Cum se rezolvă fluxul de ventilație al extruderului cu două-șuruburi

Rezolvareafluxul de aerisire al extruderuluinecesită o înțelegere clară a motivului pentru care topirea polimerului se comportă greșit în interiorul mașinii și a modului în care proiectarea avansată a mașinilor poate împiedica în mod inerent să se întâmple. În procesarea combinării și extrudarii plasticului, fluxul de ventilație cu vid-cunoscut pe scară largă sub denumirea de inundare a orificiului de ventilație, scurgere de material sau descărcare de ventilație-este un blocaj operațional frecvent și frustrant. Orificiul de evacuare a vidului este proiectat pentru a evacua gazele volatile, umezeala și monomerii cu greutate moleculară mică--din topitura polimerului. Cu toate acestea, atunci când procesul se destabiliza, plasticul topit poate face spumă, bule și revarsă direct din orificiul de ventilație. Această problemă nu numai că contaminează butoiul și liniile de vid, dar forțează și opriri neașteptate ale producției, ceea ce duce la risipă de materiale și costuri de întreținere severe.

Pentru a diagnostica inundarea ventilației, operatorii trebuie să se uite la dinamica fluidelor care are loc în cadrul șuruburilor. Secțiunea cilindrului direct sub un orificiu de evacuare a vidului este proiectată ca zonă de devolatilizare sau degazare. În orice aspect standard, această zonă este concepută special pentru a fi o regiune parțial umplută, cu zero-presiune. Prin utilizarea șuruburilor mai adânci sau a unui pas mai mare, materialul este împiedicat să umple complet canalul, creând o suprafață liberă mare-care permite gazelor volatile să se separe de matricea polimerică și să scape.

Fluxul de ventilație are loc în momentul în care acest echilibru local de presiune este rupt. Dacă gradul de umplere crește sau rezistența la curgere în aval crește, topitura umple complet volumul șurubului disponibil. Cu spațiul de degazare complet sufocat, topitura în creștere este forțată să iasă prin singura cale de evacuare disponibilă: orificiul de evacuare a vidului.

Datele din câmpul industrial indică faptul că inundațiile regulate ale ventilației pot fi de obicei clasificate în patru probleme distincte de procesare și hardware:

1. Aspect slab de configurare a șuruburilor

Pentru a extrage substanțele volatile în mod eficient, un design cu șurub prezintă de obicei elemente restrictive, cum ar fi blocuri de frământare inversă, discuri de forfecare sau zboruri inversate imediat în amonte de zona de ventilație. Aceste elemente cresc presiunea de topire și forțează gazele captate să iasă din matrice. Cu toate acestea, dacă elementele șurubului de transport înainte-direct sub sau în aval de orificiul de aerisire au un pas inadecvat sau o capacitate volumetrică insuficientă, ele nu pot gestiona fluxul de material de intrare. Topitura se întoarce sub orificiul de ventilație, se acumulează și în cele din urmă se scurge.

2. Dezechilibrul parametrilor de proces

• Rate de alimentare excesive:Alimentarea cu materie primă dincolo de limita de transport volumetrică reală a configurației șuruburilor provoacă supraumplere localizată în zona de degazare.
• Temperaturi scăzute la baril:Zonele reci din apropierea sau chiar înaintea secțiunii de ventilație au ca rezultat o plastificare slabă. Polimerul menține o vâscozitate excesiv de mare, crescând rezistența la curgere și provocând o blocare localizată a materialului.
• Presiune ridicată-de retur:Un schimbător de ecran înfundat, un cap de matriță rece sau un design restrictiv al matriței generează o rezistență intensă în aval. Această presiune ridicată forțează topitura să curgă înapoi, umplând segmentul de aerisire de la capătul frontal.

3. Caracteristicile materiei prime

• Conținut ridicat de umiditate și volatilitate: Când materiile prime sau polimerii higroscopici sunt slab uscați, ei eliberează volume uriașe de abur și gaz din interiorul extruderului. Aceste bule se extind violent și ies în orificiul de aerisire, creând un efect de explozie care trage polimerul topit împreună cu gazul.
• Rezistență scăzută la topire: rășinile cu rezistență scăzută la topire sau aderență mare{0}}peretelui sunt în mod natural predispuse să se târască în sus pe pereții butoiului și să iasă din cupola de ventilație.

4. Forță de vid excesivă

Uneori, materialul este scos în mod activ, mai degrabă decât împins. Dacă o pompă de vid înalt-funcționează la capacitate maximă pe o topitură cu-vâscozitate scăzută, gaz-grea, micro-bulele se extind instantaneu de zeci de ori volumul lor inițial. Această expansiune rapidă antrenează polimerul lichid, trăgându-l direct în ansamblul de vid.

