата);
• система визуализации процессов для схемы "человек-машина" (возможность выводить данные на печать, в общую компьютерную сеть предприятия - удобный интерфейс, принтер).

Экструзионная фильера

Фильера - это профилирующий инструмент, придающий расплаву полимера, покидающего рабочий цилиндр экструдера, необходимую форму. От степени совершенства реологического и теплотехнического расчета (скорость экструзии, коэффициенты разбухания экструдата, вязкоэластичные деформации, сбалансированность отдельных потоков экструдата и т.п.) зависит точность поперечного сечения профиля, качество его поверхности, механические свойства профиля и т.п.