Când se confruntă cu o criză activă de ventilație, operatorii încearcă de obicei soluții rapide și temporare:

• Scăderea vitezei de avans sau creșterea RPM șurubului pentru a reduce gradul de umplere a canalului.
• Reglarea supapei de vid (de exemplu, scăderea de la -0,08 MPa la -0,06 MPa) pentru a opri efectul de aspirație.
• Creșterea temperaturii cilindrului pentru a scădea vâscozitatea topiturii sau schimbarea filtrelor murdare pentru a scădea presiunea-de retragere.

În timp ce aceste ajustări pot opri o depășire imediată, ele forțează adesea procesoarele să compromită calitatea debitului sau a degazării. Pentru a funcționa la capacitate maximă fără riscuri, linia de extrudare trebuie să prezinte un design optimizat cu șurub de extruder cu două-șuruburi.

În calitate de producător de top de-combinare și sisteme de extrudare de înaltă calitate, JWELL Machinery proiectează extruderele sale co-rotative cu două-șuruburi pentru a elimina vulnerabilitățile fundamentale care cauzează fluxul de aerisire. Prin producția de precizie și integrarea inteligentă a proceselor, JWELL oferă robuste,-termen lungsolutii de devolatilizare prin extrudarecare asigură stabilitatea producției.

1. Configurații de precizie-șuruburilor

JWELL utilizes advanced software to calculate exact volumetric balancing along the screw shaft. Underneath the vacuum vent, the JWELL twin-screw extruder incorporates customized multi-flight, large-pitch, deep-groove conveying elements. JWELL ensures that the forward volumetric conveying capacity of this specific zone is engineered to be more than double (>2x) volumul de alimentare al secțiunii precedente, eliminând complet acumularea de material. În plus, designul șurubului JWELL menține un spațiu tampon strict, optimizat matematic, de 0,5 până la 1,0 D (diametrul exterior al șurubului) între blocurile de restricție din amonte și orificiul de ventilație, permițând presiunii topiturii să se disipeze în siguranță înainte de a ajunge în atmosferă.

2. Sisteme inteligente de control termic și presiunii

Pentru a preveni deplasarea parametrilor de proces în zone periculoase, extruderele JWELL sunt dotate cu sisteme de încălzire și răcire a butoiului foarte sensibile, asociate cu comenzi gravimetrice de alimentare precise. Acest lucru previne scăderile de temperatură localizate care conduc la blocuri de polimer netopit și la o viscozitate ridicată la topire. În plus, senzorii de presiune a topiturii integrați de la JWELL monitorizează presiunea-returnării-în timp real-, oferind operatorilor avertismente timpurii înainte ca refluxul de material să poată ajunge în zona de degazare.

3. Hardware pentru ventilație pentru sarcini grele și inovații geometrice

Acolo unde mașinile standard utilizează decupaje dreptunghiulare de bază, JWELL optimizează geometria fizică a zonei de ventilație.

Porturi de aerisire divergente și în trepte: JWELL își modelează porturile de aerisire cu configurații extinse sau în trepte. Acest design extinde calea de ieșire, scăzând instantaneu viteza liniară a gazelor care evadează și împiedicând gazul să tragă în sus topitura polimerului.

Umpluturi mecanice de aerisire și blocuri de răzuit: pentru materiale foarte dificile, cu-vâscozitate ridicată sau reciclate, liniile JWELL pot fi echipate cu blocuri mecanice de răzuit specializate sau cu două-șuruburi de umplutură. Aceste dispozitive împing fizic orice polimer în expansiune sau urcare înapoi în șuruburi fără a întrerupe evacuarea continuă a gazelor volatile.

În cele din urmă, fluxul de ventilație al extruderului este o nepotrivire mecanică: materialul sosește mai repede decât poate fi mutat înainte, asociat cu expansiunea necontrolată a gazului. În timp ce mașinile de bază necesită ca operatorii să modifice constant parametrii și să scadă randamentul pentru a rămâne stabil, extruderul cu două-șuruburi JWELL rezolvă problema la nivel de hardware. Combinând principiile de proiectare a șuruburilor extruderului cu șurub dublu-de capacitate mare{-cu geometria avansată de aerisire și hardware robust, JWELL oferă un sistem de amestecare foarte fiabil, de-ieșire ridicată, care menține materialul în mișcare înainte și porturile de aerisire perfect clare.